العوامل التي تؤدي إلى حدوث تفتت الصخور

تفتت الصخور أو ما تُسمّى بعملية التجوية (بالإنجليزية: Weathering) هي عملية تكسر أو إذابة الصخور أو المعادن بوجود الماء، أو الجليد، أو الأملاح، أو الكائنات الحية، أو بسبب التغيّر في درجات الحرارة، وغيرها، وتحويلها إلى قطع صخرية أصغر حجمًا تنفصل فيما بعد عن الصخرة الأصلية بواسطة عملية التعرية (بالإنجليزية: Erosion).^[١]

العوامل التي تسبب حدوث تفتت الصخور

هنالك العديد من العوامل التي تتسبب في تفتت الصخور، منها:^[٢]

خصائص الصخر الأصلي

يؤثر التركيب المعدني وبنية صخر الأصل الذي تعرض للتجوية في قابلية الصخر للتفتت، مثلًا تميل المعادن الفلزية، مثل: الكوارتز، والفلسبار إلى التفتت بشكل أقل من معادن السيليكات المافية (بالإنجليزية: Mafic silicates)، مثل: الأوليفين والبيروكسين؛ ولذلك بسبب اختلاف قابلية المعادن الموجودة في الصخور للذوبان في الماء، كما تتحكم بنية الصخر بدرجة تأثر الصخر بالعوامل الخارجية الجوية، مثلًا تتأثر الصخور الرسوبية بشكل أكبر من صخر الغرانيت بالعوامل المحيطة التي تسبب التجوية أو تفتت الصخر؛ ويعود ذلك إلى كثرت مناطق ضعف في الصخور الرسوبية منها في صخر الغرانيت.

المناخ

تتحكم درجات الحرارة وغزارة تساقط الأمطار في عملية تفتت الصخور، إذ يزيد وجود الماء، وارتفاع درجات الحرارة من معدل التجوية الكيميائية؛ مما يسبب تفتت الصخور بشكل أسرع وأكبر، فمثلًا، تتعرض الصخور الموجودة في المناطق الاستوائية -ذات درجات الحرارة المرتفعة وكميات الأمطار الغزيرة- للتجوية الكيميائية بشكل أكبر من تلك الصخور الموجودة في المناطق الباردة والجافة.

التربة

تتعرض الصخور المغطاة بالتربة لمعدل تجوية أعلى من الصخور المعرضة للهواء وغير المغطاة بالتربة؛ ويعود ذلك إلى أنّ وجود التربة فوق الصخر سيوفر بيئة رطبة، تتميّز بقدرتها على الاحتفاظ بالماء؛ مما يزيد من التجوية الكيميائية، كما يوفر وجود التربة محتوى من البكتيريا والكائنات الدقيقة التي تشكل بيئة حمضية؛ فتتسبب بحدوث تجوية للصخور الموجودة أسفلها.

مدة التعرض لعوامل التجوية

تتحكم مدة تعرض الصخر لعوامل التجوية المختلفة في معدل التفتت، إذ إنّ تعرض الصخور لعوامل التجوية لفترة زمنية أطول يقلل من قوة الصخر، ويُضعفه، ويزيد من تفتته، فالصخور التي تُدفن سريعًا بعد تشكّلها تتعرض لمعدل أقل من التجوية.

أنواع التجوية المسببة لتفتت الصخور

تمّ تحديد أنواع التجوية اعتمادًا على المسببات أو العوامل التي أدّت إلى تفتت الصخر، وتتمثل العلاقة بين التجوية الميكانيكية، والكيميائية بأنّها علاقة طردية، فكلما زادت التجوية الميكانيكية زادت التجوية الكيميائية؛ لأنّ التجوية الميكانيكية تزيد من مساحة سطح الصخر عند تحوّله إلى قطع أصغر حجمًا؛ مما يزيد من مساحة السطح الذي يُمكن للتجوية الكيميائية وتفاعلاتها أن تحدث عليه،^[٣] وتُقسم التجوية إلى نوعين رئيسين، هما:

التجوية الميكانيكية

تُسمى التجوية الميكانيكية (بالإنجليزية: Mechanical Weathering) أيضًا بالتجوية الفيزيائية (بالإنجليزية: Physical Weathering) وهي عملية تفتت الصخور إلى قطع أصغر حجمًا دون المساس بتركيبها الداخلي (المعدني والعضوي) للصخر الكبير، ويحدث هذا النوع من التجوية بفعل عدة عوامل منها:^[٣]

• إسفين الجليد: إسفين الجليد (بالإنجليزية: Ice Wedging) هي عملية تشكل الجليد داخل فراغات وشقوق الصخر بسبب انخفاض درجات الحرارة ليلًا إلى ما دون نقطة التجمد أو حولها في مناطق محددة من الأرض، فيتمدد الجليد ويذوب أكثر من مرة، فيضعف الصخر، ومع تكرار هذه العملية يتفتت الصخر إلى أجزاء صغيرة.
• نمو النباتات والنشاط الحيواني: يُمكن للنباتات القيام بعملية التجوية الفيزيائية، فعندما تنمو جذورها في شقوق وفراغات الجسم الصخري، وتستمر في النمو، يتشكل ضغط على جوانب الشقوق؛ مما يؤدي إلى اتساعها، وبالتالي تضعف بينة الصخر ويفتت، من الجدير بالذكر أنّ هذا النوع من التجوية يحدث بشكل بطيء ويستغرق فترة زمنية طويلة، كما تقوم الحيوانات بعملية التجوية عندما تختبئ داخل شقوق الصخور أو أثناء حفرها لأماكن حتى تعيش فيها داخل الصخر، أو عند حفرها للصخور بحثًا عن الطعام.
• الكشط: يُعدّ الكشط (بالإنجليزية: Abrasion) أحد أشكال التجوية الميكانيكية التي يُسببها اصطدام القطع الصخرية ببعضها البعض، والمحمولة بواسطة الرياح، أو الماء، أو المتحركة بفعل الجاذبية، أو الأنهار الجليدية؛ مما يؤدي إلى تفتت الصخور، من الجدير بالذكر أنّ عملية الكشط تجعل الصخر الذي يمتلك حواف حادّة وخشنة يصبح دائريًا وناعمًا.

التجوية الكيميائية

التجوية الكيميائية (بالإنجليزية: Chemical Weathering) هي التجوية الناتجة عن تفاعل مياه الأمطار التي تحتوي على نسبة عالية من الحموضة مع التكوين المعدني للصخور، وبالتالي تكوّن معادن جديدة، أو تزيل معادن، أو تذيب الأملاح كانت موجودة في الصخر، وتزيد فاعلية التجوية الكيميائية مع ارتفاع درجة الحرارة، بالتالي فإنّ المناخ الدافئ والرطب هو الأمثل لحدوثها، ومن الجدير بالذكر أنّ التجوية الكيميائية تمثل المرحلة الأولى لتشكيل التربة وتكوّنها، وهنالك عدة أنواع من التجوية الكيميائية، منها:^[٤]

• التحلل المائي: يُعرّف التحلل المائي (بالإنجليزية: Hydrolysis) بأنّه عملية تجوية الصخور بواسطة الماء الحمضي، ينتج عنه تكوّن الطين والأملاح القابلة للذوبان.
• الأكسدة: الأكسدة (بالإنجليزية: Oxidation) هي عملية تجوية الصخور أو تفتيتها بواسطة تفاعل الماء والأكسجين الموجود فيه مع الصخور الغنية بالحديد؛ مما يُسبب تشكل الصدأ على سطح هذه الصخور.
• المحاليل: هي التجوية الناتجة عن مرور محاليل (بالإنجليزية: Solutions) مياه الأمطار الحمضية داخل الصخور، وتفاعلها مع المكونات المعدنية للصخر، مما يؤدي إلى تآكل الصخر وتفتته، ومن أكثر أنواع الصخور تأثرًا بالمطر الحمضي هو الحجر الجيري، إذ يؤدي المطر الحمضي الذي يحتوي على ثاني أكسيد الكربون إلى تفتيت الصخر الجيري من خلال عملية تُعرف بالكربنة (بالإنجليزية: Carbonation).