•.♥.• التجوية الميكانيكية (الفيزياوية) •.♥.•

الـسَلآمُ عَلَيِكُمْ وَ رحمَة الله وَبَــــرَكَــآتُــه.
والصلاة والسلام علـى خاتم الأنبيـاء سيدنـا ونبينـا محمـــد , صلى الله عليــه وسلـم ,











يقوم
الجو بوساطة هذه العملية في التأثير على الصخور بأساليب فيزياوية حيث
تتحطم الصخور إلى فتات صخري اصغر حجما من الصخور الأصلية، ولا يحدث أي
تغيير مهما كان بسيطا في التركيب الكيماوي للصخور الناتجة. ويلعب هذا النوع
من أنواع التجوية دورا مهما في زيادة المساحة السطحية للفتات الصخري
الناتج عن تحطم الصخرة الأصلية, الأمر الذي يزيد من احتمالات تعرضها إلى
عمليات التجوية الأخرى وخاصة التجوية الكيماوية. ويمارس الجو دوره
الفيزياوي بأساليب متعددة يمكن إجمالها بالاتي:

1- تأثير التمدد والتقلص على التجوية:

إن
المعادن لها معاملات تمدد مختلفة عن بعضها البعض, كما أن الزيادة في الحجم
نتيجة للتمدد تختلف بين صخر وأخر بعد التسخين. والصخور عدة معادن وهذه
المعادن تتمدد بشكل مختلف من معدن لأخر, وهذا التفاوت في التمدد يؤدي إلى
إنفراط المعادن لان قوة التماسك بينها تقل, وبعد التقلص لا تعود إلى مكانها
بل تبتعد قليلا وهذا يؤدي إلى إحداث فراغات في الصخور مما يزيد التجوية
الميكانيكية. أي الذي يؤثر على التجوية هو التفاوت في التمدد والتقلص،
والتفاوت في البداية قد يؤدي إلى انفراط أو انفصال في الصخر ( Fritting ).
كما أن الصخور بصورة عامة تتلقى الشمس من الأعلى لذلك فان الطبقة العليا هي
التي تسخن أولا كذلك هي التي تبرد أولا, أما الطبقة السفلى فتكون الحرارة
فيها اقل وعندما تبرد لا تبرد بسرعة, وهكذا كلما زادت الأعماق في هذه
الحالة تتفاوت درجات الحرارة في طبقات الصخر كلما انخفضنا للأسفل, أي أصبح
لدينا نطاقات حرارية في الصخر, وبالتالي عندما تتمدد الطبقة العليا فإنها
تختلف في تمددها عن الطبقات التي أسفلها, وهذا يؤدي إلى تفاوت في التمدد
والانكماش الناتج عن التبريد والتسخين بين كل طبقة وأخرى مما ويؤدي إلى
انفصال أفقي عن الطبقات التي تحتها، وتفتت الصخر، وهكذا تنفصل كل طبقة عن
الأخرى وهذا يؤدي إلى وجود مفاصل أفقية أو دائرية. وبالتالي فان المنطقة
التي تتأثر بذلك تتحول إلى طبقات صخرية من نفس النوع وفي هذه الحالة فان
الطبقة الأولى تنسلخ عن الطبقة الثانية وتفقد تماسكها مع بقية الكتلة
الجبلية ومع مرور الزمن تنتزع الطبقة العلوية على شكل كتل كبيرة, وهكذا
تنسلخ كل الكتل الصخرية. وفي النهاية فان جبلا كاملا قد يتلاشى بهذه
الطريقة وهذا ما
يسمى بالزوال الدائري أو التقشير للصخور، ويبقى قلب الصخور دون تتفتت يكون اصلب جزء في الصخر ولا يتأثر بعوامل التفت بشكل كبير.

ب- تأثير الحرارة والرطوبة:

تحدد
درجة الحرارة وكمية الأمطار ونوع وشدة عمليات التجوية المختلفة. إذ تتعرض
الحبيبات المعدنية والأسطح الصخرية إلى التفتت Fretting والتشقق والتقشر
Exfoliation بسبب الاختلافات الحرارية اليومية الشديدة, وما تؤدي إليه من
تفاوت في معدلات التمدد والتقلص المعدني. أما الرطوبة سواء كانت متوفرة على
شكل مطر أو ندى, فإنها تعمل, أيضا, على إضعاف الصخر كيماويا وميكانيكيا
معتمدة في ذلك على نسبة الحموضة PH ومعدل تركيز المطر أو حجم قطراته
المائية. فالمعادن المختلفة تتحلل في ظروف حمضية مائية متفاوتة: فالألمنيوم
على سبيل المثال, يصبح أكثر تأثرا بعملية الإذابة من السيلكا إذا قل معدل
PH في الماء عن 4, في حين يصبح غير قابل للذوبان إذا تراوح هذا المعدل ما
بين 5 – 9, وذلك على عكس السيلكا التي تزيد قابليتها للذوبان في هذا
المعدل. أما الحديد فان قابليته للذوبان تزيد بحوالي 100000 مرة إذ بلغ
معدل PH في الماء 6 عنها إذا كان المعدل 8.5.

ولا
يمكن الفصل بين تأثير كل من درجة الحرارة والرطوبة في إضعاف الصخر. إذ
تزيد فعالية التجوية الكيماوية بحوالي الضعف أو الثلاثة أضعاف لكل ارتفاع
في درجة الحرارة يعادل عشر درجات مئوية كما أن انخفاض درجة حرارة الماء إلى
ما دون نقطة التجمد يزيد من نشاطه الميكانيكي. ففي حالة تجمد الماء يزداد
حجمه في الفراغات الصخرية بنسبة 9% مما يضغط على الصخور ويفتتها ويشققها.
وقد يصل ضغط الماء المتجمد والمحصورر في الصخور عند درجة الحرارة – 22ْم
إلى 2100 طن / قدم مربع.

من
ناحية أخرى, يمكن أن تؤدي الأمطار إلى انجراف التربة وانكشاف الصخر لعوامل
الجو مباشرة بفعل ما تقوم به من تعرية متناثرة Splash erosion أو تعرية
طبقية Sheet erosion أو قنوية Channel erosion. وتعتمد الأمطار في نشاطها
الحتي على طاقتها الحركية Kinetic energy ومدة الأمطار وكذلك على نوعية
الغطاء النباتي وتماسك حبيبات التربة، ويمكن أن يؤدي ضغط قطرات المطر إلى
رفع حبيبات التراب لعلو قدمين في الهواء ونقلها لمسافة خمسة أقدام مما
يساهم في تفتت الصخور.


أما دور التغيرات في درجات الحرارة في التأثير على التجوية وتفتت الصخور
فانه ما زال غير واضح الى حد الآن. إذ يحدث أن تتعرض الصخور في المناطق
الجوفية وشبة الجوفية إلى التسخين الشديد أثناء النهار جراء تعرضها إلى
أشعة الشمس ولكونها جردا خالية من الغطاء النباتي، فان المعادن ألمكونه
لهذه الصخور تتمدد بدرجات متفاوتة. ويعمل انخفاض درجات الحرارة في أثناء
الليل

على
التقلص، وبالنظر إلى عدم تساوي معاملات التمدد والتقلص هذه لكل المعادن
ألمكونه للصخور فان تكرار هذه العملية يؤدي إلى تفكك الصخور وتحطيمها.

وتلعب
التغيرات في درجة الحرارة دورا آخر في عملية تحطيم الصخور عندما يحدث نوع
من التقشر exfoliation نتيجة تعرض الطبقة العليا من الصخور إلى التغيرات
اليومية في درجات الحرارة الأمر الذي يحتم عليها أن تنفصل عن بقية أجزاء
الصخرة الواقعة أسفلها والتي لا تتأثر بالدرجة نفسها بالتغيرات الحاصلة
في درجات الحرارة. وينتج عن هذه العملية انفصال قشور صخرية بشكل صفائح
رقيقة تتساقط عند أسفل المنحدرات. وتتأثر الصخور النارية بهذه العملية أكثر
من الصخور الرسوبية لان معظم الصخور الرسوبية كانت في الأصل صخورا نارية
مرة بهذه العملية.
إن الصخور ليست جيدة لتوصيل الحرارة, وان انتقال
الحرارة من السطح إلى الداخل يكون قليلا, وبالتالي لا تتمدد الأسطح
الداخلية بنفس تمدد وتقلص السطوح الخارجية وهذا يؤثر على مدى انفراط وتكسر
الصخر.


لقد أجرى الباحث الجيومورفولوجي جرجز (Griggs) تجربة كان الهدف منها
معرفة كيف يؤدي التسخين والتبريد إلى تفتيت الصخر. واحضر جرجز ثلاثة قطع
صخرية من الجرانيت وقام بتسخينها على درجة حرارة 140 5 م لمدة 5 دقائق داخل
فرن وبعد ذلك برد القطع الصخرية الثلاثة على درجات حرارة 30 5 لمدة 10
دقائق وكرر العملية 89400 مرة في مدة 3 سنوات ولكن الصخر لم يظهر علية أي
تفتت، إذا في هذه الحالة اثبت خطاء النظرية وهذه يحتاج لتفسير، وهكذا لاحظ
جرجز لما أعاد العملية في جو آخر واحضر نفس الصخور وسخنها وبردها بواسطة
التغطيس بالماء وكان التبريد لمدة (6) ساعات في جو درجة حرارته 12 5 م تحت
الصفر, والتسخين لمدة ساعة في ماء لمدة درجة حرارته 20 5 م , وكرر العملية
5000 مرة ولم يحدث أي تغيير على الصخر. ولكن بعد ذلك وقبل بدء تسخين الصخر
وضعة في محلول من الماء وسلفات الصوديوم وبعد أن نقع الصخور في هذا
المحلول وسخنها وبردها بالماء كرر العملية 42 مرة فقط، وبعد ذلك تفتت الصخر
وانفرط. وهذا يدل على عدم وجود تجوية ميكانيكية لوحدها بل تتداخل العمليات
الميكانيكية والكيماوية. أي دخلت عوامل الماء والاكاسيد والحوامض وهذه
المواد الكيماوية تساهم في تفتت الصخر بدليل تجربة جرجز, والتي دلت على
تداخل التجوية الميكانيكية والكيماوية مع بعضهم البعض في تفتت الصخور.

تشتد عملية التجوية الميكانيكية الناجمة من التغيرات في درجات

ج- اثر الصقيع:

يعتبر
الصقيع من أكثر عوامل التجويه الميكانيكية تأثيرا، إذا يزداد حجم الماء
عند تجمدة إلى حوالي 9% من حجمه السابق. فلو فرضنا أن هذا الماء كان
محصورا في مكان ما فانه سوف يولد ضغطا يصل إلى حوالي 2000 باوند على كل

1
بوصة مربعة، أو 125 كغم على كل 1 سم مربع. ومن الطبيعي أن يؤدي تجمد
الماء الموجود داخل المفاصل والشقوق أو المسامات الموجودة داخل الصخور إلى
زيادة الضغط والى تحطيم تلك الصخور إلى قطع صغيرة. ويؤدي تعاقب عملية
الانجماد والذوبان إلى توسيع الشقوق الموجودة بين الصخور حتى تتكسر بعد ذلك
إلى كتل منفصلة. ويتركز اثر الصقيع بصورة خاصة في مناطق العروض الوسطى
والعالية وكذلك فوق الارتفاعات العالية, حيث تسمح ظروف الحرارة السائدة
بتكرار عملية الانجماد والذوبان. وتتأثر الصخور الرسوبية بهذه العملية أكثر
من الصخور النارية بسبب كثرة المفاصل والشقوق والفراغات فيها, وتتحول
الصخور من جراء هذه العملية إلى حطام صخري ذي جوانب حادة. ويظل ذلك الحطام
الصخري في مكانه إذا كان موجودا فوق منطقة ذات انحدار قليل، تتساقط
المفتتات ويتجمع عند أسفل المنحدرات مكونا أشكالا مخروطية الشكل تعرف باسم
التالوس Talus أو Scree .

د - اثر إزالة الضغط:

عند
إزالة الضغط يحصل تمدد للصخور, والتمدد لا يحصل بصورة متكافئة بل يحدث
بصورة تدريجية ويتبعها تشقق في الصخر, مثل المناطق التي كانت مغطاة
بالجموديات ( الجليد ) حدث بها خدوش وشقوق بعد زوال الجليد عنها, مما أدى
إلى تصدعها على شكل تجوية ميكانيكية, ونفس الشيء ينطبق على المناطق التي
كانت مغطاة بالبحار. هذا ويؤدي تناقص الضغط المسلط على الصخور بسبب تعرضها
للتعرية وإزالة الطبقات العليا منها إلى حدوث نوع آخر من التقشر إذ تظهر
المفاصل والشقوق بوضوح في الصخور الأمر الذي يعرضها إلى المزيد من تأثير
التعرية.

هـ- التمدد الناتج عن التغيرات الكيماوية والنمو البلوري:

ويتكون
من جراء بعض العمليات الجوية الكيماوية التي تتعرض لها الصخور وخاصة إذا
رافق ذلك عمليات ترطيب, تتكون أنواع جديدة من المعادن التي تكون اكبر حجما
من المعادن الأصلية الأمر الذي يؤدي إلى حدوث تفكك لمكونات الصخور. وهناك
نوع آخر من التمدد الذي يحصل للصخور نتيجة تغلغل البلورات الملحية داخل
المسامات الموجودة بين ذرات الصخور. وتسود هذه الحالة في المناطق الجافة
وشبة الجافة بدرجة رئيسة حيث يؤدي نمو معادن ملحية اكبر حجما نتيجة لعمليات
كيماوية إلى تحطيم المواد اللاحمة لذرات تلك الصخور. وتحدث هذه العملية
أيضا عندما يرتفع الماء الجوفي خلال مسامات الصخور نحو الأعلى بموجب
الخاصية الشعرية حيث يتبخر في النطاق الأعلى الجاف من الصخور الذي يقع فوق
مستوى الماء الجوفي تاركا ما يحمله من أملاح داخل المسامات الصخرية. وبنمو
تلك البلورات الملحية تتفكك المواد اللاحمة لذرات الصخور وتتقشر طبقات منها
بسبب التمدد الحاصل في حجم البلورات الملحية. ومن أهم المعادن الملحية
التي تتسبب في هذه العملية هي الجبس والهاليت ( كلوريد الصوديوم ).




[ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذه الصورة]