الصخور المتحولة (١)
انظر إلى أهداف الفصل والأفكار الرئيسة. عندما تزداد الحرارة والضغط في باطن الأرض لدرجة عالية دون أن تصل الصخور إلى نقطة الانصهار الكامل، فإن مكوناتها تتغير وتنتج صخوراً جديدة تسمى الصخور المتحولة. كلمة metamorphism مشتقة من اللغة اليونانية وتتكون من مقطعين هما meta بمعنى تغير وmorphe بمعنى شكل، ليصبح المعنى الكامل هو تغير شكل الصخر مع بقائه صلباً. تأمل الشكل 30-4 الذي يوضح طي طبقات الصخور بفعل قوى ضغط هائلة، وحاول أن تضع فرضية تفسر كيف استطاعت هذه الصخور الصلبة أن تنثني دون أن تنكسر بسبب الظروف المحيطة بها.
تنشأ الصخور المتحولة عندما تتعرض صخور سابقة لزيادة الضغط والحرارة والمحاليل الحرارية المائية دون أن تصل لدرجة الانصهار، مما يغير نسيجها ومكوناتها المعدنية. تصنف أنسجتها إلى متورقة (ذات صفائح أو أجزاء منتظمة كالأردواز) وغير متورقة (ذات بلورات كتلية كالرخام والكوارتزيت). تنقسم أنواع التحول إلى الإقليمي والتماسي والحراري المائي، وتلعب دوراً اقتصادياً هاماً في توفر المعادن الفلزية وغير الفلزية، وتمر جميعها عبر دورة الصخر المستمرة بين العمليات الداخلية والخارجية.
الفكرة الأساسية
تنشأ الصخور المتحولة عندما تتعرض صخور سابقة لزيادة الضغط والحرارة والمحاليل الحرارية المائية دون أن تصل إلى درجة انصهار الصهارة، فيتغير نسيج الصخر ومكوناته المعدنية أو مكوناته الكيميائية كلياً مع بقائه صلباً.
الشرح
تتطلب عملية التحول درجات حرارة عالية مصدرها حرارة باطن الأرض أو الأجسام النارية الجوفية القريبة، وضغطاً عالياً يتوفر بالدفن العميق أو من التضاضط الناتج في أثناء تكوّن الجبال. المعادن المتحولة تتغير من دون أن تنصهر لتبقى مستقرة في الحالة الصلبة ضمن مدى من درجات الحرارة المختلفة. تصنف أنسجة الصخور المتحولة إلى مجموعتين: الصخور المتورقة التي تتميز بوجود المعادن في صفائح وأحزمة نتيجة الضغط العالي في أثناء التحول، والصخور غير المتورقة المكونة من معادن ذات بلورات كتلية الشكل مثل الرخام والكوارتزيت. أما أنواع التحول فتشمل: التحول الإقليمي الذي يحدث عندما تتعرض مناطق واسعة من القشرة الأرضية لدرجة حرارة وضغط مرتفعين، والتحول بالتماس عندما تحدث مادة مصهورة في تماس مع صخور صلبة بتأثير محلي محدود، والتحول الحراري المائي عندما تتفاعل مياه ساخنة جداً مع الصخر لتغيير مكوناته الكيميائية والمعدنية والنسيج الأصلي.
مثال محلول خطوة بخطوة
إذا كانت وحدة قياس القيراط للأحجار الكريمة تساوي أو ، واكتشفت بلورة جارنت كبيرة في نيويورك كتلتها وقطرها ، فما كتلة هذه الجوهرة بوحدة القيراط؟ الخطوة الأولى: تحويل الكتلة من الكيلوجرام إلى الجرام بالضرب في . . الخطوة الثانية: قسمة الكتلة بالجرام على قيمة القيراط الواحد () لإيجاد الناتج بوحدة القيراط. .
أخطاء شائعة
الاعتقاد بأن الصخور المتحولة تنصهر بالكامل خلال عملية التحول، والصحيح أن التغير يحدث في الحالة الصلبة ودون درجة الانصهار. الخلط بين الصخور المتورقة وغير المتورقة من حيث وجود الصفائح والأحزمة المعدنية. الظن بأن التورق ينتج من الحرارة وحدها، بينما يتطلب تعامداً مع اتجاه الضغط.
سؤالان للتدريب مع الإجابة
السؤال الأول: لخص كيف يؤدي ارتفاع درجة الحرارة إلى عملية التحول؟ الإجابة: يؤدي ارتفاع درجة الحرارة مع الضغط إلى تغيير المكونات المعدنية والنسيجية للصخور دون أن تصل لدرجة الانصهار. السؤال الثاني: قارن بين الصخور المتورقة وغير المتورقة من حيث النسيج؟ الإجابة: الصخور المتورقة تتميز بوجود المعادن في صفائح وأحزمة نتيجة الضغط العالي، بينما الصخور غير المتورقة تكون مكونة من معادن ذات بلورات كتلية الشكل دون تورق.