عوامل التجوية الميكانيكية

تعريف التجوية الميكانيكية 

التجوية الفيزيائية أو الميكانيكية هي تفكك الصخور إلى قطع أصغر ، غالبًا ما تحدث التجوية الفيزيائية بسبب التغيرات الجوية مثل الحرارة أو درجات الحرارة المتجمدة ، وينتج تجمد الصقيع عندما يتجمد الماء ويتوسع في الشقوق ، مما يتسبب في تكسير الصخور ، أيضًا يمكن أن تتسبب التغيرات الشديدة في درجات الحرارة مثل التسخين والتبريد السريع في تمدد الصخور وانكماشها ، وتسبب النباتات التجوية عندما تنمو الجذور على الصخور أو تحتها تكسر الصخور تدريجياً ، بالإضافة إلى ذلك غالبًا ما تقوم الحيوانات مثل القوارض وديدان الأرض والحشرات بتعطيل الصخور وتفتيتها عن طريق الحفر ، وايضا تعتبر الرياح هي قوة أخرى تسبب التجوية الكاشطة عن طريق نفخ الرمال على وجوه الصخور.

العوامل المؤثرة على التجوية الميكانيكية 

تقلبات درجة الحرارة

عادة ما تتمدد المعادن وتنكمش بسبب تقلبات درجات الحرارة ، هذه العملية تسمى التمدد الحراري ، وتتكون الصخور من معادن مختلفة تتوسع وتتقلص بمعدلات مختلفة عندما تتعرض لتغيرات سريعة في درجات الحرارة.

تسبب التقلبات إجهادًا وتشققات صغيرة في الصخور ، مما يؤدي إلى تكسير الصخور تدريجياً ،  Grus هو مثال كلاسيكي على عملية التمدد الحراري إنه رواسب الشظايا الخشنة والسائبة التي تبقى بعد التجوية  لذلك Grus هو النتيجة المباشرة للضعف الجسدي وتفكك الصخور بمرور الوقت.

الرياح

يمكن تكسير الصخور بالاحتكاك والتأثير المستمر مع القطع الصخرية الأخرى أثناء النقل بالرياح ، وبالتحديد قطعة صخرية تُحمل في التيارات الهائجة لنهر تحك نفسها باستمرار بأجزاء أخرى وقاع النهر ، وفي النهاية يتفكك الجزء إلى قطع صغيرة ، يحدث هذا النوع من التجوية الميكانيكية أيضًا أثناء نقل الرياح والجليد الجليدي.

الضغط

عندما يتم تجريد الصخور العلوية عن طريق التآكل وآليات التعرية الأخرى ، فإنها تتسبب في تكسير الصخور الكامنة الموازية للسطح وتكسيرها وتمددها ، وبالتالي فإن الصخور الكامنة تحرر الضغط فيها.

مع مرور الوقت ، تقشر صفائح الصخور بعيدًا عن الصخور المجردة وتتحلل إلى أجزاء أصغر على طول الكسور ، تُعرف العملية باسم التقشير ، يحدث ذلك عندما تتكسر الصخور الموازية لسطح الأرض نتيجة لانطلاق الضغط أثناء التآكل أو ارتفاعات الصخور أو تراجع نهر جليدي فوقها.

الصقيع وانخفاض درجة الحرارة

صقيع التجوية وكما هو معروف التوتيد الجليد ، إنه المصطلح الجماعي للعمليات المختلفة التي تنطوي على الجليد ، وتشمل العمليات:

• تجميد الذوبان
• الصقيع التوتيد
• تحطم الصقيع

تحدث التجوية الصقيعية بشكل كبير في المناطق الجبلية حيث تكون درجات الحرارة قريبة من نقطة تجمد الماء ، وتتجمد مختلف أنواع التربة المعرضة للصقيع وتتوسع مع هجرة المياه من خلال الحركة الشعرية لتطوير عدسات جليدية بالقرب من نقطة التجمد ، وتحدث هذه العملية أيضًا داخل مساحات مسامية من الصخور ، تنمو تراكمات الجليد بشكل متزايد لأنها تسحب الماء السائل من المسام المحيطة ، النمو المستمر لبلورات الجليد يضعف الصخور ، وفي النهاية تفككها.

تعتبر التجوية الصقيعية شائعة في البيئات التي يوجد فيها الكثير من الرطوبة ، وغالبًا ما تتقلب درجات الحرارة أسفل نقطة التجمد وفوقها ، ومناطق جبال الألب وما حولها معرضة بشكل خاص لهذا النوع من التجوية والطباشير هو أحد الصخور المعرضة للعوامل الجوية الصقيعية ، ولديها العديد من المساحات المسامية لنمو بلورات الجليد ، ويعتبر تكوين النتوءات في دارتمور مثالًا نموذجيًا لعمل الصقيع على الطباشير ، بمجرد أن يتجمد الماء الذي وجد طريقه إلى المفاصل ، يضغط الجليد على جدران المفاصل ، هذا يؤدي إلى تعميق وتوسيع المفاصل.

يمكن أن تتدفق الماء أكثر إلى الصخر عندما يذوب الجليد ، تؤدي دورات التجميد أو الذوبان المتكررة إلى ضعف الصخور بمرور الوقت ، مما يؤدي في النهاية إلى تفتيتها على طول المفاصل إلى شظايا زاوية ، تتراكم الشظايا عند سفح المنحدر لتشكيل منحدر صخري أو منحدر عظم الكاحل ، تتخذ الشظايا أشكالًا مختلفة اعتمادًا على هيكل الصخرة.

نمو الملح البلورى وارتفاع دراجات الحرارة

يُعرف نمو بلورات الملح أيضًا باسم الهالوكلاستي أو التجوية الملحية ، إنها العملية التي تدخل من خلالها المحاليل الملحية إلى الشقوق في الصخور وتبخر ، تاركة وراءها بلورات الملح.

عندما ترتفع درجات الحرارة البيئية ، يتم تسخين البلورات المتراكمة ، نتيجة لذلك ، يتمددون ويطلقون الضغط على الصخر ، مما يؤدي إلى تكسيرها.

قد يحدث نمو بلورات الملح أيضًا عندما تشكل الصخور مثل الحجر الجيري محاليل ملحية مثل كبريتات الصوديوم أو كربونات الصوديوم ، تشكل هذه المحاليل بلورات عندما تتبخر جزيئات الماء فيها ، يمكن أن تتمدد الأملاح أكثر من ثلاث مرات ، هذه العملية شائعة في المناطق الجافة وعالية الحرارة.

الأنشطة النباتية والحيوانية

جذور النباتات قوية جدًا ويمكن أن تنمو في شقوق الصخور الموجودة ، مع استمرار نمو الجذور في الشقوق ، فإنها تعمل بمثابة إسفين ، وتضغط على الصخر حتى يتشقق أكثر ويتفكك في النهاية إلى أجزاء أصغر.

من ناحية أخرى ، تحفر الحيوانات مثل الأرانب والشامات وجرذان الأرض ثقوبًا في الأرض ، والتي يمكن أن تعرض الصخور الأساسية لعناصر التجوية ، تجد المياه وعوامل التجوية الميكانيكية الأخرى طريقها إلى الصخور المغطاة مسبقًا ، وذلك بفضل الثقوب ، ثم يبدأ ويسرع عملية التجوية الميكانيكية.[1]

الانشطة البشرية 

يتسبب الإنسان في زيادة الأمطار الحمضية والتلوث ، مما يزيد من كمية عوامل التجوية في الهواء والماء ، ثم على الأرض  يمكن أن تؤثر الأنشطة الأخرى مثل التعدين في الشريط والزراعة على قدرة الأرض على امتصاص المطر ، وزيادة التعرية والجريان السطحي ، وزيادة المواد الكيميائية في المياه الجوفية ، مما يزيد من التجوية.

آثار التجوية الميكانيكية على سطح الأرض 

التفريغ والتقشير

تتكون العديد من الصخور عميقاً تحت سطح الأرض تحت ظروف ضغط شديد ، مئات الأطنان من الصخور أو الجليد غالبًا ما تضغط عليها ، إذا تآكلت الصخور الموجودة فوق هذه الصخور ، أو ذاب الجليد فوقها ، فإن إطلاق هذا الوزن يتسبب في تمدد الصخور لأعلى وتشقق في قمتها ، يحدث التفريغ عندما يتحرر الوزن الزائد ، عندما تتمدد صخرة وتتشقق بهذه الطريقة ، قد ينقسم الجزء العلوي من الصخر إلى صفائح تنزلق عن الصخر المكشوف ، هذه العملية تسمى التقشير مما يسبب التجوية ولكن بدون تغير للمكونات الكيميائية للصخور وهذا هو الفرق بين التجوية الكيميائية والفيزيائية .

تآكل الصخور

يحدث التآكل عندما يتعرض سطح الصخور للماء أو الرياح ، تحمل هذه العناصر جزيئات صغيرة من الرواسب أو الصخور التي تصطدم بعد ذلك بسطح الصخر ، عندما تحتك هذه الجسيمات بسطح الصخر ، فإنها تقطع قطعًا صغيرة من الصخور بمرور الوقت ، تتآكل وينعم الصخور الكبيرة والصغيرة.

تحطيم الصخور وخدشها

تنتج التجوية الميكانيكية عن عمليات فيزيائية أكثر دراماتيكية ومفاجئة ، في الانهيار الأرضي أو الانهيار الجليدي ، تتسبب المادة المتساقطة في حدوث خدوش أو تحطيم الصخور داخل وتحت السقوط ، تتكسر الصخور المتساقطة عن طريق الاصطدام بالصخور الموجودة في الأسفل أو تصبح ناعمة عن طريق التدحرج ضد الصخور الأخرى في عملية مشابهة للتآكل ، وهي من ضمن الأشكال الناتجة عن التجوية الميكانيكية. [2]