عمليات الطقس: كيف تحول الصخرة إلى التربة

رائحه

وفي حين أن الترسب الجذري يصنف في كثير من الأحيان تحت طقس بيولوجي، فإنه عملية بدائية، وتنمو جذور النباتات، ولا سيما أشجار الأشجار، إلى شق في الصخرة، حيث تهتز جذورها، وتمزقها الصخرة إلى بعضها البعض، على غرار تقطيعها إلى حد بعيد، ولكن تدفعها النمو البيولوجي.

تربية الكيماويات: تعديل المكياج المعدني للروك

فالطقس الكيميائي يغير هوية الصخرة ذاتها من خلال التفاعل مع المعادن لتشكيل مواد جديدة أكثر استقراراً، فالماء هو العامل الأساسي، الذي كثيراً ما يقترن بغازات مذوفة مثل ثاني أكسيد الكربون والأكسجين، وتهيمن طقس المواد الكيميائية في مناخات دافئة ورطوبة، ومسؤول عن تكوين العديد من المعادن الطينية والمناظر الكارثة لمناطق الحجر الجيري.

التحلل الهيدرولي

والهيدروليك هو رد الفعل الكيميائي بين المعادن والمياه التي تؤدي إلى تكوين معادن جديدة، عادة ما تكون مائلة، والمثال الكلاسيكي هو طقس الفلفل، وهو معدن مشترك في الغرانيت، إلى طينات الكاولينيت، ويستهلك ردود الفعل أيون الهيدروجين من المياه ويطلقات البوتاسيوم القابل للذوبان، أو الصوديوم، أو أيون الكالسيوم.

الاختناق

ويتفاعل الأوكسجين المذوب في الماء مع المعادن التي تولدها الحديد مثل الطقوس والولفين والنيت الأحيائي، وهو أكسيد الحديدي الخصب أو الهيدروكسيد، الذي يعطي الصخور المطلية لون أحمر أو أصفر، والزراعة هي أكثر الأمثلة إلماماما، وهذه العملية تضعف هيكل الصخر وتبرز بشكل خاص في المناطق ذات المناخات الرطبة.

الكربون والحلول

ويستوعب الماء المطري بطبيعة الحال ثاني أكسيد الكربون من الغلاف الجوي والتربة، ويشكل حمض الكربون ضعيف، ويتفاعل هذا الحمض مع المعادن الكربونية، وخاصة الكالسيت في الحجر الليمائي والرخام، لإنتاج مركبات الكربون الكالسيوم القابلة للذوبان، كما أن المعادن تذوب وتُنقل في حلها، ويمكن أن يخلق الكربون الكهوف والثقوب في منطقة الكارتول المأساوية التي توجد في مناطق مثل كينتاكي.

كما ينطبق طقوس الحلاقة على المعادن الأخرى القابلة للذوبان، مثل الهليت (الملح الصخري) وغيبسوم، التي تذوب ببساطة في المياه، وهذه عملية أقل شيوعاً ولكنها مهمة محلياً.

Acid Rain and Anthropogenic Chemical Weathering

إن الأنشطة البشرية، ولا سيما حرق الوقود الأحفوري، وثاني أكسيد الكبريت وأكسيد النيتروجين في الجو، وهذه الغازات تتفاعل مع بخار الماء لتشكل حمض السلفية وحمض النتريك، مما يزيد بدرجة كبيرة من حمض التهطال، فالأمطار المحمصة تعجل بالطقس الكيميائي لصخور الكربونية ويمكن أن تلحق الضرر بالهياكل التي تصنع من الأحجار، مثل الآثار التاريخية.

الرش البيولوجي: المساهمة الحية

وتسهم الكائنات الحية، من البكتيريا الصغيرة إلى الأشجار الكبيرة، في التجوّل سواء من الناحيتين المادية أو الكيميائية، وكثيرا ما تدمج هذه الفئة الشاملة في الأجزاء المادية والكيميائية، ولكنها تستحق اهتماماً منفصلاً بسبب تأثيرها المتفشي.

الأشعة البيولوجية الفيزيائية

• Root growth:] As mentioned earlier, expanding roots in cracks can pry rocks apart.
• Burrowing animals:] Earthworms, moles, ants, and rodents mix and break up soil and rock fragments, exposing fresh surfaces to further weathering.
• Lichen expansion:] Lichens growing on rock surfaces can physically penetrate microfractures.

الرش البيولوجي الكيميائي

• Lichen and moss secretions:] Many lichens produce organic acids that dissolve minerals, contributing to the initial breakdown of bare rock surfaces. This is a key process in primary succession.
• Root exudates:] Plant roots release various organic compounds and acids that can chelate and dissolve mineral nutrients, facilitating both plant nutrition and chemical weathering.
• Microbial activity:] Bacteria and fungi can oxidize or reduce minerals, accelerate dissolution, and produce organic acids through metabolism.

ويكتسي الطقس البيولوجي أهمية خاصة في المراحل المبكرة لتكوين التربة على سطح الصخور الطازجة، مثل بعد ثورة بركانية أو معتكف جليدي.

العوامل الرئيسية التي تؤثر في عمليات جمع النفايات

ويعتمد نوع ومعدل الطقس في أي موقع معين على تفاعل معقد للمتغيرات البيئية، ويساعد فهم هذه العوامل على توضيح سبب اختلاف المناظر الطبيعية اختلافا كبيرا عبر الأرض.

Climate: The Dominant Control

فالتأقلم والرطوبة هما أهم العوامل المناخية، إذ يتسارع الطقس الكيميائي في ظروف دافئة ومبتلة لأن المياه هي العامل الرئيسي ومعدلات التفاعل الكيميائي التي تزداد بدرجة الحرارة، فالطقس الطبيعي، ولا سيما الرطب المتجمد، هو أكثر فعالية في المناخ البارد، وفي المناخ المتحرك الذي يتردد على دورات المنافذ، وفي الصحارى الجافة، فإن التجويف بطيء عموما، وإن كان التوسع الحراري ونمو البلورة الملحية أمراً هاماً.

نوع الصخرة والتصوير المعدني

الصخور ليست كلها بنفس المعدل، الصخور الشاذة مثل الغرانيت، التي تتألف أساساً من الهرّب والفلفلفل، مقاومة نسبياً لطقس الكيماويات لأنّه مستقر جداً، لكنّ الفيلق يمكنه في النهاية أن يهدأ إلى الذبح.

التضاريس والمنحدرات

كما أن المنحدرات النبيلة تشجع على سرعة تآكل المياه وتحللها، مما يزيل المواد الملوَّثة ويعرض الصخور الطازجة إلى التجوّل، مما يؤدي في كثير من الأحيان إلى تربات أرق، وتسمح المنحدرات النحيلة بالمياه بالتسلل، وزيادة طقس المواد الكيميائية، وتنمية التربة، كما أن الآفاق (وجه الوجوه المتفشية) هي الأخرى التي يمكن أن تُلقى المنحدرات الجنوبية في النصف الشمالي من الكرة الأرضية أكثر دفئاً وأكثر دفئاً وأكثر غموها.

الغطاء النباتي

فالنباتات والمواد العضوية تعزز الطقس بطرق عدة، وتكسر الرووتات ميكانيكيا الصخور، وتزيل المواد العضوية الأحماض وثاني أكسيد الكربون إلى التربة، مما يعزز الطقس الكيميائي، كما أن وجود قنابل نباتية يمكن أن يعتدل درجات الحرارة ورطوبة الفخ، ويخلق خلية صغيرة تصلح لطقس الطقس، وعلى النقيض من ذلك، تميل المناظر الطبيعية إلى الطقس بشكل أكثر بطئا.

الوقت

إن التسخين عملية بطيئة تعمل على مدى آلاف السنين إلى ملايين السنين، وكلما طالت فترة تعرض سطح الصخرة للعناصر، كلما ازداد الطقس، ومع ذلك، فإن معدل الطقس يمكن أن يتغير بمرور الوقت مع تطور سطح الصخرة في حالة تجويع أو مع تغير المناخ.

من روك إلى التربة: الدور المسبب للمرض في الطقس