عمليات تشكيل سطح الأرض (الخارجية)
ابدأ بدراسة عمليات تشكيل سطح الأرض الخارجية التي تبدأ بعملية التجوية. لو كان لديك صخر كبير ثابت في مكانه وتعرض لتغيرات الطقس اليومية، فهذه بداية التجوية التي تفكك الصخر تمهيداً لنقله. تنقسم التجوية إلى ميكانيكية، وهي تفكك الصخر إلى مفتتات صغيرة دون تغير تركيبه المعدني. تخيل صخراً يتعرض لحرارة عالية نهاراً وبرودة ليلاً، تتمدد جزيئاته المعدنية وتنكمش باستمرار حتى يتفتت الصخر. وخذ مثالاً آخر: لو دخل الماء في فتحات الصخور ليلاً ثم انخفضت درجات الحرارة، سيتجمد الماء ويتمدد متسقاً مع اتساع الشقوق حتى يتفتت الصخر تماماً كما يحدث في المناطق الباردة. وتذكر أيضاً أن توغل جذور الأشجار في فتحات الصخور يعمل على اتساعها وزيادة تفككها تدريجياً مع نمو تلك الجذور.
تقوم عمليات تشكيل سطح الأرض الخارجية على تفتيت الصخور ونحتها عبر عمليتين رئيسيتين هما التجوية والتعرية. التجوية تفكك الصخور في مكانها إما ميكانيكياً بفعل تباين الحرارة وتجمد الماء، أو كيميائياً بتفاعل المعادن مع الهواء والماء لتكوين حامض الكربونيك. أما التعرية فتقوم بنقل تلك المفتتات عبر عوامل متحركة كالرياح، أو المياه الجارية، أو الجليد المتحرك، ثم ترسيبها في مواضع أخرى لتشكل مظاهر جديدة كالكثبان الرملية والسهول الفيضية والخلل الساحلية. فمثلاً، تمدد الجزيئات المعدنية للصخور وانكماشها نتيجة اختلاف الحرارة بين النهار والليل يؤدي تدريجياً إلى تفتت الصخر دون تغير تركيبها المعدني.
الفكرة الأساسية
تدور فكرة الدرس حول العمليات الخارجية التي تعيد تشكيل سطح الأرض باستمرار من خلال تفكيك الصخور، ونحتها، ونقلها، ثم إرسابها في أماكن جديدة، وذلك عبر عمليتين رئيسيتين هما التجوية والتعرية.
الشرح
تنقسم العمليات الخارجية إلى مجموعتين أساسيتين.
المجموعة الأولى هي التجوية، وتعني تفكك الصخور وتفتيتها ميكانيكياً أو تحللها كيميائياً وهي ثابتة في مكانها تحت تأثير أحوال الطقس اليومية تمهيداً لنقلها. وتنقسم إلى:
- التجوية الميكانيكية: تفكك الصخر إلى مفتتات صغيرة الحجم دون تغير تركيبها المعدني، وذلك بإصابة أسطح الصخور بالحرارة العالية نهاراً والباردة ليلاً مما يؤدي إلى تمدد الجزيئات وانكماشها وتفتتها، أو بتوغل الماء في فتحات الصخور وشقوقها وتجَمُّدِه ليلاً فيتَسَع الشق ويتفتت الصخر، أو بتوغل جذور الأشجار في فتحات الشقوق الصخرية واتساعها.
- التجوية الكيميائية: تفتت الصخور وتآكلها نتيجة تفاعل المعادن مع عناصر ومركبات الغلاف الجوي مثل الأكسجين وثاني أكسيد الكربون، فعندما ينزل المطر ويذوب فيه غاز ثاني أكسيد الكربون يتحول إلى حامض كربونيك مخفف جداً، وعندما يتجمع الماء في المنخفضات والشقوف ويتصاعد بخار الماء يزداد تركيز الحامض ويزيد تأكل الصخور.
المجموعة الثانية هي التعرية، وتعمل لتفتيت الصخور ونحتها، ثم نقلها من موضعها وإرسابها في موضع آخر. وتؤدي العوامل المتحركة كالرياح والمياه الجارية والأمواج والجليد ثلاث وظائف هي النحت، النقل، والإرساب. وتعمل كل طريقة بالشكل الآلي التالي:
- المياه الجارية: الأكثر نحتاً لتشكيل سطح الأرض، وتنحدر بفعل الجاذبية لتنحت الأودية والأنهار بالتعميق الرأسي والتوسع الأفقي، وتسهم المياه الجوفية في بناء دخول ذات أعماق وأحجام في الصخور الجيّرية كالصلصال في الصمان.
- الرياح: تبرز قدرتها على النحت في المناطق الجافة لقلة الأمطار وانكشاف السطح وعدم تماسك حبيبات الرواسب، وتبني مقدرة الرياح على النحت على سرعتها ومقدار ما تدفعه وتحمله، وكلما كانت الرياح سريعة الحركة كان دفعها للمواد المفتتة شديداً.
- الجليد المتحرك: للجليد ثقل وضغط على الصخور التي يتحرك فوقها يؤدي إلى تفتيتها ونحتها وظهور أثر الجليد في المناطق الجبلية العالية كالأسهم والهيمالايا، وتعمل على نحت جوانب المرتفعات وتحميل مقادير ضخمة من الرواسب والركامات الجليدية.
وتساهم عمليات الإرساب في ملء المنخفضات وإزالة ما على سطح الأرض من تداريس سالبة وتكوين ظاهرات جغرافية بحسب عوامل التعرية.
مثال محلول خطوة بخطوة
المثال: قطرات مطر تسقط من السماء صافية.
- الخطوة الأولى: يذوب غاز ثاني أكسيد الكربون الموجود في الهواء داخل مياه المطر أثناء نزولها.
- الخطوة الثانية: يتحول الماء نتيجة لذلك إلى حامض كربونيك مخفف جداً.
- الخطوة الثالثة: يصل الماء المحمل بالحامض إلى الأرض ويتجمع في المنخفضات والشقوق وتجاويف الصخور.
- الخطوة الرابعة: يتبخر بخار الماء بفعل الحرارة فيقل مقدار الماء الباقي ويزيد تركيز حامض الكربونيك.
- الخطوة الخامسة: يؤدي تركيز الحامض المتزايد إلى تآكل الصخور وتفتتها كيميائياً.
أخطاء شائعة
- الاعتقاد بأن التجوية الميكانيكية تغير التركيب المعدني للصخور، والصحيح أنها تفكك الصخر دون تغير تركيبه المعدني.
- الخلط بين وظائف العوامل المتحركة في التعرية، والظن أنها تقتصر على النحت فقط، بينما وظائفها هي النحت والنقل والإرساب.
- الظن بأن المياه الجارية تؤثر فقط في المناطق ذات الأمطار الغزيرة، والصحيح أنها تؤثر في المناطق ذات الأمطار الغزيرة وفي المناطق الجافة أيضاً.
سؤالان للتدريب مع الإجابة
السؤال الأول: ما الفرق الأساسي بين التجوية الميكانيكية والتجوية الكيميائية من حيث التركيب المعدني للصخر؟ الإجابة: التجوية الميكانيكية تفكك الصخر دون تغير تركيبها المعدني، بينما التجوية الكيميائية تفتت الصخور وتآكلها نتيجة تفاعل المعادن مع العناصر والمركبات الكيميائية في الغلاف الجوي.
السؤال الثاني: ما الوظائف الثلاث التي تؤديها العوامل المتحركة في عملية التعرية؟ الإجابة: عملية النحت، عملية النقل، وعمليات الإرساب.