سنگ آذرین: سنگ‌های بنیادین سیارهٔ زمین
سنگ‌های آذرین چگونه تشکیل می‌شوند؟
همه چیز از اعماق زمین شروع می‌شود. در زیر پوستهٔ جامد زمین، لایه‌ای داغ و نیمه‌مذاب به نام گوشته وجود دارد. گاهی به دلیل گرما و فشار بسیار زیاد، سنگ‌های گوشته ذوب شده و ماده‌ای مذاب به نام ماگما را به وجود می‌آورند. ماگما، چون سبک‌تر از سنگ‌های اطراف خود است، به سمت بالا حرکت می‌کند. حالا دو اتفاق می‌تواند بیفتد:
- اگر ماگما قبل از رسیدن به سطح زمین، درون پوسته سرد و جامد شود، سنگ‌های آذرین درونی یا نفوذی مانند گرانیت را تشکیل می‌دهد. این فرآیند بسیار کند (گاهی میلیون‌ها سال) اتفاق می‌افتد و به بلورهای معدنی فرصت می‌دهد تا بزرگ و درشت شوند.
- اگر ماگما از طریق شکستگی‌های پوسته راهی به بیرون پیدا کند و به صورت لاوا از آتشفشان فوران کند، در تماس با هوای سرد یا آب، به سرعت سرد و جامد می‌شود. این سنگ‌های آذرین خارجی یا آتشفشانی، مانند بازالت، هستند. چون زمان برای رشد بلورها نیست، این سنگ‌ها اغلب ریزبلور یا حتی شیشه‌ای هستند.
یک مثال ساده: فرض کنید یک قابلمه شکلات را ذوب کرده‌اید. اگر آن را آرام آرام سرد کنید، شکلاتِ جامدِ به دست آمده، بلورهای درشتی خواهد داشت (مثل گرانیت). اما اگر همین شکلات مذاب را سریعاً داخل فریزر بگذارید، شکلاتی صاف و یکدست با بلورهای ریز یا بدون بلور به دست می‌آورید (مثل بازالت).
انواع سنگ‌های آذرین و ویژگی‌های آن‌ها
سنگ‌های آذرین را عمدتاً بر اساس دو معیار بافت (اندازه و آرایش بلورها) و ترکیب شیمیایی (نوع کانی‌های موجود) دسته‌بندی می‌کنند. جدول زیر نمونه‌های مهم را نشان می‌دهد.
| نوع سنگ | محل تشکیل | بافت (اندازه بلور) | رنگ | مثال‌های متداول |
|---|---|---|---|---|
| گرانیت (Granite) | درونی (نفوذی) | درشت‌بلور | روشن (صورتی، خاکستری) | سنگ قبر، کفپوش |
| بازالت (Basalt) | خارجی (آتشفشانی) | ریزبلور | تیره (سیاه، خاکستری تیره) | سنگ فرش خیابان‌ها |
| پومیس (Pumice) یا پوکهٔ معدنی | خارجی (آتشفشانی) | متخلخل/شیشه‌ای | خاکستری روشن | ساینده، مصالح ساختمانی سبک |
| گابرو (Gabbro) | درونی (نفوذی) | درشت‌بلور | تیره | معمولاً در کف اقیانوس‌ها یافت می‌شود |
| اُبسیدین (Obsidian) | خارجی (آتشفشانی) | شیشه‌ای | سیاه (شیشهٔ آتشفشانی) | در گذشته برای ساخت ابزار تیز استفاده می‌شد |
کانی‌های سازنده و ترکیب شیمیایی
ترکیب شیمیایی ماگما تعیین‌کنندهٔ نوع کانی‌هایی است که پس از سرد شدن تشکیل می‌شوند. به طور کلی، سنگ‌های آذرین به دو گروه اصلی از نظر ترکیب تقسیم می‌شوند:
- فلسیک (Felsic): این سنگ‌ها سرشار از سیلیس (SiO2)، آلومینیوم، پتاسیم و سدیم هستند. رنگ آن‌ها معمولاً روشن (صورتی، خاکستری، سفید) است. مثال بارز آن گرانیت است که عمدتاً از کانی‌های کوارتز و فلدسپات تشکیل شده است.
- مافیک (Mafic): این سنگ‌ها مقدار کمتری سیلیس و مقدار بیشتری آهن و منیزیم دارند. به همین دلیل رنگ آن‌ها تیره (سیاه، سبز تیره، خاکستری تیره) است. مثال بارز آن بازالت و گابرو است که سرشار از کانی‌های الیوین و پیروکسن هستند.
برای درک بهتر، می‌توانیم از یک فرمول ساده شده برای نشان دادن درصد سیلیس استفاده کنیم. اگر فرض کنیم یک نمونه سنگ دارای 60% سیلیس باشد، احتمالاً جزو گروه فلسیک است:
سنگ‌های آذرین در زندگی روزمره و صنعت
شاید ندانید، اما سنگ‌های آذرین همه جا در اطراف ما هستند و کاربردهای فراوانی دارند:
- ساختمان‌سازی و دکوراسیون: از گرانیت که بسیار بادوام و مقاوم است، برای ساخت نمای ساختمان‌ها، کفپوش، سنگ قبر و حتی پیش‌خوان (کاونتر) آشپزخانه استفاده می‌شود. بازالت خردشده نیز به عنوان مصالح زیرسازی جاده‌ها و بتن به کار می‌رود.
- ابزارهای ساینده و تمیزکننده: پوکهٔ معدنی (پومیس) که سنگی متخلخل و سبک است، در صنایع برای سمباده زدن، تولید خمیردندان‌های سفیدکننده و حتی شستشوی شلوار جین (سنگ‌شور) استفاده می‌شود.
- کشاورزی: سنگ‌های بازالتی خردشده به عنوان یک کود طبیعی غنی از مواد معدنی به خاک اضافه می‌شوند تا حاصلخیزی آن را افزایش دهند.
- تاریخ و باستان‌شناسیمثال علمی: انسان‌های اولیه از ابسیدین، که لبه‌های بسیار تیز و برنده‌ای دارد، برای ساخت سرنیزه، چاقو و ابزارهای برش استفاده می‌کردند.
اشتباهات رایج و پرسش‌های مهم
پاسخ: خیر. این یک اشتباه رایج است. سنگ‌های دگرگونی مانند مرمر یا کوارتزیت نیز می‌توانند بسیار سخت و متراکم باشند. منشأ تشکیل (ماگما در مقابل حرارت و فشار) است که سنگ‌ها را از هم متمایز می‌کند، نه فقط سختی آن‌ها.
پاسخ: هر دو یک ماده هستند اما ماگما به مواد مذاب داخل زمین گفته می‌شود، در حالی که لاوا نامی است که پس از فوران و رسیدن این مواد مذاب به سطح زمین به آن داده می‌شود. به زبان ساده: ماگما زیر زمین است، لاوا روی زمین.
پاسخ: الماس خود یک کانی است، نه یک سنگ. اما درون سنگ‌های آذرین خاصی به نام کیمبرلیت (Kimberlite) که از اعماق بسیار زیاد زمین منشأ می‌گیرند، یافت می‌شود. بنابراین می‌توان گفت الماس درون یک سنگ آذرین تشکیل می‌شود.
پاورقی
2لاوا (Lava): ماگمایی که از دهانهٔ آتشفشان خارج شده و بر سطح زمین جاری می‌شود.
3فلسیک (Felsic): از ترکیب کلمات فلدسپات (Feldspar) و سیلیکا (Silica) گرفته شده است و به سنگ‌های غنی از این مواد اشاره دارد.
4مافیک (Mafic): از ترکیب کلمات منیزیم (Magnesium) و آهن (Ferric) گرفته شده است و به سنگ‌های غنی از این مواد اشاره دارد.
5پومیس (Pumice): یک سنگ آذرین متخلخل و بسیار سبک که در اثر فوران‌های آتشفشانی انفجاری و خروج سریع گازها از لاوا تشکیل می‌شود.