درس ۱ · صفحهٔ ۱۱۴ تا ۱۲۱ · حدود ۱۵ دقیقه · تولید هوش مصنوعی
هوازدگی فیزیکی
در این درس یاد میگیری هوازدگی فیزیکی را از شیمیایی تشخیص بدهی و ارتباط خرد شدن، جابهجایی و تشکیل دوبارهٔ سنگها را توضیح بدهی.
پیش از شروع
چطور ممکن است آب، بدون چکش، سنگ سخت را بشکند؟
آب وارد شکاف سنگ میشود و هنگام یخ زدن حجمش افزایش پیدا میکند؛ در نتیجه به دیوارههای شکاف فشار میآورد. تکرار یخ زدن و ذوب شدن میتواند شکاف را بازتر کند و سرانجام سنگ را بشکند.
خرد شدن، بدون تغییر جنس
سنگ سخت هم همیشه به همان شکل باقی نمیماند. در گذر زمان، عوامل طبیعی میتوانند آن را به قطعههای کوچکتر تبدیل کنند. اگر در این خرد شدن، ترکیب شیمیایی سنگ تغییر نکند، با هوازدگی فیزیکی روبهرو هستیم؛ یعنی قطعهها هنوز از همان مادهٔ سنگ اولیهاند.
یکی از راهها، یخ زدن آب در شکاف سنگ است. آب هنگام یخ زدن حجم بیشتری میگیرد و به دیوارههای شکاف فشار میآورد. با ذوب شدن یخ، آب میتواند در شکاف نفوذ کند و دوباره یخ بزند. تکرار این فرایند، شکاف را بزرگتر میکند تا سنگ خرد شود. پس عامل مهم، فشار ناشی از افزایش حجم آب هنگام یخ زدن است، نه تغییر جنس سنگ.
کتاب درسی، صفحهٔ ۱۱۷
ریشه، برخورد و کاهش فشار
یخ تنها عامل هوازدگی فیزیکی نیست. ریشهٔ گیاه با رشد در شکاف سنگ، به اطراف فشار میآورد و میتواند سنگ را خرد کند. جانوران حفار هم هنگام کندن زمین میتوانند مواد سست را جدا کنند. سنگهای در حال حرکت در رودخانه به هم برخورد میکنند و خرد یا ساییده میشوند. باد نیز با کوبیدن ذرات همراه خود به سطح سنگ، آن را میساید.
راه دیگری هم وجود دارد: سنگهای زیرین زیر فشار وزن لایههای بالاییاند. اگر فرسایش، لایههای بالا را بردارد، فشار کم میشود. سنگ زیرین میتواند منبسط شود و ورقههایی از آن جدا شوند؛ شبیه جدا شدن لایههای پوست پیاز. در همهٔ این نمونهها، معیار اصلی ثابت است: ترکیب شیمیایی تغییر نمیکند.
کتاب درسی، صفحهٔ ۱۱۸
وقتی ترکیب سنگ عوض میشود
گاهی تغییر سنگ فقط به اندازه و شکل آن محدود نیست؛ مادهٔ سازندهٔ آن هم تغییر میکند. این بار با هوازدگی شیمیایی روبهرو هستیم. برای تشخیص این دو نوع هوازدگی، از خودت بپرس: «فقط قطعهها کوچکتر شدهاند، یا ترکیب شیمیایی هم عوض شده است؟»
آب باران، کربن دیاکسید دارد. وقتی این آب در زمینهای آهکی نفوذ میکند، میتواند سنگ آهک را حل کند و در گذر زمان به تشکیل غار کمک کند. واکنش پوستهٔ تخممرغ با سرکه، نمونهای آشنا برای فهم این نوع تغییر است. هوازدگی به تشکیل خاک کمک میکند، اما میتواند به سنگهای ساختمانها و آثار سنگی هم آسیب برساند.
کتاب درسی، صفحهٔ ۱۱۹
از حمل تا رسوبگذاری
تا اینجا دیدیم سنگ چگونه خرد یا دگرسان میشود؛ حالا نوبت جابهجایی ذرات است. آب جاری، باد، یخچال و نیروی جاذبه میتوانند قطعهها را از جای خود حرکت دهند. برای جدا کردن دو مفهوم، به خاطر بسپار: هوازدگی به تغییر سنگ مربوط است و فرسایش با برداشتن و جابهجایی مواد همراه است.
سنگهای رودخانه هنگام حرکت به هم برخورد میکنند. هرچه مسیر حمل بیشتر باشد، معمولاً لبههای تیزشان کمتر و شکلشان گردتر میشود. اما قطعههای درون یخچال کمتر به هم برخورد میکنند و معمولاً زاویهدار میمانند. وقتی رودخانه وارد دریا یا دریاچه میشود، ذرات تهنشین میشوند؛ ابتدا درشتترها و سپس ریزترها. این مرحله، رسوبگذاری است.
کتاب درسی، صفحهٔ ۱۱۹
پایان یک سنگ، آغاز سنگی دیگر
داستان سنگ با خرد شدن تمام نمیشود. ذراتی که در دریا یا دریاچه رسوب کردهاند، پس از زمان طولانی میتوانند به هم متصل شوند و سنگ رسوبی بسازند. سنگها با گرما و فشار نیز میتوانند به سنگ دگرگونی تبدیل شوند. اگر سنگ ذوب شود، مواد مذاب پدید میآید و با سرد و جامد شدن آن، سنگ آذرین تشکیل میشود.
این مسیرها در کنار هوازدگی، حملونقل و رسوبگذاری، چرخهٔ سنگ را میسازند. چرخه فقط یک مسیر اجباری ندارد؛ مثلاً سنگ آذرین هم میتواند هوازده شود یا دگرگونی پیدا کند. بیشتر این تغییرها بسیار آهستهاند؛ بنابراین ممکن است در عمر کوتاه ما دیده نشوند، اما پیوسته رخ میدهند.
کتاب درسی، صفحهٔ ۱۲۱
مثال حلشده
در دامنهٔ کوهی، آب چند بار در شکاف سنگ یخ میزند و ذوب میشود تا سنگ بشکند. رودخانه قطعهها را میبرد و پس از طی مسافتی، آنها گردتر میشوند. هر بخش از این ماجرا را چگونه توضیح میدهی؟
ابتدا علت شکستن را پیدا میکنیم: آب هنگام یخ زدن افزایش حجم پیدا میکند و به دیوارهٔ شکاف فشار میآورد.
سپس معیار هوازدگی را بررسی میکنیم: چون ترکیب شیمیایی سنگ تغییر نکرده است، شکستن آن هوازدگی فیزیکی است.
حالا تغییر مکان را جدا میکنیم: رودخانه قطعهها را از محل اولیه منتقل کرده است؛ این بخش، فرسایش است.
در پایان، تغییر شکل را توضیح میدهیم: برخورد و ساییدگی هنگام حمل، لبههای تیز قطعهها را کم کرده و آنها را گردتر کرده است.
نکات مهم
- در هوازدگی فیزیکی، عواملی مانند یخ زدن آب، رشد ریشه و کاهش فشار، سنگ را بدون تغییر ترکیب شیمیایی خرد میکنند.
- در هوازدگی شیمیایی ترکیب سنگ تغییر میکند، اما فرسایش با برداشتن و جابهجایی مواد همراه است.
- هوازدگی، حملونقل، رسوبگذاری و فرایندهای تشکیل سنگ، بخشهایی از چرخهٔ سنگاند.