تعريف عملية تفتيت الصخور

الصخور هي مواد صلبة طبيعية توجد في القشرة الأرضية وتتكون من معدن واحد أو من مجموعة معادن ، تنقسم انواع الصخور تبعًا لطريقة تكوينها إلى ثلاثة أنواع الصخور النارية – الصخور الرسوبية – الصخور المتحولة ، ويتم تفتيت الصخور من خلال عمليتي التجوية والتعرية .تفتيت الصخور أمر أساسي للتعدين ، إنها المرحلة التحضيرية الأولى في عملية الاستخراج ، مما يجعل الصخور صغيرة بما يكفي وفضفاضة بدرجة كافية ليتم حفرها بكفاءة  ، ويتم الحصول على الصخور التي تحتوي على الذهب غالبًا ما تكون من الصخور الرسوبية ،  الصخور التي تحتوي على الالماس من الصخورالنارية  التي تشكلت تحت باطن سطح الأرض.

ماهي التعرية

التآكل هو العملية الجيولوجية التي يتم فيها إهتراء المواد الترابية ونقلها بواسطة قوى طبيعية مثل الرياح أو الماء ، وهي عملية مماثلة لعملية التجوية تساهم في تكسر أو إذابة الصخور ، ولكنها لا تنطوي على الحركة ،  التآكل هو عكس الترسيب ، العملية الجيولوجية التي تترسب فيها المواد الترابية ، أو تتراكم ، على شكل أرضي.يتم تنفيذ معظم عمليات التعرية بواسطة الماء السائل أو الرياح أو الجليد (عادة في شكل نهر جليدي) ، إذا كانت الرياح مغبرة ، أو كان الماء أو الجليد الجليدي موحلًا ، فإن التآكل يحدث ، يشير اللون البني إلى أن أجزاء من الصخور والتربة معلقة في السائل (الهواء أو الماء) ويتم نقلها من مكان إلى آخر ، هذه المادة المنقولة تسمى الرواسب ، وتنقسم التعرية إلى :

التعرية الفيزيائية عملية تغيير الصخور لخصائصها الفيزيائية دون تغيير التركيب الكيميائي الأساسي ، غالبًا ما يتسبب التعرية الفيزيائية في أن تصبح الصخور أصغر أو أكثر سلاسة .

تآكل بالمياه ، الماء السائل هو العامل الرئيسي للتآكل على الأرض ، تحمل الأمطار والأنهار والفيضانات والبحيرات والمحيطات أجزاء من التربة والرمال وتزيل الرواسب ببطء .[1]

ماهي التجوية

 تعريف التجوية ، هي انهيار الصخور والمعادن الموجودة على سطح الأرض وتحته بفعل العمليات الفيزيائية والكيميائية. إن استجابة مواد الأرض إلى الضغوط المنخفضة ودرجات الحرارة المنخفضة ووجود الهواء والماء هي التي تميز البيئة القريبة من السطح ، ولكنها لم تكن نموذجية لبيئة التكوين. هناك عدة أنواع من انهيار الصخور  قد يحدث التفكك البسيط ، مما يؤدي إلى إنتاج كتل خشنة ذات زوايا ، من قشور أو جلود (عملية “التقشر”) ، والرمل ، والطمي. يمكن إزالة المعادن في المحلول ، وقد تشكل التجوية الكيميائية مواد جديدة يسهل تآكلها في كثير من الأحيان.تعتبر الحياة النباتية والحيوانية والغلاف الجوي والمياه الأسباب الرئيسية للعوامل الجوية ، والتغيرات في درجات الحرارة ، كلها عوامل من عوامل التجوية والتعرية ، تتكسر التجوية وتفكك المعادن السطحية للصخور بحيث يمكن نقلها بعيدًا عن طريق عوامل التعرية مثل الماء والرياح والجليد ، غالبًا ما يتم تقسيم التجوية إلى عمليات التجوية الميكانيكية والتجوية الكيميائية، يمكن أن تكون التجوية البيولوجية ، التي تساهم فيها الكائنات الحية أو التي كانت حية في السابق في التجوية ، جزءًا من كلا العمليتين.التجوية الفيزيائيةتحدث التجوية الفيزيائية بسبب تأثيرات تغير درجة الحرارة على الصخور ، مما يتسبب في تفتت الصخور ، يتم مساعدة العملية أحيانًا بواسطة الماء ، تحدث التجوية الفيزيائية خاصة في الأماكن التي توجد فيها القليل من التربة ونباتات قليلة تنمو ، مثل المناطق الجبلية والصحاري الحارة ، تحدث التجوية الفيزيائية  إما من خلال ذوبان وتجميد المياه المتكرر (الجبال والتندرا) أو من خلال تمدد وتقلص الطبقة السطحية للصخور التي تخبئها الشمس (الصحاري الساخنة) ، هناك نوعان رئيسيان من التجوية الفيزيائية:

يحدث الذوبان المتجمد عندما تتسرب المياه باستمرار في الشقوق وتتجمد وتتوسع ، مما يؤدي في النهاية إلى تكسير الصخور.

يحدث التقشير عندما تتطور الشقوق بالتوازي مع سطح الأرض نتيجة لانخفاض الضغط أثناء الرفع والتعرية.[2]

التجوية البيولوجيةتشير التجوية البيولوجية إلى ضعف الصخور وانهيارها اللاحق عن طريق الميكروبات والحيوانات والنباتات ، تمارس جذور النباتات المتنامية ضغطًا أو إجهادًا على الصخور ، عن طريق تغيير التركيب الكيميائي للصخور  ، تساهم الكائنات الحية في عملية التجوية بعدة طرق:

تضع الأشجار الجذور من خلال المفاصل أو الشقوق في الصخور من أجل الحصول على الرطوبة. مع نمو الشجرة ، تقوم الجذور بتقسيم الصخور تدريجياً.

حتى أصغر البكتيريا والطحالب والأشنات تنتج مواد كيميائية تساعد في تكسير الصخور التي تعيش عليها ، حتى يتمكنوا من الحصول على العناصر الغذائية التي يحتاجونها.

تحفر العديد من الحيوانات ، مثل قذائف بيدوك هذه ، في الصخور للحماية إما عن طريق كشط الحبوب أو إفراز الحمض لإذابة الصخور.

فإن النشاط الميكروبي يفكك معادن الصخور. الحزاز هو مثال ممتاز للنشاط الميكروبي. الحزاز هو الطحالب والفطريات تعيش معا ، تطلق الفطريات بعض المواد الكيميائية التي تكسر المعادن الصخرية

بعض آثار التجوية البيولوجية هي تكسير الجزيئات وحركة المعادن وخلط المواد وإنتاج ثاني أكسيد الكربون.[3]

أهمية التجوية

التجوية هي التفتيت الفيزيائي أو التحلل الكيميائي للمعادن والصخور الموجودة على سطح الأرض أو بالقرب منه عن طريق العمليات الفيزيائية والبيولوجية والكيميائية ، تعتبر عوامل الطقس الأكثر أهمية في تكوين التربة ، وإعداد مواد الأرض للنقل عن طريق العمليات السطحية ، وتحويل معادن الفلسبار إلى معادن طينيةتعتبر التجوية ظاهرة مهمة بالنسبة للأنواع البشرية لأنها الآلية التي يتم من خلالها تكوين أحد أهم الموارد الطبيعية على كوكب الأرض وهي التربة . –تعتمد الطريقة الدقيقة التي تحدث بها التجوية في أي حالة معينة بشكل أساسي على عاملين: نوع الصخور والظروف البيئية التي تتعرض لها الصخور ، على سبيل المثال ، من المحتمل أن تتعرض التكوينات الصخرية على طول ساحل البحر للعمل الميكانيكي للأمواج والمد والجزر ، لكن الصخور الموجودة تحت غابة مطيرة رطبة من المرجح أن تتعرض للعوامل الجوية من خلال تفاعلات كيميائية تجعلها ممكنة بسبب وفرة المياه.

تعريف التجوية الكيميائية

تحدث التجوية الكيميائية بسبب تفاعل مياه الأمطار مع الحبيبات المعدنية في الصخور لتكوين معادن جديدة (طين) وأملاح قابلة للذوبان ، تحدث هذه التفاعلات بشكل خاص عندما يكون الماء حمضيًا قليلاً.تحتاج هذه العمليات الكيميائية إلى الماء ، وتحدث بسرعة أكبر في درجات الحرارة المرتفعة ، لذا فإن المناخ الدافئ والرطب هو الأفضل ، التجوية الكيميائية (خاصة التحلل المائي والأكسدة) هي المرحلة الأولى في إنتاج التربة.هناك أنواع مختلفة من التجوية الكيميائية ، وأهمها:

المحلول – إزالة الصخور في المحلول بمياه الأمطار الحمضية. على وجه الخصوص ، يتم تجوية الحجر الجيري بواسطة مياه الأمطار التي تحتوي على ثاني أكسيد الكربون المذاب ، (تسمى هذه العملية أحيانًا الكربنة).

التحلل المائي – تكسير الصخور بالمياه الحمضية لإنتاج الطين والأملاح القابلة للذوبان ، على سبيل المثال ، يحول التحلل المائي الفلسبار إلى طين ، نظرًا لأن الماء عامل مساعد في التفاعلات الكيميائية ، فإن التجوية الكيميائية تحدث غالبًا في مناطق بها الكثير من الماء ودرجات حرارة عالية، تميل إلى أن تكون شائعة في المناطق المدارية الحارة والرطبة

الأكسدة – تكسير الصخور بالأكسجين والماء ، مما يعطي الصخور الغنية بالحديد في كثير من الأحيان سطحًا صدئًا اللون.

آثار التجوية الميكانيكية على سطح الأرض

تعمل التجوية الميكانيكية على تفتيت الصخور فعليًا بسبب العوامل البيئية التي تشمل الحرارة والبرودة والماء والرياح ، أحد أشكال التجوية الميكانيكية هو إذابة الماء أو التجميد المستمر ، يخترق الماء ، في شكل سائل ، العديد من الشقوق والمفاصل والثقوب داخل الصخر.التجوية الميكانيكية شائعة جدًا في المناخات الباردة ،  يبدأ التجمد حيث تنخفض درجات الحرارة إلى 32 درجة فهرنهايت وأقل ، عندما يتجمد الماء ، يتمدد ويصبح أكبر بنسبة 10 بالمائة ، يدفع هذا التمدد الشقوق والثقوب في الصخور إلى الخارج ، ومنآثار التجوية الميكانيكية على سطح الأرض :

الجرانيت  حتى أصعب الصخور مثل لا يمكنها أن تضاهي القوة الشديدة للغاية.

الوتد الملح هو شكل آخر من أشكال التجوية الميكانيكية.

الماء الذي يدخل الشقوق والثقوب الموجودة على سطح الصخر يحتوي على ملح. عندما يتبخر ، يترك الملح خلفه ، مع مرور الوقت ، تتراكم رواسب الملح ، إنها تخلق ضغطًا قويًا يؤدي إلى ضعف الصخور وكسرها.[4]

تفتيت الصخور بالاسيد

الصخور ليست نقية ، هم خليط من المعادن ، قد يتفاعل أحد الأحماض مع بعض هذه المعادن دون غيرها ،يمكن أن يترك ذلك البثور الصخرية مثقوبة بثقوب من المعادن الذائبة ، عندما تسقط مياه الأمطار الحمضية على الحجر الجيري أو الطباشير ، يحدث تفاعل كيميائي ، تتشكل مواد جديدة قابلة للذوبان في التفاعل ، تذوب في الماء ، ثم تنجرف بعيدًا ، وتتسبب في تجوية الصخور ، بعض أنواع الصخور لا تتأثر بالمواد الكيميائية بسهولة  .الأحماض لا تكسر الصخور ، تتفاعل بعض الأحماض مع بعض الصخور ، على سبيل المثال ، القوة الرئيسية المسؤولة عن تكسير الصخور هي الماء ، عندما يدخل في شقوق صغيرة في الصخور ويتجمد ، يتمدد الماء ، مما يوسع الشقوق .لا تكسر الأحماض الصخور ، لكنها تتفاعل معها أحيانًا ، مثل عندما يتدفق حمض الكربونيك عبر شقوق بعض الصخور ، فإنه يتفاعل كيميائياً مع الصخور مسبباً ذوبان بعض منها ، يتفاعل حمض الكربونيك بشكل خاص مع الكالسيت ، وهو المعدن الرئيسي الذي يتكون من الحجر الجيري  .وأيضًا يتفاعل حمض الهيدروكلوريك مع الحجر الجيري، نتيجة هذا التفاعل غاز ثاني أكسيد الكربون والماء وكلوريد الكالسيوم. كلوريد الكالسيوم قابل للذوبان في الماء ، لذلك فإنه يغسل ، إذا كان الحجر الجيري يحتوي على شوائب أخرى ، فقد يتم تركها لأنها لا تتفاعل مع الحمض.مثال آخر هو البيريت الحديدي ، والذي يسمى أحيانًا الذهب الأحمق بسبب لمعانه المعدني المصفر ، كيميائيا ، هذا هو كبريتيد الحديدي يتفاعل حمض الهيدروكلوريك معه لإنتاج كبريتيد الهيدروجين ، وكلوريد الحديد، مرة أخرى ، يتبدد الغاز في الهواء ، ويذوب كلوريد الحديديك في الماء ، لذلك “يذوب” البيريت .