عواملی که در خرد شدن سنگها اثرگذارند
هوازدگی فیزیکی: شکستن مکانیکی سنگها
هوازدگی فیزیکی به فرآیندی گفته میشود که در آن سنگها بدون تغییر در ترکیب شیمیاییشان، به قطعات کوچکتر خرد میشوند. این فرآیند عمدتاً در نتیجهٔ اعمال نیروهای فیزیکی رخ میدهد.
| عامل | شرح فرآیند | مثال عینی |
|---|---|---|
| انبساط و انقباض ناشی از گرما و سرما | سنگها از کانیهای مختلف با ضریب انبساط متفاوت ساخته شدهاند. گرمای روز باعث انبساط آنها و سرمای شب باعث انقباض میشود. این چرخههای مکرر در نهایت باعث خستگی۵ و ترکخوردگی سنگ میشود. | در بیابانها که اختلاف دمای روز و شب ممکن است به 40 درجه سانتیگراد برسد، پوستهپوسته شدن سنگها به وضوح دیده میشود. |
| انجماد و ذوب آب | وقتی آب به درون ترکهای سنگ نفوذ میکند و منجمد میشود، حجم آن حدود 9% افزایش مییابد. این افزایش حجم فشار بسیار زیادی به دیوارههای ترک وارد کرده و سنگ را میشکافد. | شکافتن سنگفرش خیابانها در زمستانهای سرد یا تشکیل تالوس۶ در پای کوهستانها. |
| رشد بلورهای نمک | آب شور به درون سنگ نفوذ میکند. با تبخیر آب، بلورهای نمک در منافذ سنگ تشکیل میشوند. رشد این بلورها، مشابه یخ، فشار از درون به سنگ وارد میکند. | تخریب سنگنماهای ساختمانها در نزدیکی دریا یا مناطق بیابانی با خاک شور. |
| فشار زدایی | سنگهای عمقی که تحت فشار زیاد لایههای فوقانی تشکیل شدهاند، با فرسایش این لایهها و کاهش فشار، به سمت بیرون منبسط شده و به صورت لایهلایه جدا میشوند. | پوستهپوسته شدن سنگهای گرانیتی در کوههای مرتفع، شبیه پوست پیاز. |
هوازدگی شیمیایی: دگرگونی ترکیب سنگ
هوازدگی شیمیایی زمانی رخ میدهد که ترکیب شیمیایی سنگها تغییر کند و به موادی با ثبات بیشتر در شرایط سطح زمین تبدیل شوند. آب و اکسیژن نقش اصلی را در این فرآیند ایفا میکنند.
| نوع واکنش | شرح فرآیند | اثر بر سنگ |
|---|---|---|
| اکسیداسیون۷ | واکنش اکسیژن با کانیهای موجود در سنگ، به ویژه آنهایی که حاوی آهن هستند. این واکنش اکسید تولید میکند که ضعیفتر و نرمتر است. | سنگهای حاوی آهن رنگ قرمز یا قهوهای به خود میگیرند (زنگزدگی) و سست میشوند. فرمول ساده: $4Fe + 3O_2 \rightarrow 2Fe_2O_3$ |
| حلشدگی۸ | بعضی از کانیها، مانند کلسیت۹ (سنگ آهک)، مستقیماً در آب باران که کمی اسیدی است حل میشوند. | ایجاد غارهای آهکی و حفره در سطح سنگهای آهکی. فرمول: $CaCO_3 + H_2O + CO_2 \rightarrow Ca(HCO_3)_2$ |
| هیدرولیز۱۰ | واکنش شیمیایی بین کانیهای سیلیکاته۱۱ (مانند فلدسپات۱۲) و یونهای هیدروژن موجود در آب اسیدی. این واکنش کانیهای رسی۱۳ و نمکهای محلول تولید میکند. | تبدیل گرانیت سخت به کانیهای رسی نرم، که پایهٔ اصلی تشکیل خاک است. |
نقش مؤثر موجودات زنده در خردایش سنگها
گیاهان، جانوران و حتی میکروارگانیسمها به طرق مختلف در خرد کردن سنگها مشارکت دارند. این فرآیند که هوازدگی زیستی۱۴ نامیده میشود، اغلب ترکیبی از عوامل فیزیکی و شیمیایی است.
ریشههای گیاهان: ریشههای درختان و گیاهان دیگر بهطور فیزیکی به درون ترکهای سنگ نفوذ کرده و با رشد خود، آنها را گستردهتر میکنند. این عمل مشابه گوهای است که برای شکافتن چوب استفاده میشود.
جانوران حفار: کرمهای خاکی، مورچهها و جوندگان با حفر تونلها یا لانه، سنگهای کوچک را جابهجا کرده و مسیر را برای نفوذ آب و هوا به لایههای زیرین سنگ بستر۱۵ هموار میکنند.
میکروارگانیسمها: باکتریها و قارچها با ترشح اسیدها و مواد شیمیایی مختلف، باعث تجزیهی شیمیایی کانیهای سنگ میشوند. برای مثال، باکتریهای اکسیدکنندهٔ گوگرد، اسید سولفوریک تولید میکنند که بر سنگها اثر میگذارد.
از ذرات سنگ تا تشکیل خاک: یک سفر عملی
خرد شدن سنگها تنها آغاز یک داستان طولانی است. این ذرات ریز، که به آنها رسوب۱۶ گفته میشود، توسط عوامل فرسایش مانند آب، باد و یخچالهای طبیعی جابهجا میشوند. پس از تهنشین شدن، این مواد بستر اولیه برای تشکیل خاک را فراهم میکنند. خاک تنها مخلوطی از ذرات معدنی نیست، بلکه با افزوده شدن مواد آلی (مانند بقایای گیاهان و جانوران)، آب و هوا، به یک محیط زنده و پیچیده تبدیل میشود که حیات بر روی آن امکانپذیر میگردد. بنابراین، هوازدگی سنگها اولین و حیاتیترین مرحله در چرخهٔ سنگ و شکلگیری محیط زیست است.
پرسشهای متداول و تصورات نادرست
پاورقی
۱ خرد شدن سنگها (Rock Fragmentation)
۲ هوازدگی (Weathering)
۳ فرسایش (Erosion)
۴ چرخهٔ سنگ (Rock Cycle)
۵ خستگی (Fatigue)
۶ تالوس (Talus): تودهای از سنگهای خرد شده در پای صخرهها.
۷ اکسیداسیون (Oxidation)
۸ حلشدگی (Dissolution)
۹ کلسیت (Calcite)
۱۰ هیدرولیز (Hydrolysis)
۱۱ سیلیکاته (Silicate)
۱۲ فلدسپات (Feldspar)
۱۳ رسی (Clay)
۱۴ هوازدگی زیستی (Biological Weathering)
۱۵ سنگ بستر (Bedrock)
۱۶ رسوب (Sediment)
