تُعرف التجوية (بالإنجليزية: Weathering) بأنها عملية تكسير أو إذابة الصخور والمعادن الموجودة على سطح الأرض، بفعل عوامل مختلفة، منها الماء، والجليد، والأحماض، والأملاح، والنباتات، والحيوانات، والتغيرات في درجات الحرارة، وغيرها، وهي تقسم عادةً إلى نوعين رئيسين، هما التجوية الميكانيكية والتجوية الكيميائية.[١]


ما المقصود بالتجوية الكيميائية؟

يمكن تعريف التجوية الكيميائية (بالإنجليزية: Chemical Weathering) بأنها عملية تغيير التركيب الجزيئي للصخور والتربة؛ بفعل العوامل الجوية الكيميائية المختلفة، على سبيل المثال، يتحد ثاني أكسيد الكربون من الهواء، أو التربة مع الماء؛ في عملية تسمى الكربنة، وينتج عن ذلك حمض ضعيف، يسمى حمض الكربونيك، يمكنه إذابة الصخور، وتجدر الإشارة إلى أن حمض الكربونيك هذا يعد فعالًا بشكلٍ خاص في إذابة الحجر الجيري، وعندما يتسرب حمض الكربونيك عبر الحجر الجيري تحت الأرض، يمكن أن يفتح شقوقًا ضخمة أو تجاويف وكهوف واسعة في الصخور.[١][٢]


تحدث التجوية الكيميائية عادةً بسبب تفاعل مياه الأمطار مع الحبيبات المعدنية الموجودة في الصخور؛ لتكوين معادن جديدة، وأملاح قابلة للذوبان، وتجدر الإشارة إلى أن هذه التفاعلات تحدث بشكل خاص عندما يكون الماء حمضيًا قليلاً، وتجدر الإشارة إلى أن التجوية الكيميائية تحدث بشكل أسرع في وجود الماء، وفي درجات الحرارة الأعلى، ولذلك فإن المناخ الدافئ والرطب هو الأفضل، لحدوثها، خاصة التحلل المائي والأكسدة.[٣]




تضم حديقة كهوف كارلسباد الوطنية في ولاية نيو مكسيكو الأمريكية أكثر من 119 كهفًا من الحجر الجيري تم إنشاؤها عن طريق التجوية الكيميائية والتعرية، تعرف أكبرها باسم الغرفة الكبيرة، حيث تبلغ مساحتها حوالي 33210 أمتار مربعة، وهي بحجم ستة ملاعب كرة قدم.




ما هي أهم عوامل التجوية الكيميائية؟

فيما يأتي ذكر لأهم العوامل التي تساهم في حدوث التجوية الكيميائية للمعادن والصخور المختلفة على سطح الأرض:[١][٣][٢]

  • الماء.
  • المركبات الكيميائية الموجودة في الماء.
  • الرطوبة.
  • درجات الحرارة المرتفعة.
  • الأحماض الطبيعية المتنوعة.
  • الهواء.
  • الأكسجين.
  • الكائنات الحية المختلفة.
  • بقايا الكائنات الحية الميتة.


ما هي أشكال التجوية الكيميائية؟

يوجد أشكال عديدة للتجوية الكيميائية التي تحدث للصخور والمعادن على سطح الأرض، ومن أبرزها ما يأتي:[١][٣][٢]


الكارست أو القَرَاس

تعمل العوامل الجوية الكيميائية في بعض الأحيان على إذابة أجزاء كبيرة من الحجر الجيري أو الصخور الأخرى على سطح الأرض لتشكيل منظر طبيعي يسمى الكارست، وتجدر الإشارة إلى أن الصخور السطحية في هذه المناطق تكون مليئة بالثقوب، والمجاري، والكهوف، وتعد منطقة شيلين، أو غابة الأحجار في الصين، من أروع الأمثلة في العالم على الكارست.


الصدأ أو تآكل الحديد

يعتبر الصدأ شكلًا آخرًا من التجوية الكيميائية، وهو يعمل على الصخور التي تحتوي على معدن الحديد، حيث يتأكسد الحديد الموجود في هذه الصخور ويصدأ؛ في عملية تسمى الأكسدة، وتجدر الإشارة إلى أن الصدأ هو مركب ناتج عن تفاعل الأكسجين والحديد معًا في وجود الماء، ومع تمدد الصدأ، تصبح الصخور ضعيفة للغاية؛ مما يؤدي إلى تكسرها.


الترطيب

الترطيب هو شكل آخر من أشكال التجوية الكيميائية، وهو يحدث نتيجة تعرض المعادن للماء، حيث تتغير الروابط الكيميائية بين ذرات المعدن أثناء تفاعله مع الماء، ومن الأمثلة على حالات الترطيب؛ تفاعل الأنهيدريت المعدني مع المياه الجوفية، حيث يحول الماء الأنهيدريت إلى جبس، وهو واحد من أكثر المعادن شيوعًا على وجه الأرض.


التحلل المائي

هو شكل آخر مألوف من أشكال التجوية الكيميائية، وفيه يتم تكوين محلول جديد (خليط من مادتين أو أكثر) عندما تتفاعل المواد الكيميائية الموجودة في الصخور مع الماء، على سبيل المثال، يتفاعل معدن الصوديوم مع الماء لتكوين محلول من المياه المالحة.


يساهم التحلل المائي في تكوين المنحدرات المتوهجة (بالإنجليزية: Flared Slopes)، وهي عبارة عن تشكيلات صخرية مقعرة يطلق عليها أحيانًا اسم الأمواج الصخرية، وهي ذات شكل يشبه حرف C؛ ناتجاً عن التجوية تحت السطحية، حيث يؤدي الماء والتحلل المائي إلى تآكل الصخور الموجودة تحت سطح الأرض.




يمكن أن تكون الكائنات الحية، أو التي كانت حية في السابق عوامل للتجوية الكيميائية، حيث تشكل بقايا النباتات المتحللة وبعض الفطريات حمض الكربونيك، والذي يمكن أن يضعف ويذوب الصخور، ويمكن لبعض أنواع البكتيريا إضعاف الصخور وإذابتها، بهدف الوصول إلى العناصر الغذائية الموجودة فيها، مثل المغنيسيوم أو البوتاسيوم.




هل التجوية الكيميائية عملية طبيعية؟

التجوية الكيميائية عملية طبيعية، حيث إنها تحدث غالبًا بفعل عوامل طبيعية، إلا أن الأنشطة البشرية يمكن أن تزيد من معدلاتها في بعض الأحيان، حيث تزيد أنواع معينة من تلوث الهواء من معدل التجوية الكيميائية، على سبيل المثال، يؤدي حرق الفحم والغاز الطبيعي والبترول إلى إطلاق مواد كيميائية مثل أكسيد النيتروجين وثاني أكسيد الكبريت في الغلاف الجوي، وعندما تتحد هذه المواد الكيميائية مع ضوء الشمس والرطوبة، تتحول إلى أحماض، والي تعود بدورها إلى الأرض كمطر حمضي؛ يتساقط بسرعة في الحجر الجيري والرخام وأنواع أخرى من الحجر، ويؤدي إلى إضعافها وإذابتها.[١]


ما الفرق بين التجوية الكيميائية والتجوية الميكانيكية؟

تعرف التجوية الميكانيكية (بالإنجليزية: Mechanical weathering) أيضًا باسم التجوية الفيزيائية، وهي عملية إضعاف وتكسير الصخور بفعل عوامل تجوية طبيعية، مثل الرياح، والرمل، والأمطار، والتجمد، والذوبان، وغيرها، مما يؤدي إلى تغير الصخور فيزيائياً فقط، أي أنها تعمل على تكسير وتفتيت الصخور فقط دون تغيير تركيبها الكيميائي الداخلي، على عكس التجوية الكيميائية التي تغير التركيب الكيميائي للصخور، فتحول المواد المكونة لها إلى مواد أخرى لها خصائص مختلفة.[١]



المراجع

  1. ^ أ ب ت ث ج ح "Weathering", education.nationalgeographic, Retrieved 8/2/2023. Edited.
  2. ^ أ ب ت "What is chemical weathering?", americangeosciences, Retrieved 8/2/2023. Edited.
  3. ^ أ ب ت "Chemical Weathering", geolsoc.org, Retrieved 8/2/2023. Edited.