Table of Contents
"أوريغان" "أتاكاما سالت فلاتس" "مغني عبر "ديب تايم
إن الشقق الملحية في صحراء أتاكاما في شيلي هي من أكثر المناظر المتطرفة والبصرية على الكوكب، وهذه السهول البلورية الكبيرة والبيضاء تمتد لمئات الكيلومترات المربعة، وتظهر على نحو شبه عالمي ضد خلفية القشرة الأرضية الأندية، ولفهم كيفية وجود هذه التشكيلات، من الضروري النظر إلى ما هو عليه خلال ملايين السنين في شكل قوة تيكانية.
إن دير أتاكاما نفسه في موقع فريد، وهو يجلس في ظل الأمطار في الأنديز إلى الشرق ويتأثر بـ " تيار هامبولت البارد " إلى الغرب، مما يخلق ظروفاً لا تزال متغيرة بدرجة كبيرة لما لا يقل عن 10 إلى 15 مليون سنة، وربما أطول، وهذا الجفاف الشديد هو العنصر المعدني الرئيسي، دون أن يكون هناك هطول أمطار مسطحة لتحلل المعادن.
وبغية تقدير حجم هذه التشكيلات وتعقيدها بشكل كامل، يساعد على دراسة العمليات التدريجية التي تحول الصخرة العادية إلى القشرة البيضاء الرائعة لشقة الملح، المعروفة تقنيا باسم الصلار، وتبدأ الرحلة في ارتفاع الجبال المحيطة وتنتهي على أرضية الحوض الجاف، وستحطم هذه المادة الآليات الجيولوجية والمناخية والكيميائية التي تقود هذا التحول، وتقدم نظرة شاملة على أكثر النظم رواسب شيوعا.
المؤسسة الجيولوجية: مؤسسة التكتونيين والحوض
أول حاجة إلى أي شقة من الملح هو الاكتئاب الذي يمكن أن تجمعه المياه والرواسب، وفي منطقة أتاكاما، نشأت هذه الاكتئاب نتيجة للنشاط التكتوني المرتبط باختزال قفص النازكا أسفل قفص أمريكا الجنوبية، حيث أن هذا الاصطدام المستمر قد رفع جبال الأنديز، وخلق سلسلة من الأحواض الملحية المسببة للأخطاء على طول الرصيف الغربي للحاويات.
وأشهر هذه العوامل هو السلم في أتاكاما الذي يقع في حوض يأوي عشرات الملايين من السنين، ويخلق هذا التخريب حيزا للإقامة - أي مساحة لعشرات مترات الرواسب لتتراكم، وبدون هذا الإطار التكتوني، فإن المياه الغنية بالمعادن التي تتدفق من المرتفعات المحيطة ستتدفق ببساطة إلى المحيط الهادئ، وتتحمل عبء التركيب المكسور، بدلا من ذلك، هي التي تتجه إلى المحيط الهادئ.
وتكتسي الصخور المحيطة بهذه الأحواض أهمية مماثلة، وتتكون الأنديز إلى حد كبير من الصخور البركانية والهشة، الغنية بطائفة واسعة من المعادن، بما فيها الصوديوم، والبطاطا، والكالسيوم، والليثيوم، والبورون، والكبريتات، وهذه العناصر هي المواد الخام لشقق الملح، حيث تتعرض هذه الصخور للطخ والتآكل.
دور النشاط البركاني في الإمدادات المعدنية
وقد أدت البراكين دورا مباشرا في تزويد أحواض أطاكاما بكوكتيل فريد من المعادن، وهي جزء من المنطقة البركانية المركزية في الأنديز، حيث توجد في العديد من الشارع الناشط والمهادر، والينابيع الساخنة، والبومرول، والنظم الحرارية الأرضية المرتبطة بهذه المعادن البركانية البركانية وأملاحها من أعماق الأرض إلى نقلها.
فالمياه الربيعية الساخنة في مرتفعات أتاكاما تكون في كثير من الأحيان غنية جدا بالليثيوم والبورون والزرنيخ، التي تنقل بعد ذلك إلى الأحواض بواسطة المجاري والمياه الجوفية، ولهذا السبب يحتفظ سالار دي أتاكاما بواحد من أكبر احتياطيات اللثيوم المعروفة على الكوكب، والإسهام البركاني ليس حدثا لمرة واحدة؛ وهو مصدر مستمر للمعادن لا يزال يغذيها اليوم.
وبالإضافة إلى الينابيع الساخنة، أودعت الانفجارات البركانية المتفجرة طبقات من الرماد والثعب مباشرة إلى الأحواض، وهذه الرواسب البركانية رديئة للغاية وطبيعية بسرعة، مما أدى إلى إطلاق محتوى المعادن في المياه الجوفية المحلية، وعلى مدى ملايين السنين، أصبحت هذه الرواسب البركانية متداخلة مع طبقات الملح، مما زاد من تعقيدها وثرائها في سجل الرواسب.
Weathering and Erosion: The Great Liberators of Minerals
وحالما تكون الحاوية التكتونية موجودة وتنشأ إمدادات المعادن، فإن الخطوة التالية هي الانهيار الفيزيائي والكيميائي لصخور المصدر، ويختلف الطقس في أتاكاما عن معظم البيئات الأخرى، ولأن المياه السائلة قليلة جدا، فإن الطقس الكيميائي بطيء، غير أن الطقس الفيزيائي - الذي يحركه تقلبات درجات الحرارة القصوى بين النهار والليل، والنمو البلوري للملح في الشقوق، والرياحية القوية أحيانا.
الصخور على المنحدرات العميقة من الأنديز تُكسر في أجزاء من الشظايا بسبب تهجيرها خلال الليالي الباردة والتوسع الحراري خلال الأيام الساخنة، وهذه الشظايا تنهار من خلال الجاذبية، وتُشكل منحدرات صلبة ومعجبات من جميع المناطق في قاع الجبال، فغالطات الفيضان الحاد، وإن كانت نادرة، يمكن أن تنقل كميات هائلة من هذه الرواسب إلى أرضية الواحدة.
إن الجانب الكيميائي من التجويع، وإن كان بطيئا، هو أمر بالغ الأهمية، إذ أن ثاني أكسيد الكربون الذي انحل في مسرطبة محدودة من التربة يشكل حمضاً كربونياً ضعيفاً يهاجم ببطء الفلفل وغيره من المعادن السحلية، وهذه العملية ستطلق الصوديوم والكالسيوم وأيون البوتاسيوم إلى حل، وبالمثل، فإن تفكك المعادن السولفية في الصخور البركاني ينتج حامافر الكيميائيا.
النقل الترسباتي: الأنهار، والوانان الغرينية، وتدفق المياه الجوفية
ولا تظهر المعادن المتفرقة والمنفصلة في الحوض فحسب، بل يجب نقلها هناك، فآليات النقل الرئيسية في أتاكاما هي الأنهار الرصفية، وتدفق المياه الجوفية، والرياح، والأنهار الدائمة غير موجودة تقريبا في النواة الفائقة، ولكن خلال أحداث التهطال النادرة، تطفأ المياه من الأنديز، وتحفر أغطية عميقة، وترسب الرواسب كجميع التهاب.
وهذه المعجبات الغرينية هي سمات رئيسية، فهي تتألف من مقابر ورملي قزحية بالقرب من جبالها، وتتحول إلى صوارير وبقايا أكثر تبعد عن الحوض، وتتحول رسوبيات الأساور إلى طبقات مياه جوفية، وتخزن المياه الجوفية التي تهتز ببطء نحو مركز الحوض، وتستمر المياه الجوفية في حل المعادن من الرواسب المحيطة، وتتحول تدريجيا إلى مياه جوفية.
إن تدفق المياه الجوفية هو في الواقع آلية النقل المهيمنة للمصنوعات الصلبة في أتاكاما، وحتى عندما يكون السطح جافاً من العظام، فإن طبقات المياه الجوفية تتجه ببطء ولكن بشكل مطرد نحو المياه الجوفية المتجهة نحو الصقور، وهذا التدفق تحت سطح الأرض هو ما يحافظ على الشقق الملحية خلال فترات الجفاف الطويلة بين أحداث الفيضانات السطحية النادرة، وقد يؤدي بطء حركة المياه الجوفية المستمرة إلى التركيز التدريجي للألويات على مدى آلاف السنين.
The Hyperarid Climate: The Engine of Evaporation
بدون التهرب الشديد، لن يكون هناك شقق ملحّة، إنّ مناخ (أتاكاما ديزيرت) الفائق السرعة هو أهم عامل واحد في تركيز المعادن المذوبة التي تُجلب إلى الأحواض، ومتوسط التهطال السنوي في قلب الصحراء أقل من 1 ملليمتر، بينما تتعدى معدلات التبخر المحتملة 000 3 ملليمتر في السنة.
إن الإجلاء ليس عملية بلطف في هذه البيئة، فالإشعاع الشمسي المكثف، والرطوبة المنخفضة، والرياح الثابتة تجمع بين التدفق بمعدل من أعلى المستويات على الأرض، ويمكن أن تفقد المياه السطحية السطحية، عند وجودها، عدة ملليمترات من العمق في اليوم، بل إن المياه الجوفية القريبة من السطح ترتفع بفعل الكبسولة، وتوفر إمدادات مستمرة من الرشاوى إلى منطقة التبخر في قمة الرواسب.
والنتيجة هي عملية كسر، حيث أن التهرب من الرشوة، وتهيج المعادن المختلفة في تسلسل يمكن التنبؤ به استنادا إلى سميتها، وأقل المعادن رهينة - هي كربونات الكالسيوم، والكبريتات الكالسيومية (الجوز) - وهي أول طبقة مثبتة على هامش الصومعة، حيث لا يزال التحلل يتركز على نحو أكبر.
كيميائيّة ثورةِ برين
إن تسلسل التهطال المعدني في صخرة التبخر هو مثال كلاسيكي على التفريق الرسوبي الكيميائي، فالماء الذي يدخل أحواض أتاكاما ليس نقيا؛ وهو يحمل مزيجا معقدا من الأيون المعزولة المستمدة من طقس الصخور البركانية والرسوبية، وأكثرها وفرة هي التربة والكالسيوم والمغنزيوم والبوتات.
ومع تقدم التبخر، تتطور الرنة عبر عدة مراحل كيميائية مختلفة، وفي المرحلة المبكرة، تجمع الكالسيوم والكربونات لتشكل الحاسبات (CaCO3)، وتزيل الكالسيوم والكربونات من الحل، وبعد استنفاد البوترات، تبدأ كلاسيوم والكبريتات في الهيمنة على مادة كربون (CaSO4) H2O) ويزيل هذا الكالسلف الإضافي.
أما التحلل المستمر فيؤدي إلى تهيؤ الهاليت (ناكل)، والمعادن الغالبة في معظم الشقق الملحية، وتهيج الهاليت يزيل الصوديوم وكلوريد بكميات كبيرة، ولكن لا يزال الرشوة تحتوي على كميات كبيرة من المغنيزيوم والبوتاس والكبريت والعناصر القيمة لليثيوم، وفي المراحل الأخيرة من التهرب، توجد معادن أكثر غرابة مثل السيل(2).
إن تطور البروتين هذا ليس عملية خطية بسيطة، فالفيضانات الموسمية ودورات التجفيف، والتغيرات في تركيبة المياه القادمة، والخلط بين مصادر المياه الجوفية المختلفة كلها عوامل معقدة، والشقق الملحي الناتج هو وديعة متجانسة، مع وجود مناطق مختلفة من التركيبات المعدنية تعكس تاريخ المدخلات المائية وظروف التبخر على مدى آلاف السنين.
The Living Salt Flat: Seasonal and Long-Term Dynamics
وقد تبدو الشقة الملحية ثابتة وغير صالحة للحياة، ولكنها في الواقع نظام دينامي يتغير على نطاق زمني متعدد، وعلى أساس موسمي، حتى كمية التهطال الصغيرة التي تقع في أتاكاما يمكن أن تحدث تغيرات طفيفة في السطح، حيث يمكن أن تحل الأمطار الخفيفة أو الضباب البلورات الملحية التي تشكل طبقة رشيقة مشبعة تتحول في نهاية المطاف إلى صيغة مفصّلة.
في فترات زمنية أطول، تُردّ الشقة الملحية إلى التحولات المناخية، وخلال فترات البلوفي، عندما يكون التهطال في المرتفعات أعلى، وتدفقات المياه أكثر في الحوض، وارتفاع مستوى الرشوة، وهذا قد يجعل القشرة الملحية تذوب جزئياً، ثم تُبدد طبقة مُدخّلة أكثر سميكة وضخمة، وخلال فترات التقلب المفرط، تهبط مستويات المياه السطحية.
كما أن هناك عنصرا بيولوجيا في الديناميات المسطحة للملح، فال الكائنات الدقيقة، بما فيها البكتيريا (المحبة للملح) والأثرية، التي تزدهر في الرصيف وفي القشرة المالحة، وهذه الكائنات العضوية يمكن أن تؤثر على التذكير بالسموم، وتتسارع أو تثبط التهيج المعدني.
دور تدفق المياه الجوفية والتدفق
ويخضع ميزان المياه في شقة الملح لتداخل التدفق والتدفق الخارجي، ويأتي التدفق من مصدرين رئيسيين هما: الجرعة السطحية من أحداث الأمطار المتكررة في الجبال المحيطة، وتدفق المياه الجوفية من طبقات المياه الجوفية الإقليمية، والمياه الجوفية هي المصدر الأكثر اتساقا وأهمية من حيث الحجم، مما يوفر إمدادات مطردة من المعادن المذوبة حتى خلال فترات الجفاف الطويلة.
ويحدث تدفق المياه من القوس تقريبا عن طريق التبخر، ففي بعض الأحواض قد يكون هناك تسرب طفيف للمياه الجوفية من خلال الرواسب الأساسية، ولكن في حوض ثابت يعمل بشكل سليم، لا يُذكر هذا التسرب، وقد تستمر سماحية الارتفاعات في المياه مع مرور الوقت حيث يتم التخلص من المياه عن طريق التبخر وتجميع كميات أكثر من الصلب المذوب في المياه الجوفية.
ومعدل تراكم الملح غير ثابت، وهو يعتمد على تركيز الصلبات المذوبة في المياه المتدفقة، ومعدل تدفق المياه الجوفية، ومعدل التبخر، وفي سالار دي أتاكاما، قدر متوسط معدل تراكم الملح بنحو 1 إلى 2 ملم سنويا، ولكن هذا المعدل تراوح بمرور الوقت مع تغير الظروف المناخية، حيث تراوحت هذه الكميات من الملح سنويا بين 1 إلى 2 ملم.
مقارنة مع النظم العالمية الأخرى لشعلة الملح
وفي حين أن شقق أملاح أتاكاما مُذهلة، فإنها ليست فريدة، وتوجد سمات مماثلة في مناطق أخرى من العالم تُدار بسرعة كبيرة، بما في ذلك نهر اللحي العظيم في أوتاه، وسالار أويوني في بوليفيا، وحوض تنظيم القاعدة في تيبت، ولكل من هذه النظم خصائصها الخاصة المتميزة، التي تتشكل من الجيولوجيا المحلية والمناخ وتاريخ التكتون.
أما سالار أويوني في بوليفيا فهو أكبر شقة ملح على الأرض، تغطي أكثر من ٠٠٠ ١٠ كيلومتر مربع، وهو يشكل في بيئة مماثلة من التكتون - وهو حوض مغلق في مرتفع الأنديز - ولكنه يتلقى مزيدا من التهطال من حوض الأمازون، مما يؤدي إلى الفيضانات الموسمية التي تؤدي إلى إحداث الأثر المرآة الشهير، كما أن " السلم من يوني " يخضع أيضا لروادة كيميائية ضخمة من نوع " سالاما " .
وعلى النقيض من ذلك، شكلت مشعلات بونيفيل سالت في أوتاه في مناخ مختلف إلى حد كبير، وهي بقايا لبحيرة بونيفيل التي تبخرت في نهاية العصر الجليدي الأخير، وقد سمحت القشرة الملحية هناك بتكديسها بشكل غير عادي وأكثر مواسم، مما يعكس مناخا شبه قاري بدلا من المناخ الفائق، وتميزت أحواض أملاح أتاكاما في فتراتها القصوى.
ويساعد فهم هذه المقارنات العالمية على تفسير علماء الجيولوجيين لتاريخ رواسب أتاكاما والتنبؤ بكيفية استجابتهم للتغيرات المناخية في المستقبل، وكل شقة الملحية محفوظة فريدة من نوعها للتاريخ البيئي، ولكنهم جميعا يشاركون في نفس العمليات الأساسية للتراكم الرسوبي والتركيز التناظري والتهيؤ المعدني.
التفاعل البشري: التعدين والمياه والأثر البيئي
إن الشقق الملحية في أتاكاما ليست مجرد عجائب علمية؛ بل هي أيضا موارد اقتصادية قيمة، كما أن الأفران الغنية بالليثيوم الواقعة تحت سالم أتاكاما هي مصدر رئيسي للليثيوم في سوق البطاريات العالمية، كما أن عمليات التعدين تضخ البراين وتسمح لها بالتبخر في بقاع كبيرة، وهي عملية تركز على الليثيوم إلى مستويات ملائمة للاستخراج.
ويتطلب استخراج رشاش الليثيوم إزالة كميات كبيرة من المياه الجوفية، مما قد يعطل التوازن الهرمي الحساس في السارق، ويمكن أن يؤثر انخفاض مستوى الرشوة على النظم الإيكولوجية المحلية التي تعتمد على الرصيف الضحل وينابيع المياه العذبة على هامش الشقة الملحية، كما أن معدلات الإفراق تعتمد على الروبيانات الرخامية وغيرها من الكائنات الحية التي تزدهر في المياه الجوفية السطحية.
وبالإضافة إلى الليثيوم، تم تطهير شقق أملاح أتاكاما من أجل المزخرات وأملاح البوتاسيوم والملح المشترك، وقد أدى استخراج هذه المعادن إلى تغيير سطح الصلاّر، وتركها وراء البراعم المهددة والطرق وغيرها من الهياكل الأساسية، ومع استمرار تزايد الطلب العالمي على الليثيوم، فإن إيجاد توازن بين استخراج الموارد وحماية البيئة سيزداد أهمية.
الاستنتاج: استمرار ظاهرة تراكم الرواسب
إن الشقق الملحية في صحراء أتاكاما هي شهادة على قوة العمليات الجيولوجية البطيئة والمستمرة، وعلى مدى ملايين السنين، فإن التراكم المستمر للودائع الرسوبية، إلى جانب الظروف المتصاعدة للغاية، قد حوّل الصخر العادي إلى مشهد واسع وثري بالمعادن، كما أن قصة تكوينها مكتوبة في طبقات الملح، وقصة الكيمياء في الأحواض نفسها، وشكل البيئة الفريدة.
For further reading on the geology of evaporite deposits, the U.S. Geological Survey provides extensive resources on mineral resources and sedimentary processes. Additionally, research from the Geological Society of London offers deep insights into the tectonic and climatic controls on basin interested