الثلاثاء، 8 أكتوبر، 2013

• الصخور والمعادن.. ماذا تعرف عنها؟


لو نظرت إلى صورة كوكب الأرض من الفضاء، فسترى كوكبا صخريا نحيا فوقه. فالقارات دروع واسعة وعريضة من الحجر، بجبال تغطي خمس المناطق الأرضية منها. والمحيطات مرصعة بالجزر، وتغطي البحار المعتمة القيعان الصخرية.

يوجد أربعة كواكب أرضية (صخرية) فقط في مجموعتنا الشمسية: عطارد والزهرة والأرض والمريخ. (الأربعة الأخرى هي المشتري وزحل وأورانوس ونبتون، ولا تتكون من مواد صلبة بل من الغاز في الأغلب).
على كوكب الأرض، تغطي علامات الحياة سطح الكوكب: مثل الغابات والمراعي والمحيطات والبحيرات. أما الكواكب الأرضية الأخرى والقمر فتغطيها البقع الصخرية الواضحة للعين في كل مكان.
يبلغ عمر كوكب الأرض حوالي 4.6 مليارات عام. لكنه لم يكن على الشكل الذي يبدو عليه الآن دائما. يعتقد معظم الناس أن الجزء الصخري من كوكب الأرض صلب وثابت منذ القدم. لكن الأصخار (الصخور) والقارات يمكن أن تذوب بل وحتى تتبخر.
وفي هذه اللحظة، تتشكل الصخور باستمرار. في الحقيقة، تتشكل الصخور الشابة على كوكب الأرض من انفجارات الحمم البركانية وطفحها وتسربها من الشقوق والصدوع الموجودة في سطح كوكبنا.
ولكي نفهم كيف تشكل الصخور وجيولوجيا (علم الجيولوجيا هو علم تركيب طبقات الارض) كوكب الأرض، نحتاج إلى أن نعرف أن سطح كوكبنا (ويعرف سطح الارض باسم القشرة الأرضية) ينقسم إلى أقسام تسمى «ألواحا». تتناغم كل الألواح وتتوافق معا مثل لعبة الصور المقطعة وتتحرك، إنما بحركة بطيئة جدا. البعض منها يلتحم معا، والبعض ينفصل. تقدر الألواح على الحركة لأن طبقة الأرض تحتها ذائبة جزئيا؛ فـ «تعوم» الألواح فوق هذه الطبقة الناعمة والسائلة.
تقود الحركة البطيئة للألواح طاقة ساخنة تصعد من عمق كوكب الأرض. على مدى ملايين السنوات، قادت الطاقة الساخنة القارات إلى مواقع مختلفة وشيدت سلاسل الجبال.  هل تساءلت يوما لماذا تبدو قارة أمريكا الجنوبية وقارة أفريقيا كأنهما تتناسبان معا في شكلهما مثل قطع من لعبة الصور المقطعة؟ هذا لأنهما كانتا منصهرتين معا وبدأتا في الانفصال من 150 مليون عام فقط.
الصخور النارية: هذه الصخور تتشكل في لهيب باطن الأرض. تتسبب الطاقة الساخنة في أعماق كوكب الأرض في ذوبان الصخور التي توجد تحت سطح الأرض. هذا الصخر الساخن والذي يوجد في حالة سائلة يسمى صهارة (ماجما). وفي المناطق التي تتحرك فيها ألواح كوكب الأرض بعيدا عن بعضها، يمكن أن تبرز الصهارة إلى سطح الأرض. وحين يحدث هذا في بقعة ساخنة مثل البركان، تسمى حمما بركانية. وحين تبرد الصهارة والحمم البركانية وتكتسب صلابة، تكونان الصخور النارية.
الجرانيت أو الحجر البركاني (الأوبسيديان) مثالان على هذا الصخر الناري. وهما لايشبهان بعضهما كثيرا. فالأوبسيديان يتكون من حمم تتميز بقدرتها على البرودة سريعا، ويبدو مثل الزجاج الأسود الناعم. بينما يتكون الجرانيت حين تبرد الصهارة تحت الأرض ببطء شديد، حيث قد تستغرق ملايين السنوات أحيانا.
بينما تشيد الجبال وتتكون صخور جديدة، تتآكل أخرى ( أي تتعرض للتعرية). تكسر المياه والرياح الصخور إلى حصى ثم أخيرا إلى قطع صغيرة تشكل طبقات الطين أو الرمل التي تترسب في قاع الأنهار وعلى الشواطئ. وخلال فترات طويلة من الزمن، تدفن هذه الطبقات من الرواسب تحت طبقات جديدة ويصبح وزنها أثقل مما يزيد من الضغط حتى تبدأ هذه الرواسب في الانضغاط والانعصار والالتصاق معا. وتتحول في النهاية إلى الصخور الرسوبية.
الصخور المتحولة (بتأثير الضغط والحرارة): تتكون هذه الصخور من صخور موجودة فعليا تحولت كاملا بسبب الحرارة العالية والضغط. إحدى طرق تشكيلها حين يلتصق لوحان من ألواح كوكب الأرض وتنثني حافتهما الصخرية وتتهشم وتندفع في بعض الأحيان بعيدا عميقا تحت سطح الأرض.
يمكن أن تتسبب درجات الحرارة المنخفضة عند 400 فهرنهايت في تحول كيمياء الصخرة وشكلها الفيزيقي. ويمكن أن يتسبب الضغط العالي في صوغ أو سبك المعادن الموجودة في الصخور على شكل رقائق  تشبه صفحة الكتاب.
الأردواز هو واحد من الأحجار المتحولة الشائعة. يبدأ الأردواز حياته كصخر رسوبي مكون من حبات ناعمة من الطمي. حين يتعرض إلى الحرارة والضغط تتحول معادن الطمي إلى معدن ميكا الذي يكون الرقائق.
المعادن هي الكتل المشيدة للصخرة. تتكون بعض الصخور من نوع واحد من المعادن. لكن معظمها يتكون من عدة أنواع مندمجة معا. يوجد 4000 نوع من المعادن إجمالا. كل معدن له تركيبته الكيميائية وخواصه، مثل درجة الحرارة التي يذوب عندها إذا تعرض لها، وصلابته ولونه ودرجة لمعانه.
الألماس هو أقسى وأصلب المعادن ويتكون من عنصر من أكثر العناصر شيوعا: الكربون النقي. لكن إليك معدنا آخر يبعث على الغرابة وهو الجرافيت وهو واحد من أنعم المعادن في العالم ويتكون كذلك من الكربون النقي.
ما يجعل الألماس مختلفا عن الجرافيت هو ترتيب ذرات الكربون في كل منهما. فالكربون في الجرافيت منظم في شكل صفائح رفيعة ميكرو (دقيقة جدا) مما يجعل الجرافيت الرمادي الغامق ناعما جدا بحيث يترك علامة حين تسحبه فوق سطح ما. ولهذا يستخدم الجرافيت في صنع أقلام الرصاص. من ناحية ثانية، يتكون الألماس تحت ضغط عال على بعد مئات الأميال تحت سطح الأرض. وتتميز الروابط القوية التي تصوغها ذراته الكربونية ببنية كريستالية مكعبية. هذه البينة تحافظ على الألماس ثابت وصلد بينما تتشكل الصهارة الساخنة إلى صخر ناري حوله.
تابعونا على الفيس بوك
إقرأ أيضًا




ليست هناك تعليقات:

إرسال تعليق