محاضرات في مادة الجيومورفولوجيا
م.م حدود محمد عبود
كلية التربية صفي الدين - قسم الجغرافية
المحاضرة الأولى
حدد العالم الجيومورفولوجي (Thornnmbry ثورنمبري) العملية الجيومورفولوجية والتي تبدأ وتحدث وتكتمل بفعل عوامل جيومورفولوجية معينة تؤدي إلى تغيير أشكال سطح الأرض من حيث التغير ضمن مدى زمني جيولوجي معين, حددها بأنها تسير على صورة الأفكار التسعة التالية:
1 إن بعض العمليات والقوانين الطبيعية التي تعمل ألان هي نفسها قد عملت خلال الأزمنة والعصور الجيولوجية, إلا انه ليس من الضروري أن يكون عملها بنفس الشدة الحالية دائما ), حيث أن أي وادي لا يوجد شك بأنه يشق مجراه حاليا مثل ما كان يشقه في الزمن الماضي, وان الاختلاف فقط هو في الشدة والذي قد يكون سببه التغيرات المناخية على سطح الأرض.
2 ترتبط تضاريس سطح الأرض إلى حد كبير مع اختلاف سرعة العمليات الجيومورفولوجية )، أن أحد أسباب تباين مقدار نحت سطح الأرض هو تباين طبيعة الصخور المكونة لها, مثلا الصخر الجيري اسهل من الجرانيت, والمناطق المرتفعة قاعدتها صلبة والمنخفضة كالسهول صخورها لينة. أي أن درجة مقاومة الصخر هي التي تؤدي إلى تباين النحت, ولكن يبقى اختلاف عناصر الحرارة أو الرطوبة والغطاء النباتي السبب الرئيسي في اختلاف شدة العمليات الجيومورفولوجية من فترة لأخرى, وهذا معناه وجود الاختلاف من مكان لأخر حتى على نطاق ضيق.
3 تترك العمليات الجيومورفولوجية آثارها الواضحة على أشكال اليابسة وتقوم كل عملية جيومورفولوجية بتطوير أشكال اليابس الخاصة بها ), ولذا لكل مظهر من مظاهر الأرض صفات مميزة تعود إلى طبيعة العملية التي أظهرت هذا الشكل. فالسهول أشكال كونتها الأنهار. ولكون كل عملية جيومورفولوجية تعمل على انفراد في تكوين معالم أرضية متميزة فانه بالإمكان تصنيف أشكال اليابسة على أساس نشأتها. ولذا يصبح تفسير وجود شكل معين سهل على المتخصصين في هذا العلم, وحتى انه يمكنهم توقع وجود أشكال أخرى بناء على علاقة ونشأة هذه الأشكال, حيث مثلا تعود معظم مظاهر الأرض إلى تغيرات مناخية حدثت في زمن البلايستوسين.
4 يظهر تعاقب منظم الأشكال اليابس عندما تعمل عوامل تعرية مختلفة على سطح الأرض ), أي انه يوجد تطور متعاقب ومنتظم لأشكال الأرض حسب اعتقاد المتخصصين, ورغم أن يفز هو الذي وضع فكرة مرور الأشكال الأرضية بمراحل الشباب والنضج والشيخوخة والتي سميت بالدورة الجيومورفولوجية, إلا أن هذا لا يعني وجود دورة حقيقية في الطبيعة, ولكن يبقى وجود تطور منظم ومتعاقب وليس من الضروري وجود تماثل في مراحل وخصائص طبوغرافية كل إقليم. كما يختلف الزمن, حيث أن وجود منطقتين متشابهتين في مراحل تطورهما لا يعني انهما استغرقتا نفس الفترة الزمنية. ومن هنا لا بد من تتبع دورات تطور كل إقليم أو شكل على انفراد للوصول إلي تطوره الحقيقي
5 أن التطور الجيومورفولوجي المعقد اكثر شيوعيا من بسيطة – أي التطور البسيط منه ), حيث أن التوضيح البسيط لإشكال سطح الأرض قد لا يكون صحيحا.
ولهذا وجدت التناقضات بسبب الاعتماد على الإيضاح البسيط, حيث انه عندما نتعمق في تفسير أشكال الأرض نجد أن التطور قد يكون نتيجة لعملية جيومورفولوجية واحدة وبناء على ذلك صنف هوربرج عام 1952 أشكال اليابسة في خمسة مجموعات كما يلي:
أ- البسيط: وهي الأشكال التي تكونت بفعل عملية ( دورة ) جيومورفولوجية تطغى على عمليات أخرى سابقة أن وجدت.
ب- المركب: تتعرض إلى دورتين ( عمليتين ) أو اكثر, ومعظم الأشكال مركبة
ج- أشكال تنتج عن دورة واحدة: تظهر على الأشكال أثار هذه الدورة
د- أشكال تنتج عن دورات متعددة: تحمل أثار هذه الدورات.
هـ- مجاميع الأشكال المنكشفة: أي تطور الشكل بوجود ظروف مناخية واحدة وما صاحبها من تباين في العمليات الجيومورفولوجية السائدة, كما ان هذا النوع من الأشكال تكون خلال فترات جيولوجية سابقة وانطمر تحت كتل من الصخور وعاد وظهر بعد زوال ما كان يغطيها من صخور.
6 إن قليلا من طبوغرافية الأرض اقدم من الزمن الجيولوجي الثالث في تاريخ تواجدها ولا يتجاوز قدم غالبيتها عصر البلايستوسين ), ولقد قدر أشلي ( Ashly ) بان 90% من سطح اليابس في الوقت الحاضر تكون بعد الزمن الثالث وإن99 % من هذه الأشكال تطور بعد عصر الميوسين. وليس بالضرورة أن تكون هذه التقديرات صحيحة إلا أنها تبقى فكرة مقبولة لدى المتخصصين.
7 لا يمكن تفسير المعالم التضاريسية تفسيرا صحيحا دون أن تقدر التغيرات المناخية والجيولوجية المتعددة التي حدثت خلال البلايستوسين تقديرا كاملا ), حيث أن معظم المظاهر الطبوغرافية في العالم نشأت في فترة حديثة وان التغيرات المناخية والجيولوجية التي حدثت في البلايستوسين تركت أثارا واضحة على الوضع الطبوغرافي الحالي لان البلايستوسين تميز بوجود فترات مطرية وبغزارة شديدة.
8 أن تقدير مناخات العالم حق قدرها أمرا ضروريا لفهم الأهمية المتباينة لمختلف العمليات الجيومورفولوجية فهما صحيحا ). وهنا نركز على فهم عناصر المناخ وخاصة الحرارة والأمطار والتبخر وسرعة الرياح والتجمد والتي تؤثر جميعها بشكل مباشر أو غير مباشر في العمليات الجيومورفولوجية لاثر المناخ حتى ألان.
9 مع إن اهتمام الجومورفولوجيا ينصب بالدرجة الأولى على معالم سطح الأرض الحالية, ألا إن هذه الدراسة والاهتمام تبلغ ذروة فائدتها إذا توسعنا بدراسة معالم السطح من الناحية التاريخية), حيث توجد أشكال أرضية تعود لحقب جيولوجية سابقة, لذا لا بد من الرجوع لها, وهذا يسمى بالجيومورفولوجيا القديمة (Palaogeomorphology). وهذا يوصلنا للتعرف على أشكال أرضية نتجت بفعل عمليات لا تعمل في الوقت الحاضر.
المحاضرة الثانية
شكل الأرض وبناء الأرض، وفكرة عامه عن الأرض بشكل عام:
لقد أصبح من الثابت أن الأرض شكلها كروي ( على شكل الأجاص ) وطول قطرها الاستوائي 7926.7 ميل (12754.1كم) وقطرها 7899.9 ميل (12710.9كم ) أي أن الاستوائي يزيد عن القطبي بحوالي 43.2 كم. ويوجد عدة مرتفعات تحيط بالكرة الأرضية، وهذا يترتب علية إختلاف نصف القطر من منطقة إلى أخرى، ويبلغ محيط دائرة الأرض عند خط الاستواء حوالي 40225 كم.
ويهمنا هنا اليابس الذي يحتل حوالي 29.2% والباقي مغطى بالمياه السائلة والمتجمدة. ويقدر متوسط ارتفاع الأرض بحوالي 840 م فوق مستوى سطح البحر, أما البحار فمتوسط عمقها هو 3800 م ( أي أن البحار أكثر عمقاً من ارتفاع اليابس).
ومن ناحية جيومورفولوجية إذا نظرنا إلى توزيع اليابس والماء نلاحظ ما يلي:
1- تركز اليابس في نصف الكرة الشمالي.
2- تركز المحيطات في نصف الكرة الأرضية الجنوبي.
3- تجمع والتفاف الماء حول القطب الشمالي.
4- امتداد أجزاء قارية كثيرة في نصف الكرة الجنوبي.
5- الشكل المثلثي لمعظم القارات.
6- وجود قارة مرتفعة ومنعزلة في القطب الجنوبي, القطبية الجنوبية ( انتاراكتيا ).
7- الوضع المتعاكس بين اليابس والماء بين القطبين (للتوازن).
8- اليابس يتكون من تضاريس وطبوغرافيا متنوعة, وهذا الاختلاف يعود إلى البنية ونوعيه الصخر.
المحاضرة الثالثة
. تضاريس الأرض
تبين لنا من خلال دراستنا للأفكار الأساسية في العمليات الجيومورفولوجية أنه ما من شيء ثابت على سطح الأرض غير أن هذا التغيير لا يكون ملحوظا قي كثير من المناطق بسبب بطيء اثر عمليات التي تؤدي إلى حدوثه ويعتقد بعض سكان الإقليم التي يحدث فيها نشاط بركاني أو التي يتكرر حدوث الزلازل فيها إن معظم النشاط الأرضي يكون بشكل فجائي وبعنف شديد. ألا إن الحقيقة أن معظم العمليات الأرضية تكون بطيئة جدا فقد استغرق تكوين جبال روكي الحالية فترة تزيد عن ستة ملايين سنة. كما استطاع نهر كولورادو أن يحفر الخانق العظيم Grand Canyon في خلال ملايين عديدة من السنين ولم يكمل عملة إلى حد ألان.
يؤلف كل من الغلاف الصخري والمحيطات غلافا تاما يحيط بالكرة الأرضية التي تتفلطح قليلا عند خط الاستواء وتنبعج عند القطبين، ولا يكون سطح الأرض ناعما ولكن وعلى الرغم من ضخامة التفاوت بين تضاريس الأرض ( أي بين أعلي مناطقها فوق مستوى سطح البحر واخفض مناطقها دون مستوى سطح البحر )
فان تلك التضاريس لا يمكن أن تقارن بأي شكل من حجم الأرض العظيم. وتقسم تضاريس الغلاف الصخري إلى ثلاث مجموعات أو رتب أو درجات هي تضاريس الدرجة الأولى First Order وتشمل القارات وأحواض المحيطات وتضاريس الدرجة الثانية Second Order وتضم الحبال والهضاب والسهول .
وأما تضاريس الدرجة الثالثة Third Order فإنها تشمل التلال والوديان ... الخ وبعبارة أخرى تعني هذه التضاريس أنها تلك التي توجد فوق تضاريس الدرجة الثانية على القارات فقط تقريبا.
. تضاريس الدرجة الأولى
تبلغ مساحة الأرض حوالي 510320000 كم مربع تحتل المحيطات حوالي 365190000 كم مربع منها. ويوجد في المحيطات الحالية كمية هائلة من المياه التي تشغل أحواضها فقط بل طغت على الأرصفة القارية مغطيتا مساحة تقدر بـحوالي 25900000 كم مربع منها، إذ تقدر كمية المياه التي توجد في أحواض المحيطات بحوالي 1370000 كيلو متر مكعب من المياه. وتحتل أحواض المحيطات الأجزاء المنخفضة من الغلاف الصخري إذ يبلغ معدل عمق المحيط العالمي 3800 مترا دون مستوى سطح البحر.
ولا يكون قاع المحيط مستويا أو منظما إذ تنتشر فوقه كثير من المناطق التي يزيد ارتفاعها عن المستوى العام لعمق القاع مثل الحافات المحيطية الوسطى والتلال والجبال البحرية التي ترتفع حوالي 1000 متر فوق مستوى القاع وقد تزيد عن ذلك أحيانا كثيرة.
وتوجد في بعض الجهات من قيعان المحيطات مناطق تنخفض كثيرا عن المستوى العام لعمق القاع كما في الخنادق المحيطية ( الأغوار ) التي يبلغ طول البعض منها عدة ألاف من الكيلومترات كما يزيد العمق في البعض منها عن 11000 متر دون مستوى سطح البحر.
تمثل القارات الأجزاء المرتفعة من تضاريس الدرجة الأولى على خلاف الأحواض المحيطية التي تمثل الاجزاء المنخفضة منها. ويمكن أن نظم للقارات بموجب هذا التعريف جزرا عديدة مثل تلك التي تقع إلى الشمال من قارة أمريكا الشمالية مثل الجزر البريطانية.
وهي تصف سطح القارات بعدم انتضامه على خلاف ما يوجد على قيعان المحيطات بحيث تكون المحيطات أكثر عمقا من ارتفاع القارات فوق مستوى سطح البحر، فبينما لا يرتفع إلا ما مقدرة 11 % من سطح اليابسة اكثر من 2000 مترفوق مستوى سطح البحر ينخفض حوالي 84 % من مساحة قاع المحيط اكثر من 2000 متر دون مستوى سطح البحر، في الوقت نفسه يكون ارتفاع أعلى قمة على اليابسة 8840 متر عند افرست بينما سجل عمق مقداره 11524 متر دون مستوى سطح البحر عند خندق مارينا.
هذا ويرتبط تفسير كيفية تكون تضاريس الدرجة الأولى ارتباطا كليا بطريقة تكوين الكرة الأرضية نفسها والتي ما زالت الآراء والنظريات متضاربة حولها بشكل كبير، مثل نظرية الكويكبات لتشمبرلين ونظرية انفصال القمر ونظرية التقلص التي جاء بها لابورث والعقد النووية لديلورد كالفن وكذلك زحزحة القارات لفجنر.
ويتكون باطن الأرض ( اللب core ) بشكل رئيس من الحديد المختلط مع السليكون والكبريت وتبلغ درجة حرارته أكثر من 5500م5 ووزنه النوعي حوالي 13 بالمقارنة مع 2.8 كمعدل للوزن النوعي لصخور القشرة الأرضية.
أما نطاق المانتيل mantle فهو يشكل القسم الأعظم من كتلة الأرض ويحيط باللب ويبلغ مقدار سمكه 2800كم, ويتراوح الوزن النوعي لصخور المانتيل الخارجية بين 3 إلى 3.5 وتتزايد هذه القيمة إلى 4.5 وأكثر مع زيادة العمق.
ويتصف المانتيل بأنه صلب بالدرجة الاساسية ومن المحتمل انه يتكون من معادن ثقيلة غنية بالمغنيسيوم والحديد, وتتراوح درجات حرارته بين 657 إلى 2750 درجة مؤية، هذا وتكون ألقشره Crust ألطبقه ألسطحيه للأرض وهي غشاء رقيق يتراوح معدل سمكه بين 24 إلى 32 كم في حين يزداد ذلك السمك أسفل القارات فيبلغ بين 30 إلى 65 كم. ويظهر انقطاع واضح في البنية ودرجة البلورية والتركيب الكيماوي بين القشرة ألارضيه وبين طبقة المانتيل الواقعة أسفلها
المحاضرة الرابعة
وتقسم القشرة الأرضية نفسها إلى طبقتين هما:
1- النطاق العلوي الغير متصل الذي يتطابق مع خطوط القارات ويكون وزنه النوعي 2.65 ويعرف بالسيال Sial ويتكون معظمه من عنصري السيليكون والالمنيوم.
2- النطاق الأسفل المتصل الذي ينكشف عند قيعان المحيطات ووزنه النوعي 3 ويعرف بالسيما Sima الذي ويتكون في معظمه من عنصري السيليكون والمغنيسيوم.
. تضاريس الدرجة الثانية
يوجد هذا النوع من التضاريس فوق تضاريس الدرجة الأولى فوق أسطح القارات مثل الهضبات والسلاسل الجبلية والسهول كما يوجد على قيعان المحيطات، وتتصف أنواع التضاريس الموجودة فوق قيعان المحيطات بأنها في العادة اكثر سعة وامتدادا مما علية فوق القارات فقد أمكن العثور على الجبال فوق قيعان المحيطات ويرتفع بعض هذه الجبال إلى ما فوق مستوى البحر كثيرا في بعض الحالات.
وتعتبر جزر هاواي مثلا جيدا على ذلك فهي تتكون من خمسة جبال بركانية تكونت خلال حوالي مليون سنة، وترتفع الجزيرة إلى حوالي 4000 متر فوق سطح البحر واكثر من 9000 متر فوق قاع المحيط. ومن المفيد إن نذكر هنا أن الهضبات والسلاسل الجبلية تقع في أماكن معينة ضمن مختلف القارات إذ توجد معظم السلاسل الجبلية على مقربة من حواف القارات.
وتقع معظم السهول العظمى في داخل عدد من القارات في الوقت نفسه التي تمتد فيه على مقربة من سواحلها. ونستطيع أن نعتبر تضاريس الدرجة الثانية أشكالا أرضية ناتجة عن عمليات جيومورفولوجية إنشائية ( بنائية ) Constructional
وهي العمليات الداخلية Internal. وتتباين هذه الأشكال في أحجامها كثيرا من السهول والسلاسل الجبلية والهضبات الواسعة التي تنتج عن عمليات بنائية كبيرة التأثير كعمليات الالتواء و الانكسار، إلى بعض الكتل الجبلية والتلال الصغيرة التي لا يزيد امتدادها عن عدة كيلومترات امثال الجبال البركانية والقبابية.
.تضاريس الدرجة الثالثة
نعني بها الأشكال الأرضية الناتجة عن عمليات الهدم Destructional وهي العمليات الجيومورفولوجية الظاهرية External. وتوجد هذه الأشكال الأرضية عادة فوق تضاريس الدرجة الثانية على القارات فقط رغم أن بعض جهات الرصيف القاري والمنحدر القاري فيها بعض المظاهر التي ترجع إلى هذه الدرجة. ويعود السبب في ذلك إلى أن قيعان المحيطات محمية من التأثير للعمليات الظاهرية بواسطة الغلاف المائي السميك الذي يوجد فوقها.
أن ما نراه من التضاريس على سطح القارات اليوم لا يتعدى كونه صورة لكل تضاريس الدرجة الثالثة الموجودة فوقها وان غاية ما يقوم به علم الجيومورفولوجيا لا يتعدى دراسة تلك التضاريس أو الأشكال، والتي تكون في العادة ثلاثة أنماط هي:
أشكال تعرية, أشكال متخلفة, أشكال ترسيبية. ولكل عملية جيومورفولوجية ظاهرية, مجموعة خاصة بها من هذه الأشكال كما بينا ذلك فيما سبق، فالأنهار على سبيل المثال تكون أشكال تعرية خاصة بها مثل الوديان والخوانق والأخاديد. وينطبق الشيء نفسه على بقية العمليات الجيومورفولوجية الظاهرية كالجليد والأمواج والمياه الباطنية والرياح وعوامل الجو.
المحاضرة الخامسة
. الصخور ومظاهر ضعفها
يتكون الجزء اليابس من الأرض من أنواع مختلفة من الصخور ويمكن تعريف الصخر بأنه كل مادة تتكون أساسا من معدن واحد أو خليط من معادن عديدة وتشترك في بناء جزء أساسي من القشرة الأرضية. وتوجد أيضا بعض الصخور التي تتكون من اصل عضوي ( غير معدني ) مثل صخور الفحم والصخور العضوية المتكونة من تكدس بقايا الهياكل العظمية للكائنات الحية.
وعلى هذا الأساس فان الصخور تختلف اختلافا بينيا اعتمادا على نوع المعادن ألمكونه لها وعلى نسبة المعادن المشتركة في تكوينها إضافة إلى كيفية نشأتها وطريقة تواجدها Mode of Ocurresence.
إن بعض هذه الصخور تشكل كتلا قوية كما أن بعضها يكون قليل المقاومة وتكون بعض الكتل الصخرية كبيرة واسعة في حين تكون أخرى صغيرة لذلك فان طبيعة الصخر وانتظامة ووضعه وبنيته تشكل عوامل مهمة في التأثير على سلوكية الأنهار والعوامل الظاهرية الأخرى خلال عملية تعرية كتل اليابس.
تؤثر نوعية الصخر LITHOLOGY في نشأة وتطور كثير من العمليات والأشكال الأرضية , مما أمكن تصنيفها حسب أنواع الصخور التي تتكون عليها , كتلك الأشكال التي ترتبط بالصخور الجيرية ( طبوغرافية الكارست ) , وأشكال الصخور الجرانيتية والصخور الرملية . فالمعالم السطحية التي تكونها عوامل النحت والارساب تعتمد إلى حد كبير على طبيعة الصخور التي تقع تحت المنطقة المعنية.
وقد تناول كثير من الدارسين موضوع العلاقات الصخرية- الجيومورفولوجية في مناطق مختلفة, كالدراسات التي قام بها كل من:
توماس وجننج وتوايديل، وركز بعضهم على إبراز دور نوعية الصخر في تطوير الأشكال الأرضية بصورة عامة, وذلك على حساب العوامل الجيومورفولوجية الأخرى مما آثار جدلا غير ضروري حول أولوية وأهمية أي من هذه العوامل. ففي الواقع, تتداخل العوامل البيئية معا, ومنها العوامل الجومورفولوجية, في إنتاج أية مجموعة من الأشكال الأرضية في الأماكن المختلفة, وان برز بعضها كعامل رئيسي أو سائد Prevailing Factor في بيئة محددة .
وقد تكون نوعية الصخر هي العامل السائد في منطقة ما, في حين تفسح المجال للمناخ أو البنية الجيولوجية أو الإنسان في مناطق أخرى. وفي هذه الحالة, تعكس الأشكال الأرضية المتطورة فوق نوع معين من الصخور تأثير هذه العوامل,تماما كما يحدث بالنسبة لأشكال سطح الصخور الجيرية المتطورة في كل من المناطق الجافة والمناطق الرطبة, لاختلاف وتعقيد الصخور الموجودة حتى في المناطق المحدودة, أو نتيجة الخصائص الطبيعية والكيماوية في الصخر نفسه.
ويعتبر الحجر الجيري من اضعف الصخور وذلك بسبب قابليته الشديدة على الذوبان إلا انه يكون ذو مقاومة واضحة في المناطق الجافة وذلك لقلة احتمال تغيره عند التغير في درجات الحرارة, كما لا يحدث للصخور الأخرى.
المحاضرة السادسة
أنواع الصخور
ويمكن تقسيم الصخور إلى ثلاثة أقسام هي :
الصخور النارية والصخور الرسوبية والصخور المتحولة
أولا الصخور النارية
هي الصخور التي تكونت نتيجة تصلب المادة المنصهرة، اما في اعماق سحيقة مكونة الصخور النارية الجوفية، او عند اعماق أقل فتتكون الصخور تحت السطحية او على سطح الأرض مباشرة فتتكون الصخور البركانية.
الخصائص العامة للصخور النارية:
1- توجد على هيئة كتل لها أشكال مختلفة
2- تتكون في معظم الاحوال من مغادن متبلورة
3- وجود خامات معدنية
4- لا تحوي حفريات
أشكال الصخور النارية
1- السد: يتكون بتداخل السائل الصهاري موازيا لاسطح الطبقات
2- القاطع: ينشاء بتداخل السائل الصهاري في شكل الواح رآسية قاطعة اسطح الطبقات
3- الكتل العميقة: كتل ضخمة تشكل جذور سلاسل الجبال و تمتد لمئات الكيلومترات
4- الدعامة: كتل عميقة تعتبر اجزاء من الكتل العميقة
5- البراكين: ينشأ بتخارج الصهارى على سطح الارض مكونة اشكال قمعية
التركيب المعدني للصخور النارية: و تقسم إلى نوعين:
معادن ابتدائية: تتكون مباشرة من السائل الصهاري اثناء برودتة:
معادن اساسية: معادن فلسية(الكوارتز، الفلسبارات، الفلسباثويد)، مافية(اوليفين، البيروكسين، الامفيبول، الميكا معادن اضافية (اباتيت، زركون
معادن ثانوية: ناتجة من تغير او تحول المعادن الابتدائية مثل كاولين و كلوريت
نسيج الصخور النارية :
الشكل الناتج عن تراص الحبيبات المكونة للصخر و تقسم إلى خشن التحبب جدا، خشن التحبب، متوسط التحبب، دقيق التحبب
تصنيف الصخور النارية
نسبة المعادن المافية(اللون) فاتح اللون ( <30 %) متوسط اللون (30-60%) قاتمة اللون (60-90%) فوق قاتمة اللون(>90%)
نسبة السلكا حامضية(>66%) متوسطة (52-66%) مافية (42-52%) فوق مافية ( < 42%)
مكان التكوين و درجة التحبب صخور بركانية (دقيقة التحبب) ريوليت انديزيت بازلت صخور جوفية (خشنة التحبب) جرانيت ديوريت جابرو بريدوتيت، دونيت
ثانيا الصخور الرسوبية
المحاضرة السادسة
أشكال للصخور الرسوبية
تنشأالصخور الرسوبية من ترسيب المواد المفتتة أو الذائبة في الماء والتي تنتج من تعرض الصخور المختلفة لعوامل التجوية وتؤدي التعرية الطبيعية الى التفتت المكانيكي للصخور.
الخصائص العامة للصخور الرسوبية:
\1\ صخور هشة \2\ الطبقات \3\ وجود حفريات \4\ تتكون من حبيبات مستديرة او من بلورات معدنية \5\ تحوي كثير من الخامات المعدنية \6\ ألوان فاتحة \7\ لها تراكيب خاصة : علامات النيم، شقوق الطين
تصنيف الصخور الرسوبية
1 \صخور رسوبية ميكانيكية التكوين: تتكون من حبيبات المعادن الناتجة من التفتت الميكانيكي لجميع أنواع الصخور، و نقل المواد المفتتة بفعل المياه أو الهواء أو الجليد الى احواض الترسيب.و تقسم على اساس حجم الحبيبات:
الكونجلمرات: و حجم حبيباتها يتراوح بين 2 مم و 250 مم، و منها البريشيا (حبيباتها
ذات اجزاء مدببة)
الحجر الرملي: و قطر حبيباتها بين 2 و 1/16 مم
الجر الغريني : و قطر حبيباتها بين 1/16 و 1/256
الحجر الطيني: حبيباتها اقل من 1/256 ، و اذا تشكل الحجر الطيني على شكل رقائق متوازية تولدت بالضغط الواقع عليها سمي (طفلة)
\2 صخور رسوبية كيميائية التكوين: تتكون نتيجة ترسيب بعض المركبات الذائبة في المحاليل المائية بعمليات التبخر، او نتيجة تغير الوسط الكيميائي الحاوي لها:
الصخور الرسوبية الجيرية: الحجر الجيري و الدولوميت
الصخور الرسوبية الملحية:مثل ملح الطعام و الجبس(كبريتات الكالسيوم و الانهدريت ) كبريتات الكالسيوم اللامائية
الصخور الرسوبية السليكية: ترسيب مادة السليكا من المحاليل الغروية مثل حجر الصوان الفلنت
\3 الصخور الرسوبية الكيميائية-المكانيكية التكوين: مزيج من مواد كيميائية النشأة كربونات الكالسيوم) مع مواد ميكانيكية النشأة
\4 صخور رسوبية عضوية التكوين: تراكم بقايا المواد العضوية التي خلفتها الحيوانات أو النباتات التي تعيش في البحار أو اليابسة، و كذلك عمليات التحلل( تفحم النباتات و تحلل بقايا الهياكل الحيوانية). ومن هذه الصخور:
الحجر الجيري العضوي او المرجاني: هياكل الحيوانات البحرية المكونة من كربونات الكالسيوم
الفوسفات: تراكم و تحلل الهياكل الحيوانية البحرية (فوسفات الكالسيوم)
الفحم: ينتج عن تفحم النباتات التي تتعرض للدفن السريع فيمنع من تفاعلها مع الاكسجين الجوي و بالتالي يتم الاحتفاظ بالكربون.
تراكيب الصخور الرسوبية:
\1\ التطبق: ميل مكونات الصخور ان تأخذ وضع افقي في شكل طبقات
\2\ التطبق المتدرج: الحبيبات الكبيرة تكون لأسفل ثم تعلوها الاصغر حجما
\3\ التطبق المتقاطع: تقاطع مستويات التطبق مع مستوى الترسيب(مع اتجاه التيار)
\4\ التصفح: وجود الصخر على شكل رقائق متوازية بسماكة تقل عن 2 مم
\5\ علامات النيم: تموجات على سطح الرسوبيات نتيجة تعرضها للرياح او الماء
\6\ شقوق الطين: عند تعرض الرسوبيات الطينية لفترة جفاف بعد فترة بلل
ثالثا الصخور المتحولة
هي صخور كانت في الاصل نارية أو رسوبية، حدث لها تغير في الشكل أو التركيب المعدني أو كليهما- صخور متحولة- وذلك نتيجة تأثير الضغط العالي أو الحرارة الشديدة أوكلاهما او تاثير المحاليل الكيميائية، عمليات التحول تحدث للصخر و هو في حالته الصلبة.
الخصائص العامة:
\1\ تحمل بعض الخصائص و التراكيب الاصلية قبل التحول (التطبق، الحفريات)
\2\ ظهور معادن جديدة
\3\ التورق : اعادة تشكيل و ترتيب المعادن (المسطحة)بحيث تكون اكثر توازيا
\4\ تتواجد في الاماكن النشطة تكتونيا
\5\ اشكال والوان متعددة
عوامل التحول:
1 \الحرارة
2 \الضغط
\3 المحاليل النشطة كيميائيا
أنواع التحول:
\1\ التحول الحراري:مثل تحول الرخام من الدلومايت و تحول الهورنفلس من الصخور الجيرية، وهو محدود الانتشار
\2\ التحول الديناميكي: ناتج عن الضغط الذي يؤدي الى تكسير او تراص الصخور مثل الميلونيت
\3\ التحول الدناميكي- الحراري( الاقليمي): يحدث بتأثير مشترك لكل من الضغط و الحرارة مثل النيس و االشيست، ويكون واسع الانتشار
\4\ التحول الذاتي: ينتج بفعل النشاط الكيميائي للسوائل الحارة و الغازات مثل صخور السربنتبنبت
نسيج التحول: الشكل الناتج عن وجود الحبيبات او البلورات المطونة للصخر بطريقة خاصة بجانب بعضها، و للصخور المتحولة 3 أنسجة رئيسية:
\1\ النسيج الغير متورق: ينتج من التحول الحراري الذي يؤدي الى اعادة تبلور المكونات المعدنية للصخر الاصلي قبل التحول دون تغير شكل الحبيبات
\2\ النسيج المتورق: ينتج من التحوب الاقليمي، يتميز بوجود صفوف من بلورات تتراص على هيئة رقائق او احزمة متوازية، الشستوزي –النيسوزي
\3\ نسيج الضغط الديناميكي: ينتج من تاثير الضغط الموجه، و نظرا لعدم تجانس التركيب الصخري، ينتج من ذلك نسيج فتاتي دقيق او خشن او نسيج على شكل عدسات طولية عامود على
المحاضرة السابعة
التجوية :
وهي التفكك والتفتت والتلف الطبيعي والعطب الحتمي للصخور عند ملامستها لعناصر الطبيعة من ماء وهواء وكائنات حيوية، فهي إذن نوع من التلاؤم والتكيف الصخري مع عناصر بيئة جديدة، تطرأ عندما تنكشف الصخور على السطح، وهي مختلفة تمامًا عن الظروف الطبيعية السائدة داخل أعماق القشرة الأرضية، حيث تكونت هذه الصخور. وتتم التجوية بواسطة مجموعة من العمليات، الميكانيكية والكيميائية والحيوية، بيد أنها تصنف عادة إلى نوعين رئيسين هما: التجوية الميكانيكية والتجوية الكيميائية.
التجوية الميكانيكية :
هي تفكك الكتل الصخرية إلى أجزاء صخرية صغيرة، بواسطة مجموعة من العمليات الميكانيكية، دون أن يطرأ أي تغيير على التركيبة المعدنية، ولا الكيميائية للصخور المجواة: فلا ينضاف إلى الصخور ولا ينتزع منها أي عنصر كيميائي .
من أهم أنواع التجوية الميكانيكية نذكر العمليات التالية: الانفراط (، التفلق أو التهشيم)، التقشر ، والتشظي ..
أما وسائل التجوية الميكانيكية الأكثر شيوعًا فتتجلى في:
1- التفاوت الحراري بين درجة الحرارة بالليل ودرجة الحرارة بالنهار (أو بين درجة الحرارة في الموسم البارد أو الرطب، ودرجة الحرارة في الموسم الجاف أو الحار)، والذي ينتج عنه تعاقب الانكماش والتمدد بالنسبة للمعادن المكونة للمستويات السطحية للصخور، الأمر الذي يفضي إلى إضعاف الصخر وانفصال جزيئاته عنه ، إلا أن فشل التجارب المخبرية التي أجريت من أجل إثبات تفكك الصخور بفعل التفاوت الحراري، دفع بعض الجيومورفولوجيين إلى عدم اعتبار هذا العامل (انظر روجيه كوك/ ;Roger Coque 1998م)، بالرغم من كون الشواهد الميدانية الكثيرة، تؤكد على فاعليته، بالمناطق المدارية وخصوصًا بالمناطق الصحراوية.
2 - فعل الصقيع : ويعرف أيضًا بالتجمد(الجيومرفولوجي ماكس. ديرو، )، ولا أحد يشك في فاعلية هذا العامل (انظر روجي. كوك/ ;R.Coque 1998م)، بل ويرى البعض أنه أشد بأسًا أو على الأقل أوضح تأثيرًا من عامل التفاوت الحراري .
بالإضافة إلى هذين العاملين، تلعب الحيوانات والنباتات أيضًا دورًا في التجوية الميكانيكية، حيث يؤدي تراكم فعل الحيوان والنبات، لفترات زمنية طويلة إلى الإسهام - بشكل فعال - في إضعاف وتفكيك الصخور، وبالتالي تهيئتها للتجوية الكيميائية.
التجوية الكيميائية :
والمقصود هو تحلل معادن الصخور نتيجة للتفاعلات الكيميائية مع عناصر الغلاف الجوي والغلاف المائي (الهواء والماء)، وذلك بتدمير البنية الداخلية للمعادن، التي تحل محلها معادن جديدة متلائمة مع عناصر البيئة الجديدة، ونتيجة لذلك فإن التركيبة الكيميائية والمظهر الخارجي، للصخرة يتغيران.
وأبرز التفاعلات الكيميائية (أو عمليات التجوية الكيميائية) هي: التميؤ أو التحلل المائي ، الإذابة ، والأكسدة
نتائج التجوية:
أ - وشاح الحطام : يعتبر وشاح الحطام الناتج الأهم، والأكثر انتشارًا للتجوية، حيث يغطي كل النطاقات المناخية على سطح الأرض، وهو عبارة عن غلاف سطحي غير متصل من الحطام الصخري المتآكل والمتحلل محليٌّا بفعل التجوية، هذا الوشاح يغطي الصخور الأصلية الصلبة والسليمة (الصخرة الأم)، ويتراوح سُمْكُه من بضع سنتيمترات إلى مئات الأمتار بحسب: الظروف المناخية، ونوعية الصخور المجواة، وطول الفترة التي تعرضت فيها الصخور لفعل التجوية.
ب - التربة : وتمثل الجزء العلوي لوشاح الحطام، وهي تتكون من أجزاء صخرية دقيقة، ومعادن جديدة تكونت بفعل التجوية، بالإضافة إلى كميات متنوعة من المواد العضوية المتحللة، وهي عبارة عن تطور سطحي لوشاح الحطام نتيجة للتدخل المباشر للعوامل الحيوية (م.كامبي/ ,M.Campy ج.ج.ماكير/ ;J.J.Macaire 1989م).
ب - 1- عمليات تكوين التربة: تتكون التربة نتيجة لمجموعة من العمليات الطبيعية والكيميائية والحيوية، تؤدي إلى تحوير الصخور الأصلية غير العضوية والخالية من مظاهر الحياة، إلى تربة زراعية نشيطة مليئة بالحياة، ومن أهم هذه العمليات نذكر: الغسيل ، الإزالة ، الترسيب أو التراكم (Illuviation)، التكلس (Calcification)، التملح (Salinisation) وغيرها .
وتمتاز الترب الناضجة - التي تعرضت لفعل العناصر الطبيعية والكيميائية والحيوية لفترات زمنية كافية - بمقطع (Profile)، يشتمل على عدد من الآفاق (Horizons) المتفاوتة في سمكها وفي مكوناتها من مكان لآخر، وهي ثلاث طبقات من أعلى إلى أسفل: الأفق(HorizonA)A، الأفق (HorizonB) B والأفق (HorizonC)C. وترتكز هذه الآفاق الثلاثة على الصخر الأصلي الصلد، السليم .
ب- 2 -عمر التربة: تعتبر عملية تكوين التربة، عملية طبيعية بطيئة للغاية، قد تحتاج إلى آلاف بل إلى ملايين السنين: فعملية تكوين تربة الكيرنوزيم (أو الشيرنوزيم = (Chernozem استغرقت حوالي خمسة آلاف إلى عشرة آلاف سنة وتربة الرندزينا (Rendzinas)استغرقت أكثر من عشرة آلاف سنة، كما قدر عمر تربة اليوتيسول Utisols بزمن يتراوح بين مائة وثلاثين ألف سنة ومليون سنة؛ بينما تكونت تربة السبودوسول Spodosols شمال السويد في زمن حُسِبَ بحوالي ألف إلى ألف وخمسمائة سنة .
دور الماء في التجوية:
يلعب الماء دورًا بارزًا في عمليات التجوية بنوعيها الميكانيكية والكيميائية، وذلك بواسطة العمليات التالية:
1 - في التجوية الميكانيكية:
أ - فعل الصقيع أو التجمند : يؤدي تجمد الماء - المتواجد في الفراغات داخل الصخور - وذوبانه إلى تغير متواصل في حجم الماء عندما يمر من حالته السائلة إلى حالته الصلبة، بنسبة تراوح 10%، الأمر الذي يعرض جدران الفراغات داخل الصخور إلى قوة ضغط جد مرتفعة قد تصل إلى 15 كلغ لكل سم2 - في انعدام أي تسربات - ثم إن تراكم فعل دورات التجمد والذوبان المتكررة، يؤدي إلى انفصال أجزاء أو حبيبات من الكتل الصخرية (ر.كوك/ R.Coque؛ 1998م).
ب - التفكك بفعل الماء السائل: فعل الماء السائل لوحده ، دون فعل الماء السائل المشبع بالأملاح ، حيث تؤدي التغيرات الكبيرة في كمية المياه المتواجدة داخل الصخور، إلى تغيرات مهمة في أحجام هذه الأخيرة: فانتفاخ معدن الموموريونيت - الطيني - ، نتيجة للتشبع بالماء، قد يصل إلى حوالي %60، ثم إن الانكماش الناتج عن تيبس سريع يؤدي إلى نوع من التشظي يظهر على شكل (قشور البصل) (Desquamation) أو على شكل مضلعات (ر.كوك/ R.Coque؛ 1998م).
في التجوية الكيميائية: يقول ماكس ديرو في كتابه (مبادئ الجيومورفولوجيا) - عند حديثه عن الفساد الكيماوي للصخور (أي التجوية الكيميائية): (ويندر أن يحدث في حالة الجفاف بل على العموم بواسطة الماء)، ويتم فعل الماء بواسطة عمليتين أساسين هما، التميؤ والإذابة:
أ - التميؤ أو التحلل المائي : وهو عبارة عن تفاعل كيميائي بين الماء وبين أحد العناصر المكونة للصخر، حيث يتحد -OH مع أحد أجزاء الصخر و H+ مع جزء آخر، فينشأ عنصر آخر أقل تماسكًا من العنصر الأصلي، الأمر الذي يؤدي إلى إضعاف تماسك وصلابة الصخر، ومن أحسن وأشهر الأمثلة على ذلك، تحول معادن البلاجيوكلاز (Plagioclase) - والذي يوجد في عدد كبير من الصخور، الباطنية والمتحولة والرسوبية - بفعل التميؤ إلى معادن طينية:
البلاجيوكلاز + الحامض الكربوني + الماء >>>>> عناصر متحللة + طيني
ب - الإذابة (Solution): هي أولى مراحل التجوية الكيميائية وتتم عبر عملية تحلل تام لمعادن الصخور - كالصخور الملحية أو الأحجار الجيرية - إلى الأيونات (Ions) التي تتكون منها هذه المعادن، بفعل مياه الأمطار.
ويلاحظ أن تحليل المياه الجارية يعطي فكرة عن الصخور التي مرت بها لما تحتويه من مواد ذائبة، كما أن وجود ثاني أكسيد الكربون الذائب بالماء يزيد كثيرًا من نسبة ذوبان كربونات الكالسيوم .
دور الماء في إنضاج التربة (ج.توريز/ J.Thorez؛ 1992م):
تبدأ التربة في التكوين والتشكل مباشرة بعد تواجد أدنى أثر لحياة نباتية أو حيوانية في الجزء السطحي المتفكك الهش، بعد أول تحلل جيوكيميائي (التجوية) للأساس الجيولوجي (الصخرة الأصلية)، ويمر تكوين التربة بثلاث مراحل هي: تحلل الصخرة الأصلية (المرحلة الأولى)؛ التوفير المتزايد للمواد العضوية (المرحلة الثانية)؛ وتطور التربة وتمايز آفاقها (المرحلة الثالثة)، وخلال هذه المرحلة يتم - عبر الحركات العمودية للماء (من أعلى إلى أسفل ومن أسفل إلى أعلى، حسب الفصول) - نقل عناصر وجزيئات طينية بالإضافة إلى عناصر ذائبة ومتحللة (أملاح الكالسيوم، أكاسيد الماء، طين، وذبال)، وانتقالات تلك العناصر من أعلى إلى أسفل أو من أسفل إلى أعلى - بواسطة الماء - من شأنها إنضاج التربة وتمييز آفاقها.
أهمية التجوية : من دون حصول التجوية فإن القارات ستظهر على شكل صخور صلدة قاسية، خالية من أي غطاء ترابي، وبالتالي سوف تستحيل حياة النبات والحيوان على هذا الكوكب (و.ك.هامبلن/W.K.Hamblin؛ إ.هـ.كريسيانسن/ E.H.Christiansen ؛ 2001م).
أهمية التربة في حياة الإنسان : للتربة في حياة الإنسان دور أساس وحيوي جدٌّا. وبدون استغلالها لا يمكن لحياة المجتمعات الإنسانية أن تستقيم، إذ تقوم بأربعة أدوار رئيسة بالنسبة لحياة الإنسان وصحته (أ.رويلان/ A.Ruellan، م.دوسو/ M.Dosso؛ 1993م). وهذه الوظائف هي ما نطلق عليه الأدوار.. كما يلي:
1 -الدور الحيوي: فالتربة تؤوي ــ جزئيٌّا أو كليٌّا ــ العديد من الأنواع الحيوانية والنباتية؛ كما أن الكثير من الدورات الحياتية تمر عبر التربة، التي تمثل جزءًا مهمٌّا جدٌّا من العديد من الأنظمة البيئية.
2 -الدور الغذائي: تحتوي التربة على عدد من العناصر الضرورية للحياة (الماء، الهواء، الكالسيوم، البوتاسيوم...)، تجمعها التربة وتضعها رهن إشارة النباتات والحيوانات.
3 - الدور البيئي (أو دور المصفاة): وذلك بتنقية المياه التي تنفذ عبر التربة وبالتالي تحسين جودتها الكيميائية والحيوية، قبل أن تعود مرة أخرى لملء العيون والآبار والأنهار، وقد تم استغلال هذه الخاصية بتصنيع مصافٍ طينية لتنقية وتطهير المياه المستعملة (مياه الصرف الصحي)، من أجل إعادة تدويرها.
4- دور مادة البناء: حيث تستعمل التربة كركيزة وكمادة بناء في نفس الوقت لتشييد البنايات والطرقات والقنوات والسدود...، كما تستعمل كمادة أولية أساسية في الصناعات الخزفية
ليست هناك تعليقات:
إرسال تعليق