من اسباب التجوية الميكانيكية
من اسباب التجوية الميكانيكية نتحدث عنه من خلال مقالنا هذا كما نذكر لكم مجموعة متنوعة أخرى من الفقرات المميزة مثل العوامل المؤثرة في التجوية الميكانيكية و أنواع التجوية الكيميائية ثم الختام النتائج المترتبة على التجوية الكيميائية تابعوا السطور القادمة.
محتويات الموضوع
من اسباب التجوية الميكانيكية
قد تحدث التجوية بفعل مجموعة من القوى الميكانيكيّة أو الفيزيائيّة، ومنها:
- التمدد الحراري:
تحدث تجوية للصخور عندما تتعرّض للإجهاد الحراري المستمرّ، إذ تتقلّص الصخور مع الانخفاض في درجات الحرارة، ثمّ تتمدد مجددًا مع ارتفاع درجات الحرارة، ومع استمرار هذه العمليّة فإنّ الصخور تتكسّر. - نموّ البلورات المائيّة:
عندما يتسرّب الماء عبرَ مسامات أو كسور الصخور فإنّ ذلك يؤدي لنمو بلورات الماء، ممّا يشكّل ضغطًا على الصخور المحيطة ممّا يؤدي إلى إضعافها وبالتالي تكسّرها. - حركة المياه:
قد تتعرّض الصخور للتكسّر عندما يتمّ نقلها بواسطة المياه المتحركة مثل الأنهار. - الصقيع:
يعدّ تشكّل الصقيع من أكثر عوامل التجوية الميكانيكيّة شيوعًا، ويقصد به تجمّع المياه في شقوق الصخور ثمّ تحوّلها لصقيع بسبب انخفاض درجات الحرارة، فيؤدي هذا الصقيع أو الجليد إلى الضغط على شقوق الصخور بفعل التمدد، ممّا يتسبب بتكسّر الصخور وتفتتها. - التقشير أو التفريغ:
يحدث التقشّر أو التفريغ بفعل إزالة السطح الخارجيّ للصخور، ممّا يؤدي إلى حدوث تصدعات تمتدّ على طول الشقوق أو الكسور المتباعدة بصورة منتظمة تحتَ سطح الصخور الأساسيّة.
أنواع التجوية الكيميائية
تعمل التجوية الكيميائية جنبًا إلى جنب مع الانهيار المادي للصخور، وتعرف أيضًا باسم التجوية الميكانيكية، كما تتضمن هذه العملية تغييرًا كيميائيًا يغير فعليًا من التركيب الكيميائي للصخور أو المعدن، وتعتبر التجوية الكيميائية أكثر شيوعًا في المناطق الرطبة منه في المناطق الجافة، لأن الرطوبة عنصر مهم في العديد من أنواع التجوية الكيميائية، وفيما يأتي أمثلة تعرض أشكال حدوث عملية التجوية الكيميائية:
- الأكسدة
نوع آخر من التجوية الكيميائية هو الأكسدة، الأكسدة هي تفاعل مادة مع الأكسجين، ربما تكون على دراية بالأكسدة لأنها العملية التي تسبب الصدأ. لذلك ، مثلما تتحول سيارتك إلى الصدأ من خلال الأكسدة، يمكن أن تصبح الصخور صدئة إذا كانت تحتوي على الحديد. - الكربنة
الكربنة هو نوع آخر من التجوية الكيميائية، ,الكربنة هي خلط الماء مع ثاني أكسيد الكربون لصنع حمض الكربونيك، وهذا النوع من التجوية مهم في تكوين الكهوف، حيث يشكل ثاني أكسيد الكربون الذائب في مياه المطر أو في الهواء الرطب كربوني - التحلل المائي
هناك أنواع مختلفة من التجوية الكيميائية. لنبدأ بمناقشة التحلل المائي، وهو الانهيار الكيميائي للمادة عندما يقترن بالماء. يمكنك أن تتذكر هذا المصطلح عن طريق تذكر أن البادئة “هيدرو” تعني “الماء” وأن اللاحقة “تحلل” تعني “الانهيار”، مع التجوية الكيميائية للصخور، نرى تفاعل كيميائي يحدث بين المعادن الموجودة في الصخور ومياه الأمطار، المثال الأكثر شيوعًا للتحلل المائي هو الفلسبار ، والذي يمكن العثور عليه في الجرانيت المتغير إلى الطين. عندما تمطر، تتسرب المياه إلى الأرض وتتلامس مع صخور الجرانيت. تتفاعل بلورات الفلسبار داخل الجرانيت مع الماء ويتم تغييرها كيميائيًا لتشكيل معادن طينية ، مما يضعف الصخور.
العوامل المؤثرة في التجوية الميكانيكية
فيما يأتي العوامل المؤثرة في التجوية الميكانيكية:
- جذور النباتات:
يُمكن أن تكون جذور النباتات أحد عوامل التجوية الميكانيكية؛ فقد تنبت بذرة الشجرة في التربة التي تجمعت في الصخور المتشققة، ومع نمو الجذور في التربة، تتوسع الشقوق، ومع مرور الوقت تتكسر الصخور المحيطة بالجذور إلى أجزاء أصغر، كما يُمكن للأشجار أن تُفكّك الصخور الكبيرة، وكذلك لا يقل تأثير النباتات الصغيرة عن الكبيرة، فمثلًا، يُمكن للطحالب تكبير الشقوق أثناء نموها، وأيضًا تضعف من بنيتها وتفتتها. - الحيوانات:
تُعدّ بعض الحيوانات أحد عوامل التجوية الميكانيكية؛ مثل الحيوانات التي تبني أنفاقًا لها تحت الأرض، فتحفر الصخور، ثمّ تأتي حيوانات أخرى تدوس فوق الأرض؛ مما يؤدي إلى انهيار هذه الأنفاق ببطء، وتكسّر الصخور الموجودة فيها. - إسفين الجليد:
يحدث إسفين الجليد (بالإنجليزية: Ice Wedging) بسبب تجمّد وذوبان المياه الموجودة داخل الشقوق والكسور الموجودة في بنية الصخور، فعندما تنخفض درجة الحرارة إلى ما دون درجة التجمّد، يتمدد الماء على شكل جليد داخل الشقوق فيزيد حجمه؛ مما يولد ضغطًا على الصخور المحيطة فيه، وبالتالي يجعل الشقوق أوسع، ومع تكرار حدوث عمليات التجمّد والإذابة للماء تتكسر الصخور المحيطة إلى جزيئات أصغر. - الأملاح:
تحدث التجوية بواسطة الأملاح من خلال عملية التجوية بالملح (بالإنجليزية: Haloclasty)، فقد تدخل المياه المالحة إلى شقوق ومسام الصخر، ومع الزمن وتغيّر درجات الحرارة تتبخر المياه وتترك بلورات الملح في الشقوق، بعد ذلك، عندما تنمو البلورات تضغط على الصخور وتفككها ببطء، مما يؤدي إلى تكسّرها دون حدوث أيّ تغيير في تركيب الكيميائي للصخور. - تغيّر درجات الحرارة:
تساهم التغيّرات في درجات الحرارة في حدوث التجوية الميكانيكية من خلال عملية تُسمّى الإجهاد أو الضغط الحراري (بالإنجليزية: Thermal Stress)، والتي تؤدي إلى تمدد الصخور عند تعرضها لدرجات الحرارة المرتفعة، وتقلصُها عند تعرضها لدرجات الحرارة المنخفضة، ومع تكرار تعرض هذه الصخور لدرجات الحرارة المرتفعة نهارًا والمنخفضة ليلًا تضعف بنية الصخرة فيتكسر. وتُعدّ الصخور الصحراوية من أكثر المناظر الطبيعية عرضة للإجهاد الحراري، إذ تتعرض الطبقة الخارجية لصخور الصحراء لضغط متكرر مع تغيّر درجات الحرارة العالية نهارًا والباردة جدًا ليلًا، فتتقشر الطبقات الخارجية للصخر على شكل صفائح رقيقة في عملية تُسمّى التقشير (بالإنجليزية: Exfoliation). - وجود الطين داخل شقوق الصخور:
تحدث هذه العملية عندما يمتص الطين -أو المواد الأخرى الموجودة في الصخر- الماء وينتفخ؛ لأنّه يمتاز بمسامية أعلى من مسامية الصخور؛ مما يؤدي إلى تكسّر وتجوية الصخور المحيطة بها دون تغيّر في التركيب الكيميائي لها.
مفهوم التجوية الميكانيكية
تُسمّى التجوية الميكانيكية (بالإنجليزية: Mechanical Weathering) أيضًا التجوية الفيزيائية (بالإنجليزية: Physical Weathering) وهي عملية تفتت الصخور إلى قطع أصغر منها حجمًا دون التغيير في تركيبها الداخلي، أي يبقى التركيب المعدني والعضوي للصخر الكبير هو ذاته للقطع الصخرية الصغيرة الناتجة من عملية التفتت، وتحدث بشكل خاص في الأماكن قليلة التربة، والغطاء النباتي، مثل: المناطق الجبلية، والصحارى الحارة.
النتائج المترتبة على التجوية الكيميائية
التجوية الكيميائية ينتج عنها مجموعة من الآثار الإيجابية والسلبية، حيث ساعدت هذه العملية في إنشاء بعض من أجمل المواقع على الأرض، بما في ذلك Grand Canyon و China Stone Forest و Carlsbad Caverns National Park، وتساهم التجوية الكيميائية أيضًا في تكوين التربة، حيث أن الجزيئات الموجودة داخل التربة مستمدة من الصخور التي تحطمت بمرور الوقت، ولكن لسوء الحظ؛ فإن هذه العملية تدمر الممتلكات أيضًا، بما في ذلك المنازل والشركات ومختلف المباني، حيث يمكن للتجوية الكيميائية أن تخلق ثقوبًا صدئة في جدران سقيفة معدنية أو تزيل النقش المدروس على شاهد القبر ويمكن أن يلحق الضرر حتى بآثار كبيرة والتماثيل.
التجوية الميكانيكية والكيميائية
- مميزات التجوية الميكانيكية
قدرة عالية على ترشيح الغبار والشوائب الصلبة.
فعالة في تقليل التلوث البكتيري والفيروسي.
إمكانية ضبط مستوى التجوية المطلوب حسب الاحتياجات. - عيوب التجوية الميكانيكية
تحتاج إلى استهلاك كمية كبيرة من الطاقة الكهربائية للتشغيل.
يحتاج إلى صيانة دورية لتنظيف مرشحات الهواء أو استبدالها.
قد يصدر الأجهزة الكثير من الضجيج أثناء التشغيل. - التجوية الكيميائية
في هذا القسم سنناقش التجوية الكيميائية وأهم مميزاتها وعيوبها. - تعريف التجوية الكيميائية
التجوية الكيميائية هي التجوية التي تعتمد على استخدام مواد كيميائية لتنقية الهواء وتحسين جودته. تقوم المرشحات الكيميائية بامتصاص الملوثات وتحويلها إلى مواد غير ضارة. - مميزات التجوية الكيميائية
قدرة عالية على التخلص من المواد الغازية والروائح الكريهة.
فعالة في تنقية الهواء من الملوثات الكيميائية والغازات السامة.
تستهلك كمية أقل من الطاقة الكهربائية مقارنة بالتجوية الميكانيكية. - عيوب التجوية الكيميائية
قد لا تكون قادرة على التخلص من الملوثات الصلبة والغبار بكفاءة كبيرة.
قد تحتاج إلى استبدال المرشحات الكيميائية بانتظام والتكلفة المرتبطة بها.
تحتاج إلى توزيع مناسب للمرشحات الكيميائية لضمان تغطية كاملة للبيئة.
بناءً على المقارنة أعلاه، يمكن اختيار نوع التجوية المناسب وفقًا لاحتياجات ومتطلبات كل بيئة. التجوية الميكانيكية مفيدة في تنقية الغبار والشوائب الصلبة، في حين أن التجوية الكيميائية تتميز بقدرتها على التخلص من الملوثات الكيميائية والروائح الكريهة. يمكن أيضًا استخدام تكنولوجيا المزج بين النوعين لتحقيق ترشيح وتنقية هواء شامل.
