التغير الإقليمي في التآكل وال الطقس: منظور عالمي

ويحدث الطقس الكيميائي عندما تكون المياه والأكسجين وثاني أكسيد الكربون وغيرها من المواد الكيميائية متفاعلة مع الصخور لتغيير تركيبها، وتحويل بعض المعادن الأولية الأصلية في الصخرة إلى معادن ثانوية، وإزالة المواد الأخرى مثل السولوتات، وترك المعادن الأكثر استقراراً كمقاومة كيميائية، وتغيير المجموعة الأصلية من المعادن في الصخرة تغييراً فعالاً إلى مجموعة جديدة من المعادن الأقرب توازناً مع الظروف السطحية.

وبصفة عامة، فإن درجة الطقس الكيميائي هي الأكثر أهمية في المناخات الحارة والمبتلة، وأقلها في المناخات الباردة والجافة، وهذه العلاقة الأساسية تفسر الكثير من التباينات الإقليمية التي لوحظت في جميع أنحاء العالم، وتشمل عمليات طقس المواد الكيميائية تحلل الهيدرولوية، والأكسدة، والكربون، والتفكك، وكل من هذه العمليات يقوم بأدوار مختلفة تبعا للظروف البيئية المحلية.

أنواع التآكل

ويشار إلى إزالة الصخور أو التربة كتحلل مركب على أنها تآكل بدني أو ميكانيكي، متناقضة مع التآكل الكيميائي حيث تُزال التربة أو المواد الصخرية من منطقة ما عن طريق التفكك، حيث تُنقل الرواسب أو الصمود إلى بضعة مليمترات أو إلى آلاف الكيلومترات بواسطة عوامل منها سقوط الأمطار، وارتداءات الصخور في الأنهار، وتآكل المياه الجوفية الساحلية، وفيضانات المياه الجليدية

ويتفاوت عامل التحات المهيمن تبايناً كبيراً حسب المنطقة، ويهيمن تآكل المياه في المناطق الرطبة، ويسود تآكل الرياح في المناطق القاحلة، ويشكل التحات الجليدي مشهداً استقطابياً وخطوباً عالية، ويتحول التحات الساحلي إلى شوارع في جميع أنحاء العالم.

العوامل الرئيسية التي تحكم التباينات الإقليمية

إن الطابع الإقليمي لطقس الطقس والتحاتي ينجم عن التفاعل المعقد لعدة عوامل رئيسية، وقد حلل العلماء معدل طقس الصخور، ووجدوا أن العوامل الهامة هي نوع الصخور، والمحتوى المعدني، ومقدار وجود الرطوبة، وظروف الحرارة، والظروف الطبوغرافية، وكمية النشاط النباتي والحيواني، وفهم كيف تساعد هذه العوامل على تفسير المناظر الطبيعية المتميزة التي توجد في مختلف أنحاء العالم.

Climate: The Master Variable

وتؤثر الظروف المناخية تأثيرا قويا على الطقس وتتحكم فيها كمية التهطال ودرجات الحرارة في المنطقة، مع زيادة درجة الحرارة وكذلك التهطال، كما أن المناخ يشكل الرقابة الرئيسية على أنماط الطقس والتحات على الصعيد العالمي، ولا يحدد فقط أنواع العمليات التي تهيمن عليها بل أيضا معدلاتها وشدتها.

Temperature Effects]

فالدرجة الحرارة تؤثر على التجويع عبر مسارات متعددة، وقد تتسارع درجات الحرارة المحيطة بالطقس الكيميائي، حيث يتفاعل الماء مع المعادن، ويحلها ويغيرها، وتزداد ردود فعل الطقس الكيميائي، ولا سيما تكوين المعادن الطينية، وتتسارع ردود الفعل الكيميائية البيولوجية في ظل ظروف دافئة، ويزيد نمو النباتات في المناخات الدافئ، وهذا يفسر سبب تعرض المناطق المدارية عادة لطقس كيميائي أكثر كثافة بكثير من المناطق القطبية.

وعلى العكس من ذلك، فإن تقلبات الحرارة تؤدي إلى حدوث تجويف بدني، فالدرجة الحرارة هي أحد العوامل الرئيسية التي تتحكم في تفكك الصخور من خلال تأثيرها على العمليات الميكانيكية وعمليات الطقس الكيميائي، وقد تكون دورات التفريط في المناخات الباردة مدمرة بشكل خاص، بينما تسبب التباينات اليومية في درجات الحرارة في الصحراء توسعاً وانكمشاً تدريجياً في الصخور.

خط الاستقبال

إن كمية وشدة التهطال هي العامل المناخي الرئيسي الذي يحكم تآكل التربة عن طريق المياه، مع وجود علاقة قوية بشكل خاص إذا حدث سقوط الأمطار الغزيرة في بعض الأحيان عندما يكون سطح التربة غير محمية جيداً بالنباتات، أو في المواقع التي لا يكون فيها الغطاء النباتي، ويخدم الرطوبة أدواراً مزدوجة: فهو يوفر المياه اللازمة لرد الفعل الكيميائي في الطقس ويعمل كعامل رئيسي للتحات.

ويؤدي التهطال إلى تطبيع ميكانيكي وكيميائي، مع معدل الطقس الأدنى للمناخ البارد والجاف والعكس بالعكس، وتعاني المناطق التي ترتفع فيها الأمطار من سرعة التجوّل والتآكل، في حين ترى المناطق القاحلة أن هذه العمليات تسير ببطء أكبر بكثير، رغم أن الآليات المختلفة قد تهيمن عليها.

المناطق المشيخة وحوادث الطقس ]

وتظهر مختلف المناطق المناخية أنماطاً لطقس الطقس، وتظهر مناطق المناخ التي تتشكل أنماطاً لطقس الطقس في المناطق المدارية التي تعاني من طقس كيميائي، وتعاني المناطق القاحلة من التجوّل الحاد، وهذا النمط الأساسي يخلق الأساس لفهم التباينات الإقليمية في جميع أنحاء العالم.

الجيولوجيا والروك

فالجيولوجيا الأساسية للمنطقة تؤثر تأثيرا عميقا في أنماط التعرض للأخطار والتحات، وقد يكون نوع من الصخور مقاوما بشدة لطقوس الطقس في مناخ واحد وغير مقاوم تماما في آخر، مع الحجر الجيري، مثلا، الذي يشكل الكابيتان، وهو أعلى ذروة في منطقة الصحراء في جنوب غرب تكساس، بينما يشكل أقل الوديان في المناخ الرطب للجبال الأبية.

Mineral Composition]

وبعض المعادن، مثل الحجر الزراعي، لا تتأثر تقريباً بالطقس الكيميائي، بينما يجري بسهولة تغيير بعضها الآخر، مثل الفلفل، كما أن التركيبة المعدنية للصخور تحدد مقاومتها لطقوس الطقس، وتجوي الصخرة البسالة بسهولة أكبر من الصخرة الرغنطيسية بسبب تكوينها في درجات حرارة أعلى وظروف أكثر جفافاً، مع ارتفاع حجم الحبوب ووجود الزجاج البركاني، وتتسارع وتيرة التدويس.

Rock Structure and Permeability]

:: تغلغل المياه في المياه التي تؤثر على معدلات طقس المواد الكيميائية، بينما توفر الكسور والمفاصل مسارات المياه والهواء التي تزيد المساحة الإجمالية للصخور التي تكتنفها الكسور بدرجة عالية أكثر سرعة من الصخور الضخمة غير المأهولة لأن المياه والهواء يمكن أن يخترقا بشكل أعمق في كتلة الصخور، مما يعجل بالانهيار المادي والكيميائي.

التضاريس والمنحدرات

ويؤثر شكل سطح الأرض تأثيراً كبيراً على معدلات التحات والأنماط، حيث عادة ما يُستحوذ التآكل المادي على أسطح متخلفة بشكل حاد، وقد تكون المعدلات حساسة أيضاً لبعض الممتلكات الخاضعة للرقابة المناخية، بما في ذلك كميات المياه الموردة، كما أن المنحدرات البلاستيكية تشجع التآكل السريع من خلال زيادة سرعة تدفق المياه وقوى الجاذبية، بينما تنحو المناطق المسطحة إلى تراكم الرواسب.

ويؤثر التضاريس على أنماط التحات مع ظهور منحدرات أكثر حساسية، ويميل التربة إلى التآكل بسرعة أكبر على المنحدرات الشديدة الارتفاع، بحيث تكون طبقات التربة في هذه المناطق أضعف من السهول الفيضانية، حيث تنحو إلى التراكم، مما يخلق أنماطا متميزة من التربة والمناظر الطبيعية تتصل بالوضع الطبوغرافية.

وعلى الرغم من أن المناخ يمارس رقابة كبيرة على عمليات طقس المعادن وتكوين التربة، فإن الأثر المشترك للنباتات والجغرافيا يمكن أن يؤثر على معدل ونطاق طقس المواد الكيميائية على نطاق التلال المتخلفة، ويمكن أن تؤدي الاختلافات الطبوغرافية المحلية إلى خلق أنماط ميكروبية وأنماط تصريفية تؤدي إلى تغيير كبير في عمليات الطقس والتحات داخل المنطقة.

الغطاء النباتي

وتؤدي النباتات دوراً وقائياً حاسماً في مكافحة التآكل، بينما تساهم في الوقت نفسه في الطقس، فالمناطق التي تُعاني من نباتات متفرقة، والتي غالباً ما تعزى إلى المناخات القاسية مثل الصحارى والتوندرا، تكون أكثر عرضة للتحات من المناطق النباتية الكثيفة مثل الغابات، حيث تُربط جذور النباتات التربة وأجهزة النبات بقطع الأمطار وتخفض سرعة الرياح على السطح.

فالنبات يعمل كواجهة بين الغلاف الجوي والتربة، ويزيد من قدرة التربة على مياه الأمطار، مما يقلل من سرعة المياه، وهذه الوظيفة الحمائية تعني أن المناطق التي تغطي الغطاء النباتي الكثيف عادة ما تكون فيها معدلات تآكل أقل من المناطق النباتية المتفشية، حتى عندما قد تدل عوامل أخرى مثل سقوط الأمطار أو المنحدر على خلاف ذلك.

غير أن النبات يسهم أيضا في التجويع، فالنشاط البيولوجي يتسارع من خلال النمو الجذري والعمل المجهري على الصخور، مع تشجيع النبات على التجويع من خلال التغلغل الجذري الذي يخلق كسورا جديدة، ويمكن لجذور النباتات أن تفرق بين الصخور، بينما تعزز الأحماض العضوية من إزالة المواد النباتية الطقس الكيميائي.

Regional Variations Across Climate Zones

وتظهر مختلف المناطق المناخية في جميع أنحاء العالم خصائص مميزة تتعلق بالطقس والتحات، إذ إن فهم هذه الأنماط الإقليمية يوفر نظرة ثاقبة على تطور المناظر الطبيعية، وتكوين التربة، والتحديات التي تواجه الإدارة البيئية في كل منطقة.

المناطق المدارية: هيمنة الطقس الكيميائي

وتعاني المناطق المدارية من أكثر المناطق طفحاً على الأرض، حيث إن الجمع بين درجات الحرارة المرتفعة، وكثرة سقوط الأمطار، والنباتات السائلة، يخلق ظروفاً مثالية لتسارع الطقس الكيميائي، وفي المناخات المدارية، ترتفع درجات الحرارة، وتساقط الأمطار السنوي، والنشاط البيولوجي المستمر، تحافظ على معدلات مرتفعة من طقس المواد الكيميائية.

Soil Development in the Tropics]

وفي مناخ دافئ يسوده الطقس الكيميائي، تنزع التربة إلى أن تكون أغنى في الطين، ونادرا ما يتم الوصول إلى التوازن الحقيقي، لأن التأجيج المتسارع هو بطء عملية، ويُنتج الغسل عن طريق ردود الفعل الجوية قبل أن يتراكم على مستويات التوازن، وهو ما ينطبق بصفة خاصة على البيئات الاستوائية، ويخلق هذا الانكماش الشديد سمات مُطلية للغاية وأنواع متميزة من التربة.

وفي المناطق المدارية، تشكل قابلية الصخور للتأثر بالطقس الكيميائي مصدرا رئيسيا للتنوع الجيومورفي، ولا سيما في هيمنة التضاريس المستقرة جيولوجيا، مع وجود رغوة سميكة ناتجة عن سرعة الطقس الفيزيائي والكيميائي والبيولوجي في المناخ المداري الرطب وشبه المداري، ويمكن لهذه السميكات المناخية أن تمتد من عدة أمتار إلى أسفل السطح، مما يمثل آلافا إلى ملايين السنين.

عمليات الطقس التروبية ]

ويحول الطقس الكيميائي المكثف في المناطق المدارية المعادن الأولية إلى معادن وأكسيدات ثانوية، وتزداد الظروف الفيزيائية - الكيميائية عموما عدوانية نحو المكونات المعدنية في الأجزاء العليا من أحد السمات، ويرجع ذلك أساسا إلى وجود مركبات كيميائية بيولوجية تيسر تغييرها بفعل الأحماض المشبع بالمياه المنتجة مباشرة من الكائنات المجهرية أو من ترسيب المادة العضوية، كما تشجع على التآكل.

وعلى الرغم من ارتفاع معدلات الطقس، يمكن أن تكون التربة الاستوائية فقيرة في المغذيات، فالأوكسسول أو التربة المتأصلة هي التربة التي تعاني من نقص المغذيات الموجودة في المناطق المدارية، وفي حين أن الأوكسسول غير مناسب للمحاصيل المتنامية، فإنها موطن معظم ركاز الألومنيوم الملغومة في العالم (بوكويت)، ويزيل التلويث الشديد المغذيات القابلة للذوبان، ويركّز المعادن المقاومة مثل الألمون.

المناطق القاحلة وشبه القاحلة: الريش الطبيعي وتآكل الرياح

وتشكل المناطق الصحراوية وشبه القاحلة تناقضا صارخا مع البيئات الاستوائية، وتقييد الطرطوبة المحدودة لطقس المواد الكيميائية، بينما تهيمن العمليات المادية وتآكل الرياح على تطور المناظر الطبيعية.

Weathering in Arid Environments]

وتتراوح معدلات إنتاج التربة المراقَبة في منحدرات التلال المُحْلَبة من التربة بين حوالي 7 و290 كيلومتراً مربعاً - 2 يرن - 1، وهي أدنى معدلات في المناطق النباتية والقاحلة النباتية في المناطق الواقعة في منطقة البحر الأبيض المتوسط، حيث تتراوح معدلات الطقس المُحتسبة بين صفر في الشمال القاح إلى مرتفع يبلغ 211 كيلومتراً - 2 يرن - 1 في منطقة البحر الأبيض المتوسط.

وتعاني المنطقة القاحلة من أدنى معدلات التآكل المادي في المنطقة القاحلة بحوالي 11 كيلومتراً مربعاً - 2 يرن - 1 وأعلى مستوياتها في منطقة البحر الأبيض المتوسط المناخية بحوالي 91 كيلومتراً - 2 يرن - 1(). ويجعل الغطاء النباتي المتفشي في المناطق القاحلة هذه المناطق عرضة للتآكل بشكل خاص عندما يحدث التهطال، على الرغم من انخفاض معدلات التحات عموماً.

Wind Erosion Processes]

ويبرز تآكل الرياح في المناخ القاحل وشبه القاحلة حيث يكون الغطاء النباتي في الحد الأدنى والتربة جافا وطليا، ويحتاج تآكل الرياح إلى رياح قوية، لا سيما في أوقات الجفاف عندما يكون الغطاء النباتي متفشياً، وتجف التربة، ويزداد كذلك تهدرها.

ويعتمد تآكل الرياح على العمل البدائي للحبوب الرملية التي تنقلها الرياح وعلى قوة رفع الأنهار التي يمكنها أن تُدخل جزيئات التربة التي تُحشّن بغرامات، وهذه العملية تخلق صوراً أرضية منفصلة تشمل الكثبان الرملية، والهوف المُنكمّلة، والنباتات (الصخور المُنَطَّرة).

Soil Characteristics in Arid Regions]

ويحد الماء الضعيف جدا في الصحراء وشبه الدروع من معدل النقل الكيميائي الناقص، كما يعني أن الأملاح والأيون الكربونية التي تذوب في المياه الجوفية المتصاعدة يمكن أن تهيأ وتبني في الرواسب، وتعرقل النشاط العضوي، وأن أشكال المواد الكيميائية الموجودة في المناخ الجاف يمكن أن تطور طبقات من حرارة الكالسيوم الصلبة التي تسمى كاليش، والتي تشكل من الترسبات الخفيضية أو في بعض الحالات.

المناطق الممهدة: عمليات التخصيب المتوازنة

وتعاني المناطق الموبوءة من تقلب الطقس والتحات، حيث تؤدي العمليات المادية والكيميائية أدواراً هامة، وتعاني أشكال التربة بسهولة أكبر من الظروف الاستوائية، وتهطل معتدل، وكثيراً ما تتطور هذه المناطق تربة جيدة الهيكل بأفق متميزة.

وتُعتدل معدلات طقس المواد الكيميائية في المناطق الرطبة شبه القاحلة والمعتدلة بحوالي 20 إلى 50 كيلومتراً مربعاً - 2 يرن - 1، وهذا المعدل المعتدل لطقس الطقس، مقترناً بتهيج كافٍ ولكنه غير مفرط، يخلق ظروفاً مواتية لتنمية التربة والإنتاجية الزراعية.

وكثيرا ما تشهد المناطق الموبوءة تغيرات موسمية تؤثر على الطقس والتآكل، وتزيد دورات التنظيف في الشتاء، وتزيد النشاط البيولوجي في الصيف، وتخلق التهطال المتغير طوال العام بيئات مناخية دينامية، وتهيمن تآكل المياه في معظم المناطق المعتدلة، وتنتج عن الكثافة المائية المنخفضة نسبيا في أوروبا الغربية نتيجة تآكل الأمطار المتداخلة في التربة التي سبق أن شبعت فيها الأمطار.

مناطق القطب والألبين: منطقة فريزي - ثاو دومينس

وتشهد المناطق الباردة عمليات تهيمن عليها عمليات تجويع متمايزة بفعل الجذور والتحات الجليدي، وعادة ما يكون الطقس المادي أقل أهمية بكثير من الطقس الكيميائي، ولكنه يمكن أن يكون كبيرا في البيئات دون الإقليمية أو الألب، وفي هذه المناطق يصبح الطقس المادي القوة الرئيسية لتشكيل المشهد الطبيعي.

Freeze-Thaw Weathering]

وتعاني من طفح شديد في طقس البذور المتجمدة، الذي يُستخدم في مناخات أكثر برودة، وفي الأراضي الرطبة التي تُسيطر على الطقس من خلال دورات تجمّد الجذور، بينما تكون دورات الرعي المبللة هي المحرك الرئيسي في الأراضي الجافة التي يُعد فيها هطول الأمطار هو المحرك الرئيسي لتوليد المياه، ويمارس التوسع في المياه عند التجميد ضغوطا هائلة على الصخور، مما يؤدي إلى تفكيك أنواع صخور المقاومة.

Glacial Erosion]

وتمثل المصابيح إحدى أقوى القوى المزروعة على الأرض، وتشمل العوامل الأساسية للتآكل التي تؤثر على إزالة منتجات الطقس المياه في المجاري، والجليد في الجليد، والموجات على السواحل، والتآكل الجليدي من خلال التضليل، والزجاج، والغطاء، والغطاء، والزراعة، والزراعة، أشكالاً متميزة من الأنهار، بما فيها الوديان المزخرفة، والزجاجات.

ولا يزال تراث التلال الماضي يؤثر على تنمية التربة في مناطق كثيرة، وحتى في ظل ظروف مثالية، تستغرق التربة آلاف السنين لتتطور، وكانت جميع المناطق الجنوبية تقريبا لا تزال ملتوية حتى 14 كيلو مترا، حيث لا تزال معظم الأجزاء الوسطى والشمالية ملتوية في 12 كيلو مترا، ولا تزال الجليديات تهيمن على وسط وشمال كندا حتى حوالي 10 كيلو مترات، مما يعني أن الظروف لم تكن مثالية لتنمية التربة حتى في المناطق الجنوبية.

منطقة البحر الأبيض المتوسط: مضيق البحر

وتعاني مناطق البحر الأبيض المتوسط المناخية من أنماط موسمية متميزة مع شتاء مبللة وصيفات جافة، مما يخلق ديناميات فريدة من نوعها في مجال الطقس والتحات، حيث ترتفع معدلات التآكل البدني في منطقة البحر الأبيض المتوسط بحوالي 91 كيلومتراً مربعاً - 2 يرن - 1، وكثيراً ما يؤدي الجمع بين سقوط الأمطار الشتوية المكثفة على المنحدرات التي يُنكرها الجفاف الصيفي والحرائق إلى تهيئة الظروف المواتية لارتفاع معدلات التحات.

إن دورات التبلل والتجفيف الموسمية لمناخ البحر الأبيض المتوسط تخلق أنماطاً مميزة من التجويف، حيث إن عدد دورات التبريد المبتذل له تأثير كبير على تفكك الصخور، وهذه الدورات تتسبب في التوسع والانكماش المتكررين للمعادن وجسيمات التربة، مما يؤدي إلى الانكماش التدريجي للهيكل الصخري.

المناطق الساحلية: حركة الموجات وتشويه الملح

وتشهد البيئات الساحلية عمليات طقوية وتآكل فريدة من نوعها، مدفوعة بعمل الموجات، وتقلبات المد والجزر، وتجوية الملح، وتروج طقس المواد الكيميائية على السواحل الصخرية من جراء الارتداد بالطرق البديلة والتعرض في المنطقة المتقاطعة، ومن خلال الرذاذ والتصادم في المنطقة الامتدادية، حيث يمكن للمناطق الساحلية أن توفر المياه اللازمة للرد على المواد الكيميائية والهات الغرامة، وتخفف من حدة التقلبات الناجمة عن التقلبات الناجمة عن طقسطاخية، خاصة على طول فترات التحلل.

ويؤدي تجويع الملح دوراً هاماً في البيئات الساحلية، ويؤدي تكرار تبلور الملح في مسامير الصخور وتفككه إلى ظهور ضغوط يمكن أن تفرق حتى الصخور المقاومة، وهذه العملية، إلى جانب العمل الموجي والطقس الكيميائي، تجعل المناطق الساحلية من أكثر البيئات تآكلاً دينامياً على الأرض.

المناطق الجبلية: الارتفاع والتآكل

وتُظهر المناطق الجبلية حالات خاصة يخلق فيها الارتفاع تفاوتاً هائلاً في الطقس والتحات على مسافات قصيرة، وتتجمع منحدرات الصعاب، والإغاثة العالية، والمناخ المتغير مع ارتفاع مستوى الحرارة، لتخلق بعض أعلى معدلات التآكل على الأرض.

ويساهم أيضاً في تآكل التربة، لا سيما في المناطق الجبلية، حيث يتم إطلاق كميات كبيرة من المياه في فترة قصيرة نسبياً، وقد يؤدي هذا الإطلاق المركّز للمياه إلى تآكل كبير، لا سيما في الربيع عندما يتزامن مع التربة المشبعة بالثلج.

وتؤدي عمليات الإهدار الجماعي، بما في ذلك الانهيالات الأرضية، والهزات، وتدفقات الحطام، أدوارا رئيسية في تآكل الجبال، وعلى وجوه الصخور الشديدة الصرامة في قمة المنحدر، انكسرت شظايا الصخور عن طريق تزوير الجليد، ثم أزيلت بالجاذبية، وهو شكل من أشكال الإهدار الجماعي، ويمكن لهذه العمليات أن تحرك كميات هائلة من المواد بسرعة، وإعادة تشكيل المناظر الجبلية.

ويخلق التفاعل بين الطبقات الجغرافية والمناخ في الجبال أنماطاً معقدة من التجوّل، ورغم أن المناخ يمارس رقابة كبيرة على عمليات طقس المعادن وتكوين التربة، فإن الأثر المشترك للنباتات والجغرافيا يمكن أن يؤثر على معدل ونطاق الطقس الكيميائي على نطاق التلال المتخلفة، مع وجود أنماط مكانية في حجم الضائقة ودرجة طقس التربة المرتبطة بالتدرجات الطبوغرافية والأنماط النباتية.

تكوين التربة والخصائص الإقليمية

ويمثل التربة ذروة عمليات الطقس ويوفر دليلا ملموسا على التباينات الإقليمية في هذه العمليات، والتفاعل بين التجويف والتحات أمر هام، حيث يُعد التجويع مواد للتحات، ويعيد ترتيبها في الوقت نفسه عبر المناظر الطبيعية، ويتأثر العمليتان بعوامل مثل المناخ، ونوع الصخور، والنشاط البيولوجي، مع إسهام الطقس في تكوين التربة التي تعتبر حاسمة بالنسبة للزراعة، في حين أن التحات يمكن أن تؤدي إلى تغيرات في المشهد مثل تكوين الشواطئ.

تركيب التربة والنسيج

التربة خليط معقد من المعادن بنسبة 45 في المائة تقريباً، والمواد العضوية بنسبة 5 في المائة تقريباً، والفضاء الفارغ بنسبة 50 في المائة تقريباً مليئ بالهواء والماء، مع المحتوى المعدني للتربة المتغيرة، ولكن يهيمن عليه المعادن الطينية والبساتين، إلى جانب كميات صغيرة من الفلفل الجل والبقع الصغيرة من الصخور.

إن أنواع الطقس التي تحدث داخل منطقة ما لها تأثير كبير على تكوين التربة ونسيجها، حيث تهيمن التربة في المناخات الحارة حيث يميل الطقس الكيميائي إلى أن يكون أكثر وفرة في الطين، وهذه العلاقة بين المناخ والطقس وخصائص التربة تخلق مناطق متمايزة للتربة في جميع أنحاء العالم.

أفق التربة وتطوير السمات

وتنطوي عملية تكوين التربة عموما على حركة الطين والماء والأيون المعزولة إلى أسفل، والنتيجة المشتركة لذلك هي تطوير طبقات مختلفة كيميائيا ونسيجيا تعرف بأفق التربة، وتختلف تطور هذه الآفاق وخصائصها اختلافا كبيرا حسب المنطقة، مما يعكس الاختلافات في المناخ والمواد الوالدية وعمليات الطقس.

وفي المناخات المتزايدة، تشمل ملامح التربة المتطورة جيداً عادة آفاقاً متميزة، وفي المناخات المغرية، تشمل أفق التربة المشتركة التي تتطور الأفق E باعتباره طبقة (المنشقة) التي أزيل منها بعض الطين والكركيد لخلق طبقة شاحبة قد تكون أكثر رملاً من الطبقات الأخرى، الأفق باء الذي تُفرّق فيه عناصر التربة من الحديد والجزر.

أنواع التربة الإقليمية

وتضع مختلف المناطق أنواعاً من التربة تعكس مزيجها الفريد من المناخ، والمواد الوالدية، والطبوغرافيا، والنباتات، وتُحدَّد طبيعة التربة، التي تعني خصائصها، في المقام الأول بخمسة مكونات: الترجيح المعدني للمواد الأم، والأطواق، والطبوغرافيا، والمناخ، والكائنات الحية التي تسكن التربة.

ويعتمد التدرج والتهيؤ، وهما عاملان رئيسيان في مجال الطقس، على المناخ، ويخلق هذا التبعية المناخية أنماطا يمكن التنبؤ بها في توزيع التربة على الصعيد العالمي، مع وجود مناخات مماثلة تنتج أنواعا مماثلة من التربة حتى في قارات مختلفة.

وينشأ الأنديز من رواسب الرماد البركاني، بينما تحتوي الألفيسول على معادن سلية من الطحالب، وهذه الأوامر التربة منتجة للزراعة بسبب ارتفاع محتوى المغذيات المعدنية، ويعتبر فهم خصائص التربة الإقليمية أمرا أساسيا للزراعة وإدارة الأراضي وحفظ البيئة.

الأثر البشري على أنماط الارتحال والتنبيط الإقليمية

وقد غيرت الأنشطة البشرية بشكل كبير أنماط الطقس الطبيعية والتحات في جميع أنحاء العالم، حيث يشكل تآكل المياه والريح السببين الرئيسيين لتدهور الأراضي، إذ أصبح مجتمعا مسؤولا عن نحو 84 في المائة من النطاق العالمي للأراضي المتدهورة، مما يجعل التآكل المفرط أحد أهم المشاكل البيئية في العالم، مع الزراعة المكثفة وإزالة الغابات والطرق وتغير المناخ البشري والزحف الحضري بين أهم الأنشطة البشرية.

الآثار الزراعية

تمثل الزراعة واحدة من أكثر التعديلات البشرية انتشاراً في سطح الأرض، مع تأثيرات عميقة على معدلات التحات، وفي مواقع الزراعة في جبال آبالاشيان، تسببت الممارسات الزراعية المكثفة في تآكل ما يصل إلى 100 مرة في المعدل الطبيعي للتحات في المنطقة، وقد حدث هذا التسارع الهائل في التآكل في المناطق الزراعية في جميع أنحاء العالم.

ويزداد تآكل المياه على السطح المتخلف لأن المياه السريعة التدفق تزيد من طاقة المياه التي لا تزال مائية، حيث توزع طبقات الأمطار جزيئات التربة المعرضة، وتضع المادة الأكثر دقة مثل الطين في مكان توقف المياه، بينما تتدفق النسيج غير المتحرك عبر سطح يحمل مواد مع وقف التنفيذ، وتهبط القنوات مباشرة عبر طبقة التربة، وتزيل كل من المواد الغرامية والفقية.

إن دببة دوست في الثلاثينات من القرن الماضي تقدم مثالا صارخا على الآثار الزراعية على التآكل، ففي خلال الثلاثينات، نشأت منطقة معروفة باسم بوم الدوست في منطقة البلان الكبرى بالولايات المتحدة، حيث أدى الجفاف المطول والممارسات الزراعية غير الحصيفة إلى عواصف غبارية حادة فجرت أعاليم قيمة، مما أدى إلى انخفاض مستوى الأرض بمقدار متر واحد تقريبا في بعض الأماكن.

وقد تم تكييف التربة البشعة والنباتات الأصلية بشكل جيد مع المناخ الجاف نسبيا، ولكن بتشجيع من الحكومة، انتقل المستوطنون إلى بيوت في المنطقة، وزرعوا مساحات واسعة من البراري في مناطق طويلة ومستقيمة وزراعة الحبوب، وكسروا الصورة الثابتة للتربة، وتدمير العشب والنباتات الطبيعية التي كانت ترسب طبقات التربة، مع تضاؤلات التربة التي زرعت في كل سنة ضحلة

إزالة الغابات وتطهير النباتات

ويزيد إزالة الغطاء النباتي بدرجة كبيرة من قابلية التآكل، كما أن التربة، شأنها شأن جميع المواد الجيولوجية، تخضع للتحات، وإن كان معدل تكوين التربة إما يوازن أو يتجاوز معدل التحات، إلا أن الممارسات البشرية، ولا سيما تلك المتصلة بالحراجة والزراعة، قد أضرت هذا التوازن بدرجة كبيرة، حيث توجد التربة التي تُحتجز بواسطة الغطاء النباتي، وعندما يُزال الغطاء النباتي، إما عن طريق قطع الأشجار أو الحماية الروتينية.

ويتفاقم التآكل بفعل إزالة الأشجار التي تعمل كحلول رياحية، والممارسات الزراعية التي تترك التربة الخالصة معرضة للخطر، وهذا التأثير شديد بشكل خاص في المناطق المعرضة بطبيعة الحال لتآكل الرياح، مثل المناطق شبه القاحلة التي يكون الغطاء النباتي فيها محدودا بالفعل.

التشييد والتحضر

وتؤدي أنشطة البناء والتحضر إلى تغيير أنماط التحات من خلال آليات متعددة، حيث إن إزالة الغطاء النباتي والتربة أثناء البناء يعرض الأرض الخالصة للتحات، ويقلل التراب من التسلل، ويزيد من القدرة على الركض والتآكل، وتُركز السطحات المزدهرة مثل الطرق والمباني تدفق المياه، مما يخلق مشاكل في التحات في أسفل المجرى.

ويمكن أن تؤدي الأنشطة البشرية إلى تفاقم التآكل، مما يؤدي إلى تحديات مثل تدهور التربة وزيادة الفيضانات، وكثيرا ما تزيد التنمية الحضرية حجم وسرعة الجرعة وتتسارع التآكل في تلقي المجاري والأنهار، مما قد يؤدي إلى شق القنوات، وتآكل المصارف، وزيادة حمولات الرواسب التي تؤثر على النظم الإيكولوجية المائية.

آثار التآكل المعجل

ويؤدي التآكل المفرط أو المعجل إلى مشاكل في الموقع وخارجها، مع ما يترتب على ذلك من آثار في الموقع، بما في ذلك انخفاض الإنتاجية الزراعية والانهيار الإيكولوجي في المناظر الطبيعية، وذلك بسبب فقدان طبقة التربة العليا الغنية بالمغذيات، وفي بعض الحالات تؤدي إلى التصحر، في حين أن الآثار غير الموقعية تشمل ترسب المجاري المائية والتغذية في أجساد المياه، فضلا عن الأضرار المتصلة بالرواسب التي تلحق بالطرق والمنازل.

ويمثل فقدان التربة السطحية تحديا بيئيا بالغ الأهمية، إذ إن تكوين التربة عملية بطيئة للغاية، في حين أن التحات يمكن أن يزيل التربة بسرعة، إذ يتطلب تكوين التربة ما بين 100 و000 1 سنة، وهو فترة زمنية قصيرة في مجال علم الأرض، مما يعني أن التربة التي فقدت للتحات قد تستغرق قروناً إلى آلاف السنين لتحل محلها، مما يجعل حفظ التربة أمرا أساسيا لتحقيق الاستدامة الطويلة الأجل.

Climate Change and Future Erosion Patterns

وتغير المناخ يغيّر أنماط الطقس والتحات على الصعيد العالمي، مع ما يترتب على ذلك من آثار كبيرة بالنسبة للمناظر الطبيعية والنظم الإيكولوجية والمجتمعات البشرية، ويحدث تغير المناخ تعقيدات كبيرة، ويغير الأنماط الثابتة، ويحتمل أن يتسارع معدل التحات في مناطق كثيرة، ولا يتعلق فقط بالاحترار التدريجي، بل بزيادة تقلب المناخ وتطرفه.

ويؤثر تغير المناخ على هذه العمليات الخارجية ويحقق توازنا مع وجود حلقات التغذية المرتدة في البيئات الطبيعية التي أنشئت على مدى فترة طويلة من الزمن، مع تأثير تغير المناخ على حدوث عمليات الطقس، وغالبا ما يكون ذلك طبيعيا، بل يسبب زيادة في احتمال حدوث العديد من الأحداث الجوية البالغة الشدة.

التغييرات المتوقعة في معدلات التآكل

ووفقاً للإسقاطات المتعلقة بتغير المناخ، فإن الاندفاع سيزداد بشكل كبير في أوروبا وقد يزيد تآكل التربة بنسبة 13-22.5 في المائة بحلول عام 2050، وفي تايوان، حيث ازداد تردد الإعصار زيادة كبيرة في القرن الحادي والعشرين، تم الربط بين الزيادة في تواتر العواصف وزيادة حمولة الرواسب في الأنهار والمستودعات، مما يبرز الآثار التي يمكن أن ينجم عنها تغير المناخ على التآكل.

وتمثل التغيرات في أنماط التهطال عاملاً رئيسياً في معدلات التحات المتغيرة، إذ إن أحداث سقوط الأمطار الأكثر حدة، حتى وإن ظل التهطال السنوي الكلي متماثلاً، يمكن أن تزيد من التآكل بشكل كبير، فكثافة وتواتر الأمطار، اللذين يملهما المناخ، هما العاملان الرئيسيان في تآكل المياه، ورسم المناظر الطبيعية من خلال الورق، والتآكل الطفيف، حيث يزيد تغير المناخ من تواتر وشدة الأحداث الهطولها، ومن المتوقع أن تتحول إلى مناطق كثيرة.

الضعف الإقليمي

وتواجه مختلف المناطق أوجه ضعف مختلفة إزاء آثار تغير المناخ على التآكل، وقد تشهد المناطق التي تعاني بالفعل من ارتفاع معدلات التآكل مزيداً من التسارع، وقد تجتاز المناطق ذات الغطاء النباتي الهامشي العتبات إلى التصحر، وتواجه المناطق التي تزرع فيها الخناق تحديات فريدة من قبيل تعرض المواد المجمدة سابقاً للتبخير والتحات.

ويمكن أن تؤدي التباينات المناخية في درجة الحرارة إلى تعديل عمليات الطقس، ومن ثم تكييف العمليات الهيدروغرافية - الأورامية في المناطق البرية، وينبغي النظر في هذه التغييرات على الآثار المباشرة وغير المباشرة على ديناميات الأراضي السيئة، ويعتبر فهم أوجه الضعف الإقليمية هذه أمراً أساسياً لوضع استراتيجيات ملائمة للتكيف.

آليات التغذية

إن تغير المناخ والطقس/التآكل يتفاعلان من خلال آليات التغذية المرتدة المعقدة، ويمكن للتآكل في المناظر المتطورة أن يُقلل ويُعدّل من جراء التجويع الكيميائي، مع انخفاض عدد حالات التآكل المتسارعة في وقت الإقامة في مواد التلال، مما يزيد من معدلات طقسها الكيميائي، مما يعجل بدوره بإشارة الشق، رغم أن العديد من العلاقات التأسيسية اللازمة لحل هذه المعادلات لا تزال تفتقر إلى المعلومات، وأن الدراسات التي تُعدّة الكيميائية تُل.

ويؤدي الطقس الكيميائي نفسه دوراً في دورة الكربون العالمية، حيث يستهلك ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي، ولذلك فإن التغيرات في معدلات الطقس بسبب تغير المناخ يمكن أن تخلق ردود فعل تؤثر على تركيزات غازات الدفيئة في الغلاف الجوي، رغم أن حجم هذه التعليقات وتوجيهها لا يزالان مجالين للبحث النشط.

استراتيجيات الحفظ والإدارة

ويعتبر فهم التباينات الإقليمية في التحات والطقس أمرا أساسيا لوضع استراتيجيات فعالة للحفظ وإدارة الأراضي، فهم هذه العمليات أمر أساسي لإدارة الموارد الطبيعية والتخفيف من الآثار البيئية، وتتطلب مناطق مختلفة نُهجا مختلفة تستند إلى مخاطر التآكل المحددة وخصائص الطقس.

ممارسات حفظ التربة

ويتطلب حفظ التربة بصورة فعالة اتباع نهج خاصة بكل منطقة، ففي المناطق الزراعية، تساعد ممارسات مثل تلويث الخونة، والتضاريس، وتغطية المحاصيل، والتقليل من الحراثة، على الحد من التضاريس الزراعية، كما تساعد على الحد من التحات، كما تسهم في ثقافة إنكا من الأنديز، وعلى تعزيز تكوين التربة، مما يؤدي إلى تحسين الممارسات الزراعية، ولا تزال هذه الممارسات التقليدية ذات صلة بحفظ التربة الحديثة.

ويمثل الحفاظ على الغطاء النباتي أحد أكثر الاستراتيجيات فعالية لمكافحة التحات في جميع المناطق، وفي المناطق المعرضة لتآكل الرياح، توفر الحماية لرياح الرياح وأحزمة المأوى، وفي المناطق التي ترتفع فيها الأمطار، يحول الحفاظ على الغطاء الحرجي على المنحدرات الشديدة دون حدوث تآكل كارثي والانهيالات الأرضية.

إعادة الأراضي المتدهورة

وتواجه مناطق كثيرة في جميع أنحاء العالم تحدي إعادة الأراضي التي تدهورت بسبب التحات المفرط، إذ يجب أن تشكل استراتيجيات إعادة الترسيب المناخ الإقليمي، ونوع التربة، وعمليات التحات، وفي بعض الحالات قد تكون الهياكل المادية مثل سدات التدقيق أو الترسبات ضرورية لتثبيت المنحدرات وتخفيض معدلات التحات، كما أن إعادة الغطاء النباتي بالأنواع الأصلية الملائمة تساعد على استعادة مقاومة التحات الطبيعية.

ويساعد فهم معدلات الطقس الطبيعي وتكوين التربة على تحديد توقعات واقعية لجداول زمنية لإعادة التربة، وقد يستغرق استعادة التربة قرونا في المناطق التي تشهد معدلات بطيئة في الطقس، مع التأكيد على أهمية الوقاية من الترميم.

الرصد والتقييم

ويعتبر فهم معدلات طقس المواد الكيميائية لمستجمعات المياه في جميع أنحاء العالم أمرا أساسيا لإدارة موارد التربة، ويوفر الرصد المنتظم لمعدلات التحات، وظروف التربة، وتغيرات المناظر الطبيعية معلومات أساسية للإدارة التكييفية، كما أن تكنولوجيات الاستشعار عن بعد، بالاقتران مع القياسات الميدانية، تتيح تتبع أنماط التحات في المناطق الكبيرة.

مقارنة النتائج الشيلية بالبيانات العالمية المنشورة التي جمعت من بيئات التلال المتخلفة عن طريق وثائق الليثولوجيات الرطبة التي توثق أنماطا مماثلة في إنتاج التربة، وطقس المواد الكيميائية، ومعدلات الكثافة الكلية لمبالغ التغطية السنوية المتباينة للتهطال والنباتات، وتساعد هذه الدراسات المقارنة على تحديد الأنماط العالمية والتباينات الخاصة بكل منطقة، وتحسين قدرتنا على التنبؤ بالتآكل وإدارته.

باحثون من الجبهة وتجمعات المعرفة

وعلى الرغم من التقدم الكبير المحرز في فهم الطقس والتآكل، لا تزال هناك ثغرات هامة في المعرفة، إذ إن تهوية حجر الأساس لإنتاج إعادة الهيكلة أمر أساسي للحفاظ على الحياة على الأرض وعلى الدورات الكيميائية الأحيائية العالمية، مع تأثير معدل هذه العملية ليس فقط على التكتونيات، بل أيضا على المناخ والحيوانات، ولا يزال تحسين فهمنا لهذه التفاعلات المعقدة يشكل أولوية بالنسبة للبحوث المتعلقة بعلوم الأرض.

معدلات الرش الكمية

وقد أُبديت ملاحظات عديدة بشأن سرعة حدوث الطقس، مع انفجار جبل سانت هيلينز في ولاية واشنطن في 18 أيار/مايو 1980، مما يوفر مختبرا طبيعيا لهذه الدراسة، حيث تم خلال الانفجار، قذف كميات كبيرة من الرماد البركاني في الهواء وإيداعها إلى أعماق عدة مترات بالقرب من البركان، وقام العلماء بتحليل التغيرات المنتجة في التربة نتيجة للتغيرات التي تحدث في الطقس.

وتساعد هذه التجارب الطبيعية، إلى جانب دراسات الرصد الطويلة الأجل، في تحديد معدلات الطقس كميا في ظل ظروف مختلفة، كما يدرس العلماء المعدل الذي تتعرض فيه الأحجار الكريمة والمعالم التاريخية للاعتداء بسبب الطقس، مع إطفاء أحجار الرخام في المناخ الرطب في غضون فترة واحدة تصل إلى عدة مليمترات، وهذه النُهج المتنوعة لقياس معدلات الطقس توفر معلومات تكميلية عن معدلات العمليات عبر فترات زمنية مختلفة.

جيم - التفاعلات في عملية التفاهم

انخفاض درجة الحرارة وارتفاع كثافة الأمطار والأمطار الحمضية، مما يسهم في زيادة كميات الهيدروجين المطلوبة لبورصات الترسبات، ونوع الصخور التي تحتوي على معدن أكثر قابلية للذوبان، وكلها تعزز الطقس الكيميائي، وتأثير العوامل المناخية والليولوجية على الطقس الكيميائي في الترتيب التالي: التركيب المعدني، وشدة الأمطار، ودرجة الحرارة، وحموض الأمطار، وفهم الأهمية النسبية لعوامل مختلفة وكيفية تفاعلها، ما زالت منطقة بحث نشطة.

ويتأثر معدل ونطاق طقس المواد الكيميائية بالآثار المشتركة للمناخ والمواد الأم والجغرافيا والنباتات، ويحدّد في نهاية المطاف التركيبة المعدنية ونسب العناصر من مواد التربة، على الرغم من فهم التباين المكاني والزماني لمعدلات طقس المواد الكيميائية، لا يعتمد فقط على المعرفة بالضوابط البيئية، بل أيضا على تفاعلاتها، في حين أن الأهمية النسبية للضوابط المختلفة قد تتباين تبعاً للملكية الكيميائية الرئيسية للتحكم في المناخ.

Modeling Future Changes

ويتطلب تحديد كيف ستتغير أنماط الطقس والتحات في ظل السيناريوهات المناخية المقبلة نماذج متطورة تشمل عمليات تفاعل متعددة، ويتسبب تذبذب نمط ومعدل الطقس في تغيرات موسمية أعلى وفي طقوس كيميائية شديدة في ظروف مواتية، ولا يزال من الصعب تحقيق هذا التباين والارتدادات المعقدة بين المناخ والنباتات والطقس والتحات.

ويتطلب تحسين هذه النماذج فهما أفضل للعمليات الأساسية، وبيانات الرصد الأكثر شمولا، والتكامل عبر النطاقات المكانية والزمنية، ومن شأن هذه التحسينات أن تعزز قدرتنا على التنبؤ بتطور المشهد الطبيعي ووضع استراتيجيات إدارية فعالة من أجل عالم متغير.

خاتمة

التغيرات الإقليمية في التحات والطقس تعكس التفاعل المعقد للمناخ والجيولوجيا والجغرافيا والنبات والنشاط البشري عبر سطح الأرض المواد التي تركت بعد انفصال الصخور تجمع بين المواد العضوية لخلق التربة، مع العديد من أشكال الأرض والمناظر الطبيعية نتيجة لطقس الطقس والتآكل وإعادة الترسيب، وتسيير جزء حاسم من دورة الصخور، مع وجود صخرة أرضية تبلغ 66 في المائة.

ومن التجويف الكيميائي المكثف للحراجات الاستوائية المطيرة إلى المناظر المتجمدة التي تهيمن عليها المناطق القطبية، من صحر مطهرة بالريح إلى خطوط ساحلية مبعثرة، فإن كل منطقة تشهد خصائص مميزة في مجال الطقس والتآكل، فهم هذه الأنماط الإقليمية أمر أساسي لحفظ التربة وإدارة الأراضي وحماية النظم الإيكولوجية والتكيف مع التغير البيئي.

وقد أدت الأنشطة البشرية إلى تسارع شديد في التآكل في العديد من المناطق، مما أدى إلى تحديات ملحة للإدارة المستدامة للأراضي، كما أن تغير المناخ يُحدث تغييراً إضافياً في الأنماط الثابتة، مما يتطلب استراتيجيات للإدارة التكيّفية تستند إلى فهم سليم لعمليات الطقس والتحات الإقليمية.

وبينما نواجه ضغوطا متزايدة على موارد الأراضي من تزايد السكان، وتغير المناخ، وتكثيف استخدام الأراضي، وفهم وإدارة التباينات الإقليمية في الطقس والتآكل، تصبح أكثر أهمية من أي وقت مضى، وسيكون استمرار البحوث والرصد وتطبيق ممارسات الحفظ الخاصة بكل منطقة أمرا أساسيا للحفاظ على موارد التربة، وحماية النظم الإيكولوجية، والمحافظة على المجتمعات البشرية في العقود المقبلة.

For more information on related topics, visit the U.S. Geological Survey Climate Research and Development Program, the Food and Agriculture Organization Soils Portal, the Intergovernmental Panel on Climate Change