سنگ آذرین: سنگی که از سرد شدن و انجماد مواد مذاب به وجود می‌آید.

بروزرسانی شده در: 10:42 1404/10/11 مشاهده: 11 دسته بندی: کپسول آموزشی

سنگ‌های آذرین: یادگارهای آتشین زمین

از ماگمای داغ تا سنگ‌های سخت؛ داستان شکل‌گیری سنگ‌هایی که از دل آتش بیرون می‌آیند.

خلاصه: سنگ‌های آذرین¹ گروه اصلی و اولیه سنگ‌ها در سیاره زمین هستند که از سرد شدن و انجماد مواد سیال و داغی به نام ماگما² تشکیل می‌شوند. نحوه سرد شدن این مواد، که می‌تواند در داخل پوسته زمین یا روی سطح آن باشد، تعیین‌کننده‌ی بافت، شکل بلورها و در نهایت نوع سنگ آذرین است. در این مقاله با سنگ‌های آذرین درونی و بیرونی آشنا می‌شویم، چند نمونه معروف مانند گرانیت و بازالت را می‌شناسیم و به کاربردهای گسترده این سنگ‌های سخت در زندگی روزمره و صنعت می‌پردازیم.

سنگ آذرین چیست و چگونه تشکیل می‌شود؟

برای درک تشکیل سنگ آذرین، فرآیند پختن کیک یا منجمد کردن آب را در نظر بگیرید. وقتی خمیر کیک در فر گرم می‌ماند، سفت و پخته می‌شود. یا وقتی آب را در فریزر می‌گذاریم، به تدریج یخ می‌زند و جامد می‌شود. زمین نیز یک "فر" بسیار بزرگ در اعماق خود دارد که دمای آن به هزاران درجه سانتی‌گراد می‌رسد. در این منطقه، سنگ‌ها ذوب می‌شوند و ماده‌ای مذاب، داغ و چسبنده به نام ماگما به وجود می‌آید.

حالا اگر این ماگما راهی به سمت بالا پیدا کند، دو سرنوشت دارد:

درون زمین بماند: اگر ماگما در شکاف‌ها و حفره‌های عمق پوسته زمین گیر بیفتد و به آرامی (در طول هزاران یا میلیون‌ها سال) سرد شود. این زمان زیاد به بلورهای معدنی³ فرصت می‌دهد تا بزرگ و درشت شوند.
به سطح زمین برسد: اگر ماگما از طریق شکاف‌ها یا آتشفشان‌ها خود را به سطح زمین برساند، در این صورت با نام گدازه⁴ شناخته می‌شود. گدازه در تماس با هوای خنک یا آب، بسیار سریع سرد و جامد می‌شود و بلورها فرصت رشد زیادی ندارند.

نکته: تفاوت اصلی سنگ‌های آذرین در سرعت سرد شدن ماگما یا گدازه است. سرد شدن آهسته = بلورهای درشت. سرد شدن سریع = بلورهای ریز یا حتی شیشه‌ای.

دسته‌بندی سنگ‌های آذرین: درونی در برابر بیرونی

بر اساس محل سرد شدن ماگما، زمین‌شناسان سنگ‌های آذرین را به دو گروه اصلی تقسیم‌بندی می‌کنند. ویژگی‌های این دو گروه در جدول زیر آمده است:

ویژگی	سنگ‌های آذرین درونی (نفوذی)	سنگ‌های آذرین بیرونی (خروجی)
محل سرد شدن	درون پوسته زمین	روی سطح زمین
سرعت سرد شدن	بسیار آهسته	بسیار سریع
اندازه بلورها	درشت و قابل مشاهده با چشم	ریز، میکروسکوپی یا شیشه‌ای
نمونه‌های معروف	گرانیت: سنگ صورتی یا خاکستری خال‌دار سنگ کف پله‌ها	بازالت: سنگ تیره و متراکم سنگ جدول خیابان سنگ پا: سنگ متخلخل و سبک
مشابهت	کیکی که در فر به آرامی پخته شده	آبی که در فریزر سریع یخ زده

یک مثال ساده: فرض کنید یک لیوان شربت غلیظ دارید. اگر آن را به آرامی در یخچال بگذارید، کل شربت قند می‌بندد و بلورهای درشت شکر تشکیل می‌شود (مثل سنگ درونی). اما اگر همین شربت را سریعاً در ظرف یخ بریزید، دانه‌های ریز یخ تشکیل می‌شود و بافتی ریزدانه ایجاد می‌کند (مثل سنگ بیرونی).

از کوه‌ها تا آشپزخانه: کاربرد سنگ‌های آذرین در زندگی ما

شاید فکر کنید سنگ‌های آذرین فقط در کتاب‌های علوم وجود دارند، اما در واقع آن‌ها بخش مهمی از محیط اطراف و تمدن انسان را شکل داده‌اند.

ساختمان‌سازی و معماری: سنگ گرانیت به خاطر زیبایی، مقاومت و ساب‌پذیری عالی، یکی از پرکاربردترین سنگ‌ها برای سنگ کف، پله‌ها، روکش دیوار ساختمان‌های مهم و حتی سنگ قبر است. بازالت نیز به دلیل مقاومت بالا در برابر سایش، برای سنگ‌فرش خیابان‌ها (جدول) و زیرسازی راه‌آهن استفاده می‌شود.
وسایل خانه: صفحه‌ای که روی آن غذا سرو می‌کنید یا می‌برید، ممکن است از جنس گرانیت باشد. بسیاری از کاشی‌ها و رویه کابینت‌های مدرن (اسلب گرانیتی) از این سنگ ساخته می‌شوند.
ابزارهای زیبایی و بهداشت: سنگ پا، که یک سنگ آذرین بیرونی متخلخل است، برای لایه‌برداری پوست کاربرد دارد. همچنین از پودر بعضی سنگ‌های آذرین در تولید خمیردندان به عنوان ساینده ملایم استفاده می‌شود.
صنعت: بازالت ذوب و به الیاف بسیار مقاوم تبدیل می‌شود که در تولید لباس‌های ضدحریق، عایق‌بندی و تقویت سازه‌ها کاربرد دارد.

پس دفعه بعد که روی پله‌های گرانیتی یک ساختمان قدیمی راه رفتید یا سنگ‌فرش یک پیاده‌رو را دیدید، به یاد بیاورید که این سنگ‌ها روزی جریانی از مواد مذاب داغ بودند!

فرمول ساده: ترکیب شیمیایی ماگما و سرعت سرد شدن، خواص نهایی سنگ را تعیین می‌کند. به طور کلی، می‌توان رابطه زیر را در نظر گرفت:
$ماگما\ (SiO_2 + مواد\ دیگر) + زمان\ سرد\ شدن\ طولانی = سنگ\ درونی\ (مثل\ گرانیت)$
$گدازه\ (همان\ ماگما) + زمان\ سرد\ شدن\ کوتاه = سنگ\ بیرونی\ (مثل\ بازالت)$

سوالات رایج درباره سنگ‌های آذرین

سوال: آیا الماس یک سنگ آذرین است؟

پاسخ: خیر، الماس یک کانی بسیار ارزشمند است، نه یک سنگ. اما درون نوع خاصی از سنگ‌های آذرین درونی به نام کیمبرلیت⁵ تشکیل می‌شود. پس می‌توان گفت الماس در داخل بعضی سنگ‌های آذرین پیدا می‌شود، اما خودش سنگ محسوب نمی‌شود.

سوال: چرا رنگ سنگ‌های آذرین با هم فرق می‌کند؟ مثلاً گرانیت روشن‌تر و بازالت تیره است.

پاسخ: رنگ سنگ به مواد معدنی تشکیل‌دهنده آن بستگی دارد. ماگمایی که سیلیس⁶ ($SiO_2$) بیشتری دارد، پس از سرد شدن، کانی‌های روشنی مثل کوارتز و فلدسپات تولید می‌کند (مثل گرانیت). ماگمایی که سیلیس کم‌تری دارد، کانی‌های تیره‌رنگ مانند اولیوین و پیروکسن بیشتر تولید می‌کند (مثل بازالت).

سوال: آیا همه سنگ‌های آذرین سخت و محکم هستند؟

پاسخ: بیشتر آن‌ها بله. اما استثنا هم وجود دارد. مثلاً سنگ پا که سنگ آذرین بیرونی است، به دلیل حباب‌های گازی که در هنگام فوران سریع در آن به دام افتاده، بسیار سبک و متخلخل است و حتی روی آب شناور می‌ماند! با این حال، اکثر سنگ‌های آذرین مانند گرانیت و بازالت از مستحکم‌ترین مصالح طبیعی هستند.

جمع‌بندی: سنگ‌های آذرین، قدیمی‌ترین و اساسی‌ترین سنگ‌های پوسته زمین هستند که داستان شکل‌گیری آن‌ها از انجماد مواد مذاب آغاز می‌شود. محل و سرعت سرد شدن این مواد مذاب، دو کلید طلایی برای شناخت انواع آن‌هاست: سنگ‌های درونی با بلورهای درشت (مانند گرانیت) و سنگ‌های بیرونی با بافت ریزدانه (مانند بازالت و سنگ پا). این سنگ‌ها نه تنها چهره کوه‌ها و فلات‌ها را ساخته‌اند، بلکه وارد زندگی روزمره ما شده و در ساختمان‌ها، خیابان‌ها و حتی وسایل شخصی ما حضور دارند. درک این سنگ‌ها، درکی از تاریخ پویا و آتشین سیاره زمین است.

پاورقی

¹ سنگ آذرین (Igneous Rock): از کلمه لاتین "Ignis" به معنای آتش گرفته شده است.
² ماگما (Magma): ماده سیال، داغ و طبیعی موجود در زیر پوسته زمین که از ذوب سنگ‌ها به وجود می‌آید.
³ کانی (Mineral): مواد جامد، طبیعی، غیرآلی و بلوری که ترکیب شیمیایی مشخصی دارند و سنگ‌ها از به هم پیوستن آن‌ها تشکیل می‌شوند.
⁴ گدازه (Lava): ماگمایی که به سطح زمین راه یافته باشد.
⁵ کیمبرلیت (Kimberlite): نوعی سنگ آذرین درونی که مهم‌ترین منبع طبیعی الماس است.
⁶ سیلیس (Silica): ترکیب شیمیایی سیلیکون دی‌اکسید ($SiO_2$) که ماده اصلی تشکیل‌دهنده بسیاری از سنگ‌ها و کانی‌هاست.

سنگ‌های آذرین گرانیت و بازالت سنگ درونی و بیرونی کاربرد سنگ ماگما و گدازه

پایهٔ هشتم علوم هشتم سنگ آذرین

اطلاع از تغییرات در بسته‌های گاما

کاربر عزیز سلام!