سنگ: بنیاد ساختمانی طبیعت
سنگها: جهان زیر پای ما
سنگ چیست و چگونه تشکیل میشود؟
سنگ۱ جامدی طبیعی، غیرزنده و سخت است که از اجتماع و پیوند یک یا چند نوع کانی۲ به وجود آمده است. پوستهٔ جامد زمین (که روی آن زندگی میکنیم) و حتی بخشی از گوشتهٔ فوقانی از سنگ ساخته شدهاند. سنگها در اندازههای مختلفی از قطعات ریز (شن و ماسه) تا کوههای عظیم دیده میشوند.
سنگها همیشه ثابت نیستند. آنها در طول زمانهای بسیار طولانی (میلیونها سال) تحت تأثیر عوامل مختلفی مانند حرارت، فشار، فرسایش و رسوبگذاری قرار میگیرند و از یک نوع به نوع دیگر تغییر میکنند. این فرآیند مداوم، چرخهٔ سنگ۳ نامیده میشود. برای درک بهتر، میتوانیم بگوییم سنگها سه منشأ اصلی دارند: آذرین، رسوبی و دگرگونی.
| نوع سنگ | نحوه تشکیل | مثالهای آشنا | کانیهای مهم سازنده |
|---|---|---|---|
| آذرین | سرد شدن و جامد شدن مواد مذاب (ماگما۴ یا گدازه) | گرانیت (کفپوش و آشپزخانه)، بازالت (سنگپله بناهای قدیمی) | کوارتز۵، فلدسپات۶، میکا۷ |
| رسوبی | تهنشین و فشرده شدن رسوبات (مثل شن، خاک، صدف) در طی زمان | سنگآهک (سیمان)، ماسهسنگ (ساختمانهای تاریخی)، شیل۸ | کلسیت۹ (در آهک)، کوارتز (در ماسهسنگ) |
| دگرگونی | تغییر شکل سنگهای قبلی تحت حرارت و فشار بسیار بالا | مرمر (سنگ تزئینی)، سنگلوح (سقف و تختهسیاه قدیمی) | کلسیت (در مرمر)، میکا، کوارتز |
کانی: بلوکهای سازنده سنگ
سنگها از کانیها ساخته میشوند. کانی۲ یک مادهٔ طبیعی، جامد، غیرآلی و بلوری با ترکیب شیمیایی نسبتاً ثابت است. بیش از 5000 نوع کانی شناخته شده، اما تنها حدود 20 تا 30 کانی، بخش عمدهٔ پوستهٔ زمین را میسازند. کانیها را میتوان با ویژگیهایی مانند رنگ، سختی، جلای سطح و شکل بلورهایشان تشخیص داد.
مثلاً سنگ گرانیت که در آشپزخانههای مدرن زیاد میبینیم، معمولاً از سه کانی تشکیل شده است: دانههای صورتی یا خاکستری فلدسپات، دانههای شفاف و سخت کوارتز و صفحات ریز و براق میکا. سنگ ماسهسنگ ساختمانهای تاریخی شهر یزد هم عمدتاً از دانههای ریز کانی کوارتز ساخته شده که با یک مادهٔ سیمانمانند به هم چسبیدهاند.
سنگها در خدمت تمدن: از ابزار اولیه تا شهرهای امروزی
انسان از آغاز تاریخ از سنگ استفاده کرده است. ابتدا به عنوان ابزار (تیغه و چکش) و سلاح، سپس برای ساخت سرپناه و بعدها در بناهای عظیم و صنعت. امروزه سنگ به شکلهای مختلف، محیط زندگی ما را شکل میدهد.
- ساختمانسازی و معماری: از سنگتراشخورده برای نما، کف، ستون و تزئینات استفاده میشود. مرمر و گرانیت نمونههای لوکس هستند. آجر نیز از پختن خاک رس (که خود از فرسایش سنگها به دست میآید) ساخته میشود.
- تولید سیمان و بتن: سیمان، مادهای ضروری در ساختوساز، از پختن سنگآهک و خاک رس در کوره به دست میآید. بتن ترکیبی از سیمان، ماسه، شن و آب است.
- صنعت: از سنگها برای استخراج فلزات استفاده میشود. مثلاً سنگ معدن آهن، منبع تولید فولاد برای خودروها و اسکلتهای ساختمانی است.
- کشاورزی: خاک حاصلخیز از تجزیه و هوازدگی سنگها تشکیل میشود. برخی سنگها مانند فسفات به عنوان کود طبیعی کاربرد دارند.
- زیبایی و تزئین: سنگهای قیمتی و نیمهقیمتی مانند الماس، یاقوت، فیروزه و عقیق که در جواهرسازی استفاده میشوند، در واقع کانیهای زیبا و کمیاب هستند.
پرسشهای مهم و اشتباهات رایج
پاسخ: خیر. خاک مخلوط پیچیدهای از مواد معدنی (حاصل از خرد شدن سنگها)، مواد آلی (مانند بقایای گیاهان و جانوران)، آب و هواست. تشکیل خاک فرآیندی طولانیمدت است و بخش زنده و پویای طبیعت محسوب میشود.
پاسخ: خیر. سختی سنگها بسیار متفاوت است. سنگلوح یا گرانیت بسیار سخت هستند، در حالی که بعضی سنگهای رسوبی مانند شیل یا توف (سنگآتشفشانی نرم) به راحتی با دست خرد میشوند یا با چاقو بریده میشوند.
پاسخ: از نظر زمینشناسی، زغالسنگ یک سنگ رسوبی آلی محسوب میشود. چون از تجمع و فشرده شدن باقیماندهٔ گیاهان در طی میلیونها سال تشکیل شده است. اما برخلاف بیشتر سنگها، منشأ آن موجودات زنده بوده و به عنوان یک سوخت فسیلی شناخته میشود.
پاورقی
۱ سنگ (Rock): مادهٔ طبیعی جامد و سازندهٔ اصلی پوستهٔ زمین.
۲ کانی (Mineral): مادهای طبیعی، غیرآلی، بلوری و با ترکیب شیمیایی معین که سنگها از آن ساخته میشوند.
۳ چرخهٔ سنگ (Rock Cycle): فرآیند مداوم تغییر و تبدیل سنگها از یک نوع به نوع دیگر در طول زمان زمینشناسی.
۴ ماگما (Magma): مواد سیلیکاتی مذاب و داغ درون زمین.
۵ کوارتز (Quartz): کانی بسیار سختی با فرمول $SiO_2$ (سیلیس).
۶ فلدسپات (Feldspar): گروهی از کانیهای سیلیکاته، رایجترین کانی در پوستهٔ زمین.
۷ میکا (Mica): گروهی از کانیهای سیلیکاته دارای رخِ کامل (ورقورق میشوند).
۸ شیل (Shale): سنگ رسوبی رسی با دانههای بسیار ریز که لایهلایه است.
۹ کلسیت (Calcite): کانی اصلی سازندهٔ سنگآهک و مرمر با فرمول $CaCO_3$.
