إن التهاب هو عملية جيولوجية أساسية تقوم على إعادة تشكيل سطح الأرض باستمرار بكسر الصخور والمعادن من خلال التفاعلات المادية والكيميائية والبيولوجية، وهي الخطوة الأولى في دورة الصخور، وتحويل حجر الأساس الصلب إلى رسوب، التي تشكل في نهاية المطاف صخور جديدة، والتربة، والمناظر الطبيعية، وبدون التجويف، لن تتطور الجبال، ولن تتحول سطح الأرض إلى سطح الأرض، بل ستؤدي إلى سطح الأرض.

أنواع الطقس

ويصنف التخثر في ثلاث فئات رئيسية هي: المواد الفيزيائية والكيميائية والبيولوجية، وكثيرا ما تعمل هذه العمليات معا، وتسريع الانهيار في معظم البيئات، ويتوقف هذا النوع المهيمن على المناخ وتكوين الصخور والنشاط البيولوجي، ويدرس كل نوع بتعمق.

الطقس الفيزيائي

ويشمل الطقس المادي تفكك الصخور في شظايا أصغر دون أي تغيير في تركيبتها الكيميائية، وهي تحركها قوى ميكانيكية تزيد من مساحة السطح، مما يجعل الصخور أكثر عرضة للهجوم الكيميائي، وتشمل العمليات الرئيسية ما يلي:

تجميد - العمل

وترتفع درجة الحرارة إلى ما دون التجميد، حيث ترتفع المياه بنسبة 9 في المائة، مما يؤدي إلى ضغط هائل يصل إلى عدة ميغاباسكال على الصخرة المحيطة، وتزيد دورات التجميد والثبات التي تفصل الكسور القائمة، وتفصل الصخرة في نهاية المطاف، وتشهد هذه العملية نشاطاً خاصاً في المناطق القطبية والألبية حيث تتسارع درجات الحرارة الداجنية إلى نقطة التجميد(ز).

الإجهاد الحراري والتخزين

فالروك يتوسع عندما يبرد ويعقد عندما يبرد، ففي صحر قاحلة، يمكن أن يؤدي التدفئة النهارية المكثفة إلى زيادة الطبقة السطحية بسرعة أكبر من المناطق الداخلية، مما يسبب الإجهاد، ويؤدي هذا الإرهاق إلى التخصيب، وقطع صحائف الصخور الرقيقة، وقد تؤدي حرائق الغابات أو حتى الإضراب عن البرق إلى صدمة حرارية مماثلة، كما أن المعادن التي تنطوي على أوجه تفكك مختلفة من الإجهاد الحراري (مثل).

التفريغ والتخميد

وعندما تُزال الصخرة المغمورة بالتآكل، يُخفض الضغط على الصخرة الأساسية، وتتوسع الصخرة وتمتد الكسور إلى السطح، وهي عملية تسمى النسيج أو التطهير، مما يخلق نواة كبيرة من المكشوفين تقطع عبر الزمن، وتشمل عوارض التخصيب نصف دوم في حديقة يوسيميت الوطنية وجبل الحجر في جورجيا بالولايات المتحدة الأمريكية.

النمو الكريستالي في البخار والسلة

الرمال التي تحركها الرياح والرواسب التي تحمل الماء والجليد الجليدي كل أسطح الصخور البخارية، وتضعها جسدياً في البيئات الساحلية والقاحلة، وتهيمن البلورات الملحية من المياه المتبخرة داخل مسامير الصخور، ومع نمو البلورات، فإنها تضغط على الجدران القطبية، وتخلق كسوراً صغيرة (الزراعة الملحية)، وهذا عامل رئيسي في الرذاذوق.

الرش الكيميائي

ويغير طقس المواد الكيميائية الهيكل الداخلي للمعادن من خلال ردود الفعل الكيميائية، التي كثيرا ما تكون مائية وأكسجين وأحماض، وهي أكثر فعالية في المناخات الدافئ والرطوبة، ويحول المعادن الأولية إلى معادن ثانوية (مثلا، الطحالب) وأملاح قابلة للذوبان، وتشمل العمليات الرئيسية ما يلي:

التحلل الهيدرولي

وتتفاعل المياه مع المعادن السحلية مثل الفلفل من نوع " الفلفل " لتكوين المعادن الطينية والأيون المعزولة، وعلى سبيل المثال، فإن تحلل الأرثوسلافي يُنتج طينات الكاولينيت، وأيون البوتاسيوم، والسيلويكا، وهذا الرد حاسم بالنسبة لتكوين التربة ويُشكل وفرة للطخ في التربة الاستوائية.

الاختناق

Oxygen dissolved in water reacts with iron-bearing minerals like pyrite or olivine. Iron oxidizes from Fe2+ to Fe]3+, forming hematite or limonite, which give rocks a reddish or range.

الكربون والحلول

(د) ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي يذوب في مياه الأمطار، وينتج حمض الكربون الضعيف (H2]CO3) ويختفي هذا الحمض مع المعادن الكربونية مثل الكالستينية في الحجر الجيري والرخام، ويحلها.

الهيدرولوج والتشييد

ويمكن أن تترابط الجزيئات المائية مباشرة مع البلورات المعدنية، مما يجعلها تتضخم وتضعف )التنسل( وفي النظم البيولوجية، تولد الأحماض العضوية بواسطة الليشن والفطريات، وقطع المعادن )المزدحمسة( وتستخرجها من المعادن، وهذه العملية فعالة بوجه خاص على سطح الصخور المعرضة حديثا وتتسارع في الطقس في المناطق الحرجية.

الطقس البيولوجي

وتسهم الكائنات الحية في التجويع عن طريق الوسائل الميكانيكية والكيميائية، بل إن أصغر الميكروبات يمكن أن يكون لها تأثير تراكمي على مر الزمن، وتشمل العوامل الرئيسية ما يلي:

رووت النباتات ودفن الحيوانات

وتنمو جذور الأشجار إلى شقوق قائمة وتتوسع وتمارس ضغوطا تصل إلى 1-2 من الفول السوداني لتفتيش المزلاجات، حيث تهكم جذورها على مدى عقود، وتفتت تدريجياً الصخور المزروعة، وتزدهر الحيوانات (مثل دودة الأرض والقضبان والنمل) وتنزع التربة وتشتت الصخور، وتكشف عن أسطح جديدة لزيادة تهجير الكيماويات.

النشاطات الدقيقة والليشنية

وتنتج هذه البيوت أنزيمات تكسر المعادن من المغذيات، وتشترك البكتيريا في ردود فعل للتأكسد والحد من الأكسدة التي تفكك الحديد والمعادن المنغنيزية، وتنتج فينغي أنزيمات تكسر المعادن من أجل الحصول على المغذيات، وتشترك البكتيريا في ردود فعل للتحلل من الأكسدة وتحلل المعادن من الحديد والمنغنيز.

الأثر البشري

وقد أصبحت الأنشطة البشرية - التعدين والبناء والزراعة والتلوث - عاملاً حيوياً هاماً في الإكراه البيولوجي، حيث أن الأمطار الغزيرة الناجمة عن الانبعاثات الصناعية تعجل بفك التلوث الكربوني، وتكشف الانتفاخات عن التربة الفرعية لتسارع الطقس، وتكسير أحجام ضخمة من الصخور وتفجرها، وتخفف من الانزلاق الطبيعي على نطاق زمني مضغط.

دور الطقس في دورة الجيولوجيا

إن التخصيب هو المهيأ الأساسي للتحات والترسيب، وهو يكسر الصخرة الصحيحة إلى الجسيمات القابلة للنقل، مما يتيح نقل الكتلة من المرتفعات إلى أحواض المحيطات، وهذه العملية ترتبط ارتباطا وثيقا بدورة الكربون الطويلة الأجل وبتنظيم الأرض المناخي.

تكوين التربة (المسببات)

وتتطور التربة حيث تختلط شظايا الصخور المجوَّلة بالعضوية والمياه والهواء بمرور الوقت، حيث يعتمد نوع التربة التي تشكل على المواد الأم، والمناخ، والطبوغرافيا، والكائنات العضوية، والزمن، ويسهل أن تؤدي عمليات التخصيب إلى زيادة المكوِّنات المعدنية، والحيلة، والنشاط البيولوجي الذي لا يُذكر، إلى زيادة الطين، كما في وادي نهر ميسيسيبي، إلى دعم الزراعة المكثفة.

Soil Horizons

ومع تطور العائدات المفاجئة، تتطور طبقات (أفق) متميزة، فإن الأفق (العضوية)، والأفق (الطوابع)، والأفق Ehorizon (المنشور)، والأفق باء (المنتجات المتراكمة والمعادن)، والأفق جيم (الروكة المزروعة) هي جميع منتجات التغيُّر في الطقس والنقل.

النقل والترشيح

وينتج التخصيب مواد غير صالحة تنقلها الجاذبية والماء والرياح والجليد، وبعد نقلها يتم إيداع الرواسب في بيئات جديدة: دلتا الأنهار، والتخيلات الغريبية، والشواطئ، والأساطير الجليدية، حيث يعكس تكوين الرواسب وحجمها، نظام التجويف، وعلى سبيل المثال، فإن الرواسب المدارية التي تُجرى في جو كيميائي غنية في الأرز والملادي.

على مدى ملايين السنين، يتم دفن الرواسب المودعة وتجميعها وترسيخها في صخور الرواسب مثل الحجر الرملي والشال والحجر، وبالتالي فإن الطقس هو مصدر كل الصخور الرسوبية الرطبة، ويوفر الأويون المفككة التي تهيمن الرواسب الكيميائية (مثلاً، الخناق، الكرز).

الأراضي

وتطفو النحاسات الرطبة على كل مقياس، وتختلف الطبقات الصخرية المقاومة في المناطق التي تبرز فيها الطبقات الأكثر مرونة، وتهدرها الطبقات المتطايرة، والآيساس، والهيوانات، وفي التضاريس الرمادية، تتحول الجولات الطفيلية إلى أحجار أساسية، وفي الحجر الليمائي، تُسهم في تفكك الكولات الجوية الفرعية ونظم الكهوف.

ومن الأمثلة الكلاسيكية على ذلك، نهر كولورادو الذي غزى من خلال طبقات صخرية كانت أول مرة طارت فيها ثم تتدهور، كما أن شكل الكعب الرملي الذي يتناوب مع المنحدرات الرقيقة من الشال هو تعبير مباشر عن مختلف المقاومة الطائشة، وبالمثل فإن أبراج الكارتة الدرامية في جنوب شرق آسيا هي بقايا من مخلفات سلسلة من حروق الأحجار الجيرية.

Weathering and the Global Carbon Cycle

إن طقوس المواد الكيميائية للمعادن المهددة تستهلك ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي على مر الزمن الجيولوجي، وقد يؤدي رد الفعل: كما أن الأشعة السينية الثالثة + ثاني أكسيد الكربون + سيو-2 إلى إزالة ثاني أكسيد الكربون من الهواء وإغلاقه إلى حجر الجير، وهذا الارتداد السلبي يساعد على تنظيم مناخ الأرض على مدى ملايين السنين، وعندما يؤدي التصفيحات إلى ارتفاع معدلات الحرارة في التربة، وتباطؤ معدلات التبريد.

العوامل المؤثرة في الطقس

وتختلف معدلات وأنواع التخصيب اختلافا كبيرا من مكان لآخر، والعوامل التالية هي الضوابط الرئيسية:

المناخ

فالتقلبات والتهطال هما أكثر المتغيرات تأثيرا، إذ أن معدلات طقس المواد الكيميائية تضاعف تقريبا لكل 10 درجات مئوية من درجات الحرارة (سلوك أرهينيوس)، ووفرة إمدادات المياه وتنقل منتجاتها، ونتيجة لذلك، تشهد الغابات الاستوائية المطيرة أسرع طقس كيميائي على الأرض، وفي المناطق الباردة أو القاحلة، يهيمن عليها طقس مالي بسبب تجليد وإجهاد الحراري.

نوع الصخرة والتصوير المعدني

وتختلف المعادن اختلافا كبيرا في أوجه الشك في الطقس، وتصنف سلسلة حل الذهب في فئة المعادن: طقس العولف والكالسيوم فيلدزبار أسرع، في حين أن الحجر مقاوم إلى حد بعيد، وتحلل ليمستون المياه الحمضية بسهولة؛ وتقاوم الغرانيت الهجوم الكيميائي ولكن الكسور جسديا، كما أن وجود المفاصل والطيران المخففة والكتلة يتحكم في الكائنات المائية.

التضاريس والمنحدرات

وتروج منحدرات البخار للهواء والحد من تسرب المياه وتطوير التربة، مما يبطئ من سرعة الطقس الكيميائي، وعلى النقيض من ذلك، تسمح المناطق المسطحة أو المتخلفة بتجميع المياه، ويزيد من مدة الهجوم الكيميائي، كما أن الجانب المنحدر يكتسي أهمية: فالمنحدرات الشمالية (في نصف الكرة الشمالي) تتلقى أقل من ضوء الشمس وتظل ماشية، مما يساعد على طقس المواد الكيميائية على العمليات المادية.

النباتات والالكائنات

وتثبيت النباتات التربة بالجذور بينما تنتج أيضاً أحماض عضوية تعجل بطقس المواد الكيميائية، وتميل الغابات إلى ارتفاع مستويات ثاني أكسيد الكربون في هواء التربة بسبب تذبذب الجذور، وتعزيز الكربون، وفي الأراضي العشبية، تشجع العشب العميق الجذور في أعماق الطقس، وعلى العكس من ذلك، فإن المناظر الطبيعية ذات الغطاء النباتي الشاحب تخضع لتأثير أبط للتربة، ولزيادة في الطقس المادي.

الوقت

فالتحليل عملية تدريجية، بل إن الصخور الأصعب تنهار في نهاية المطاف نظراً لما يكفي من الوقت، فالمناظر الطبيعية الشابة، مثل النطاقات الجبلية الحديثة الارتفاع أو الرصفات الجليدية المعرضة حديثاً، تظهر تجوّاً محدوداً، وتعاني المناظر الطبيعية القديمة، مثل العراء الاسترالي أو الدرع البرازيلي، من سموم عميقة (ترج) قد تمتد إلى عشرات مترات.

آثار الطقس على البشر والبيئة

وللتحليل آثار مباشرة وغير مباشرة على الأنشطة البشرية والهياكل الأساسية والنظم الإيكولوجية.

الزراعة وخصوبة التربة

ويعتمد المزارعون على التربة المجوّلة في إمدادات المغذيات مثل البوتاسيوم والفوسفور والمغذيات الدقيقة، غير أنه في التربة المدارية المُتجوّلة بشكل مكثف، قد تُسلَّم المغذيات بعيداً، مما يتطلب إدارة دقيقة (مثل الترسب والتشويش والتخصيب)، وعلى العكس من ذلك، فإنَّ التربة الصغيرة من الرماد البركاني أو الودائع المثلية تساعد في الانتقاء على نحو كبير.

الهندسة والإنشاءات

ويمكن أن يضعف التخثر في أسس البناء والطرق السريعة والجسور، وقد تتدهور الصخور التي كانت سليمة عندما يكون أول أربع مرات على مدى عقود بسبب الهجوم الكيميائي أو المادي، ويجري المهندسون اختبارات للدوافع مثل التجمّد ودوافع الكبريت للتنبؤ بالأداء الطويل الأجل، وتهدد الآثار التاريخية، مثل هرم الغيزا أو أكاديميات التلوث الأوروبية.

الأخطار الطبيعية

ويمكن أن يؤدي التجويع المكثف إلى حدوث منحدرات من الأراضي عن طريق تحويل صخرة قوية إلى تربة غنية بالجزر، وفي مناطق الكارست، قد يتسبب الانحلال في انهيار مفاجئ للثقوب المغرقة، ويضر بالممتلكات ويعرض حياة الناس للخطر، وبالإضافة إلى ذلك، تتآكل المواد المجوَّلة بسهولة، وتسهم في تدفق الطين أثناء الأمطار الغزيرة، ويستلزم تخطيط استخدام الأراضي رسم خرائط للمناطق المطلَّبة.

Climate Change Feedbacks

ومع ارتفاع درجات الحرارة العالمية، قد تزداد معدلات طقس المواد الكيميائية في المناطق الباردة حالياً (مثلاً ارتفاع خطوط العرض)، مما قد يؤدي إلى خفض انبعاثات ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي، مما يوفر تغذية عكسية سلبية تخفف من حرارة المناخ، غير أن النطاق الزمني لهذه التغذية المرتدة هو قرون تراوحت بين آلاف السنين، وهو بطيء للغاية في التعويض عن الانبعاثات البشرية المنشأ في الأجل القريب.

خاتمة

إن التخصيب أكثر بكثير من التحلل الصخري - وهو المحرك الذي يدفع تكوين التربة، ويشكل المناظر الطبيعية، وينظم المناخ على مر الزمن، ويدعم جميع الحياة البرية، ومن النشاط المجهري للبكتيريا إلى دورة الكربون العالمية، فإن طقوس الأرض الصلبة تربطها بمظاريفها السائلة، ويفهم العمليات والعوامل ونتائج عمليات تجهيزات الطقس التي تُستخدم في إدارة موارد التربة، ويضع هيكلاً أساسياً مراعياً.

For further reading, explore resources from the] ]U.S. Geological Survey, the] Encyclopaedia Britannica[FL:7]