أكثر

6.10: التجوية - علوم الأرض


التجوية هو التدمير التدريجي للصخور تحت ظروف السطح. قد تنطوي التجوية جسدي - بدني العمليات (اتصل التجوية الميكانيكية) أو النشاط الكيميائي (اتصل التجوية الكيميائية). يمكن أن يؤدي النشاط البيولوجي أيضًا إلى التجوية التي يمكن تفسيرها على أنها ميكانيكية أو كيميائية أو كليهما.

يمكن أن تبدأ عمليات التجوية قبل فترة طويلة من تعرض الصخور على السطح. هذا صحيح في معظم الأماكن على سطح الأرض حيث النتوءات الصخرية (الأساس الصخري) لا يتعرض. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن أن تحدث التجوية والتعرية في وقت واحد ، وربما يكون ذلك أكثر وضوحًا في أماكن مثل الأنهار في الفيضانات ، أو الأمواج المتلاطمة على الشاطئ.

التجوية الميكانيكية

التجوية الميكانيكية يشمل جميع العمليات التي بشكل جماعي كسر الصخور إلى قطع أصغر. يشمل التجوية الميكانيكية جميع أشكال الهزال الجماعي—اسم عام للعمليات التي تتحرك بها التربة والصخور أسفل المنحدر أسفل قوة الجاذبية. الهزال الجماعي، وهو شكل من أشكال التجوية الميكانيكية ، ويشمل الأحداث المفاجئة مثل يقع الصخور, انهيارات ارضية, الكساد، و الانهيارات الجليدية. هذه العمليات تقسم "القطع الكبيرة من الصخور إلى قطع أصغر".

يمكن أن تنطوي التجوية الميكانيكية على طحن تآكل حيث تقوم مياه الفيضانات سريعة الحركة بتحريك الصخور والرواسب إلى أسفل وديان المجاري المائية وحيث تقوم حركة الأمواج بدفع الصخور إلى الرمال على طول الخط الساحلي. تحطمت الصخور بفعل الزلازل والانفجارات البركانية ، وتتوسع وتتشقق عندما يفرغ التعرية فوق الأحمال على الصخور المضغوطة التي كانت مدفونة بعمق سابقًا. سوف تنقسم الصخور عندما يتجمد الماء ويتمدد في الشقوق. تتعرض الصخور المكشوفة على السطح للتمدد والانكماش الناجم عن التسخين والتبريد اليومي (فعال بشكل خاص في البيئات القاحلة). تحدث التجوية الميكانيكية أيضًا بسبب النشاط العضوي - انهيار وحركة الصخور والتربة الناجم عن توسيع جذور الأشجار ، والحفر ، ونشاط التغذية ، إلخ.

يزيد الانهيار الميكانيكي للصخور من مساحة السطح (لكل وحدة مساحة) مما يزيد من مساحة السطح المتاحة حيث يمكن أن يحدث التجوية الكيميائية (الشكل 6.21).

الشكل 6.26. التجوية الميكانيكية هي أي عملية تجعل "القطع الكبيرة إلى أجزاء أصغر".الشكل 6.27. الأنهار الجليدية (الجليد المتحرك) ينظف الصخور الأساسية وينتج ويحمل كميات كبيرة من الرواسب.الشكل 6.28. الجاذبية محركات الهزال الجماعي. في هذه الحالة ، سقوط الصخور ، وكسر القطع الكبيرة إلى شظايا.
الشكل 6.29. مياه الفيضانات يمكن أن تتحرك جميع أحجام الرواسب ، وعندما يتباطأ الماء ، تترسب الرواسب.الشكل 6.30. يعد تآكل السواحل بالموجة والمد والجزر والتيار مصدرًا رئيسيًا للرواسب الصخرية. هذا المنظر لمنطقة الانهيار الأرضي الساحلي Thornton Beach بالقرب من سان فرانسيسكو ، كاليفورنيا).الشكل 6.31. الانهيار الميكانيكي للصخور يزيد من مساحة السطح (لكل وحدة حجم). تزيد مساحة السطح المتزايدة من مساحة حدوث عمليات التجوية الكيميائية.

التجوية الكيميائية

التجوية الكيميائية يتضمن تفكك (تحلل ، تحلل ، انحلال) الصخور بوسائل كيميائية. تحلل هي عملية أو عملية الذوبان أو الذوبان ، ونقل المكونات القابلة للذوبان من المواد إلى محلول. ترشيح هي عملية إذابة وإزالة المكونات القابلة للذوبان للتربة أو الصخور بالقرب من سطح الأرض. تحمل المياه المتدفقة تحت تأثير الجاذبية المواد الذائبة بعيدًا ، مما يؤدي في النهاية إلى زيادة ملوحة المحيطات أو يتم ترسيبها على شكل أملاح ، مثل حوض بحيرة جافة صحراوي داخلي.
في معظم الإعدادات السطحية والقريبة من السطح ، تحدث التجوية الميكانيكية والكيميائية في وقت واحد.

الشكل 6.32. التجوية تتضمن العديد من العمليات التي تحدث في بيئة السطح أو بالقرب منها. تسمح الكسور للماء والهواء بالتغلغل في صخرة الأساس مما يسمح بإجراء عمليات التجوية الكيميائية.

التجوية والتعرية عمليات مستمرة في البيئة السطحية ، يعززها وجود الماء. عادة ما يطلق على الماء اسم مذيب شامل لأنه يمكن إذابة العديد من المركبات فيه.

يمكن أن تستغرق رحلة الرواسب وقتًا طويلاً! قد تستغرق هجرة الرواسب من المناطق المرتفعة إلى أحواض المحيط وقتًا طويلاً جدًا. يمكن أن تتآكل الرواسب وإعادة ترسبها عدة مرات على طول الرحلة.

مصير مكونات الصخور القابلة للذوبان: تكوين مياه البحر

عندما تتأكل الصخور وتتآكل ، فإنها تفقد مكوناتها الأولية القابلة للذوبان ، وتذوب في المياه الجوفية والجريان السطحي ويتم نقلها بعيدًا ، لتصل في النهاية إلى المحيط. ارتفاع مستوى الملح في مياه البحر ناتج عن العوامل الجوية وتآكل الصخور على السطح أو قاع البحر. الأملاح المذابة في المياه المتدفقة من القارات أو المياه المتدفقة عبر الرواسب أو الصخور تحت الأرض. تبخر يركز الملح في مياه البحر. تحدث تركيزات الملح الأعلى من مياه البحر في أحواض بحيرة معزولة في المناطق القاحلة ، مثل منطقة الحوض العظيم في أمريكا الشمالية. ينتهي الأمر بتركيز الأملاح كأملاح على قيعان البحيرات الجافة - أو محلول ملحي في أحواض مثل بحيرة مونو (كاليفورنيا) أو بحيرة سولت ليك الكبرى (يوتا). على مدى بلايين السنين ، ساهمت الأنهار والجداول والمياه الجوفية المتدفقة إلى المحيطات في ملوحة مياه البحر. يتركز الملح في مياه البحر عن طريق تبخر الماء مرة أخرى في الغلاف الجوي. (يرى لماذا المحيط مالح؟)


التجوية عبر علوم الأرض

تلعب عمليات التجوية دورًا أساسيًا في مجموعة من مجالات علوم الأرض. التجوية الكيميائية فقدان الكتلة عن طريق إذابة المعادن وتصديرها هو المفتاح لفهم كيفية عمل جلد الأرض. التجوية هي نقطة البداية للدورات البيوجيوكيميائية لمعظم العناصر. يحدد كيمياء الأنهار والمياه الجوفية ويوفر العناصر الغذائية للنظم البيئية. يغير التجوية بنية الصخور ولا يمكن فهم قابلية تعرية التربة وتطور المناظر الطبيعية دون النظر في دور التجوية الكيميائية. تجوية صخور السيليكات هي حوض طويل الأمد لثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي2، وكان حاسمًا في الحفاظ على قابلية كوكبنا للسكن على مدار مليارات السنين ... وقد يشكل استراتيجية هندسة جيولوجية. تستكشف هذه القضية الروابط بينهما.

  • الدور المركزي للتجوية في علوم الأرض
  • كوكب المعتدل؟ كيف تحافظ عملية التجوية بالسيليكات على الأرض "تمامًا"
  • كيف تعزز النباتات التجوية ومدى أهمية التجوية للنباتات
  • تقسيمها: العمليات الميكانيكية في محرك التجوية
  • مكافحة تغير المناخ من خلال تحسين تجوية التربة الزراعية
  • Palaeoweathering: كيف تختلف معدلات التجوية باختلاف المناخ؟

المجلد 15 ، العدد 5 (أكتوبر) • الأحداث الكارثية في تاريخ الأرض وتأثيرها على دورة الكربون

المحررون الضيوف: ماري إدموندز (جامعة كامبريدج ، المملكة المتحدة)أدريان جونز (جامعة كوليدج لندن ، المملكة المتحدة) ، و سيلينا سواريز (جامعة أركنساس ، الولايات المتحدة الأمريكية)

يعتبر الكربون أحد أهم العناصر على وجه الأرض. إنه أساس كل أشكال الحياة على هذا الكوكب ، ويتم تخزينه وتعبئته في جميع أنحاء الأرض من اللب إلى القشرة ، وهو أساس مصادر الطاقة المهمة جدًا للحضارة البشرية. ستستكشف هذه المسألة أصول الكربون على الأرض ، والاضطرابات الكارثية والواسعة النطاق لدورة الكربون طويلة المدى لدورة الكربون على الأرض مثل المقاطعات النارية الكبيرة وتأثيرات بولييد على دور الكربون في الانقراض الجماعي وتحولات مناخ الاحتباس الحراري - الاحتباس الحراري في وقت عميق يتطلب فك رموز الإشارات المعقدة ، والخافتة في كثير من الأحيان ، لكوارث الكربون البعيدة جهدًا متعدد التخصصات والتكنولوجيا التحليلية الأكثر ابتكارًا. تأتي هذه المجموعة المواضيعية في وقت مهم تتغير فيه تدفقات الكربون على الأرض بسرعة. يجب أن يفهم المجتمع الطريقة التي تعمل بها دورة الكربون العميقة على الأرض لتأمين مستقبل مستدام.


6.10: التجوية - علوم الأرض

يتم توفير جميع المقالات المنشورة بواسطة MDPI على الفور في جميع أنحاء العالم بموجب ترخيص وصول مفتوح. لا يلزم الحصول على إذن خاص لإعادة استخدام كل أو جزء من المقالة المنشورة بواسطة MDPI ، بما في ذلك الأشكال والجداول. بالنسبة للمقالات المنشورة بموجب ترخيص Creative Common CC BY ذي الوصول المفتوح ، يمكن إعادة استخدام أي جزء من المقالة دون إذن بشرط الاستشهاد بالمقال الأصلي بوضوح.

تمثل الأوراق الرئيسية أكثر الأبحاث تقدمًا مع إمكانات كبيرة للتأثير الكبير في هذا المجال. يتم تقديم الأوراق الرئيسية بناءً على دعوة فردية أو توصية من المحررين العلميين وتخضع لمراجعة الأقران قبل النشر.

يمكن أن تكون ورقة الميزات إما مقالة بحثية أصلية ، أو دراسة بحثية جديدة جوهرية غالبًا ما تتضمن العديد من التقنيات أو المناهج ، أو ورقة مراجعة شاملة مع تحديثات موجزة ودقيقة عن آخر التقدم في المجال الذي يراجع بشكل منهجي التطورات الأكثر إثارة في العلم. المؤلفات. يوفر هذا النوع من الأوراق نظرة عامة على الاتجاهات المستقبلية للبحث أو التطبيقات الممكنة.

تستند مقالات اختيار المحرر على توصيات المحررين العلميين لمجلات MDPI من جميع أنحاء العالم. يختار المحررون عددًا صغيرًا من المقالات المنشورة مؤخرًا في المجلة ويعتقدون أنها ستكون مثيرة للاهتمام بشكل خاص للمؤلفين أو مهمة في هذا المجال. الهدف هو تقديم لمحة سريعة عن بعض الأعمال الأكثر إثارة المنشورة في مجالات البحث المختلفة بالمجلة.


ما هو التجوية الكيميائية؟

هذا هو تحلل الصخور بسبب التفاعلات الكيميائية التي تحدث بين المعادن في الصخور والبيئة. توضح الأمثلة أدناه التجوية الكيميائية.

الماء ، والعديد من المركبات الكيميائية الموجودة في الماء ، هو العامل الرئيسي للعوامل الجوية الكيميائية. الفلسبار ، أحد المعادن الأكثر وفرة في تكوين الصخور ، يتفاعل كيميائياً مع الماء والمركبات القابلة للذوبان في الماء لتشكيل الطين.


© ستيوارت جينينغز ، ولاية مونتانا

يحتوي الماء على العديد من الأحماض الضعيفة مثل حمض الكربونيك. يتشكل هذا الحمض الضعيف ، ولكن الوفير ، عندما يختلط غاز ثاني أكسيد الكربون من الغلاف الجوي بمياه الأمطار. ينتج ثاني أكسيد الكبريت وغازات النيتروجين أنواعًا أخرى من الأمطار الحمضية التي تعمل كعوامل تجوية كيميائية. بعض مصادر ثاني أكسيد الكبريت هي محطات توليد الطاقة التي تحرق الفحم وكذلك البراكين والمستنقعات الساحلية. تتفاعل غازات الكبريت مع الأكسجين ومياه الأمطار لتكوين حامض الكبريتيك. على الرغم من ضعفها نسبيًا ، إلا أن وفرة الحمض وآثاره طويلة المدى تسبب أضرارًا ملحوظة للنباتات والأقمشة والدهانات والصخور.

الأكسدة هي نوع آخر من التجوية الكيميائية التي تحدث عندما يتحد الأكسجين مع مادة أخرى وينتج مركبات تسمى الأكاسيد. الصدأ ، على سبيل المثال ، هو أكسيد الحديد. عندما تتعرض الصخور ، خاصة تلك التي تحتوي على الحديد ، للهواء والماء ، يتعرض الحديد للأكسدة ، والتي يمكن أن تضعف الصخور وتجعلها تنهار.


ما هو التجوية الفيزيائية؟

تسمى أحيانًا التجوية الميكانيكية ، التجوية الفيزيائية هي العملية التي تكسر الصخور دون تغيير تركيبها الكيميائي. توضح هذه الأمثلة التجوية الفيزيائية:

تتحرك المياه بسرعة

يمكن للمياه سريعة الحركة أن ترفع ، لفترات قصيرة ، الصخور من قاع التيار. عندما تسقط هذه الصخور ، فإنها تصطدم بصخور أخرى ، فتكسر قطعًا صغيرة.

آسفين الجليد

يتسبب تقوس الجليد في تكسر العديد من الصخور. يشير هذا إلى التجميد والذوبان المتكرر للماء داخل الشقوق الصغيرة في سطح الصخر. هذا التوسع والانكماش هو أيضًا سبب رئيسي للحفر في الشوارع. يتسرب الماء إلى شقوق في الصخور ، وعندما تنخفض درجة الحرارة إلى ما دون درجة التجمد ، يتمدد الماء على شكل جليد في الشقوق. يمارس التمدد ضغطًا هائلاً على الصخور المحيطة ويعمل مثل الإسفين ، مما يجعل الشقوق أوسع. بعد التجميد والذوبان المتكرر للماء ، تتكسر الصخور.

جذور النبات

يمكن أن تنمو جذور النبات في الشقوق. يمكن أن يكون ضغط جذر النمو المحصور كبيرًا. هذه الضغوط تجعل الشقوق في الصخور أكبر ، ومع نمو الجذور ، فإنها يمكن أن تكسر الصخور.


6.10: التجوية - علوم الأرض

يتم توفير جميع المقالات المنشورة بواسطة MDPI على الفور في جميع أنحاء العالم بموجب ترخيص وصول مفتوح. لا يلزم الحصول على إذن خاص لإعادة استخدام كل أو جزء من المقالة المنشورة بواسطة MDPI ، بما في ذلك الأشكال والجداول. بالنسبة للمقالات المنشورة بموجب ترخيص Creative Common CC BY ذي الوصول المفتوح ، يمكن إعادة استخدام أي جزء من المقالة دون إذن بشرط الاستشهاد بالمقال الأصلي بوضوح.

تمثل الأوراق الرئيسية أكثر الأبحاث تقدمًا مع إمكانات كبيرة للتأثير الكبير في هذا المجال. يتم تقديم الأوراق الرئيسية بناءً على دعوة فردية أو توصية من المحررين العلميين وتخضع لمراجعة الأقران قبل النشر.

يمكن أن تكون ورقة الميزات إما مقالة بحثية أصلية ، أو دراسة بحثية جديدة جوهرية غالبًا ما تتضمن العديد من التقنيات أو المناهج ، أو ورقة مراجعة شاملة مع تحديثات موجزة ودقيقة عن آخر التقدم في المجال الذي يراجع بشكل منهجي التطورات الأكثر إثارة في العلم. المؤلفات. يوفر هذا النوع من الأوراق نظرة عامة على الاتجاهات المستقبلية للبحث أو التطبيقات الممكنة.

تستند مقالات اختيار المحرر على توصيات المحررين العلميين لمجلات MDPI من جميع أنحاء العالم. يختار المحررون عددًا صغيرًا من المقالات المنشورة مؤخرًا في المجلة ويعتقدون أنها ستكون مثيرة للاهتمام بشكل خاص للمؤلفين أو مهمة في هذا المجال. الهدف هو تقديم لمحة سريعة عن بعض الأعمال الأكثر إثارة المنشورة في مجالات البحث المختلفة بالمجلة.


6.10: التجوية - علوم الأرض

يتم توفير جميع المقالات المنشورة بواسطة MDPI على الفور في جميع أنحاء العالم بموجب ترخيص وصول مفتوح. لا يلزم الحصول على إذن خاص لإعادة استخدام كل أو جزء من المقالة المنشورة بواسطة MDPI ، بما في ذلك الأشكال والجداول. بالنسبة للمقالات المنشورة بموجب ترخيص Creative Common CC BY ذي الوصول المفتوح ، يمكن إعادة استخدام أي جزء من المقالة دون إذن بشرط الاستشهاد بالمقال الأصلي بوضوح.

تمثل الأوراق الرئيسية أكثر الأبحاث تقدمًا مع إمكانات كبيرة للتأثير الكبير في هذا المجال. يتم تقديم الأوراق الرئيسية بناءً على دعوة فردية أو توصية من المحررين العلميين وتخضع لمراجعة الأقران قبل النشر.

يمكن أن تكون ورقة الميزات إما مقالة بحثية أصلية ، أو دراسة بحثية جديدة جوهرية غالبًا ما تتضمن العديد من التقنيات أو المناهج ، أو ورقة مراجعة شاملة مع تحديثات موجزة ودقيقة عن آخر التقدم في المجال الذي يراجع بشكل منهجي التطورات الأكثر إثارة في العلم. المؤلفات. يوفر هذا النوع من الأوراق نظرة عامة على الاتجاهات المستقبلية للبحث أو التطبيقات الممكنة.

تستند مقالات اختيار المحرر على توصيات المحررين العلميين لمجلات MDPI من جميع أنحاء العالم. يختار المحررون عددًا صغيرًا من المقالات المنشورة مؤخرًا في المجلة ويعتقدون أنها ستكون مثيرة للاهتمام بشكل خاص للمؤلفين أو مهمة في هذا المجال. الهدف هو تقديم لمحة سريعة عن بعض الأعمال الأكثر إثارة المنشورة في مجالات البحث المختلفة بالمجلة.


المصدر مقابل التحكم في العوامل الجوية على تكوين الرواسب في مناخ الرياح الموسمية الاستوائية (جنوب الصين) - 2. صخور الصخور الرملية والمعادن الثقيلة

جنبًا إلى جنب مع المقالة المصاحبة المخصصة للكيمياء الجيولوجية الرسوبية وعلم المعادن الطيني ، تبحث هذه الدراسة في عناصر التحكم المتداخلة على توليد وتكوين رواسب الأنهار عبر جنوب الصين. في نهر اللؤلؤ ومستجمعات نهر اليانغتسي الجنوبية ، تتسبب الصخور الرسوبية والبازلتية في كتلة اليانغتسي في إلقاء رمال رواسب كوارتزو-ليثية ، في حين أن معظم الصخور الجرانيتية والرسوبية من كتلة كاتايزيا تولد رمال فيلدسباثو كوارتزوز. تحمل أنهار مقاطعتي فوجيان وتشجيانغ التي تجف حزام الصخور المنصهرة لساحل جنوب شرق البلاد رملًا بركانيًا فيلدسباثو-ليثو-كوارتزوز يحتوي على إبيدوت مع كلينوبيروكسين صغير وزبرجد الزيتوني محليًا. داخل مستجمعات نهر اللؤلؤ ، يتم اشتقاق 35-40٪ من الرمال من كتلة اليانغتسي ، و 60-65٪ من كتلة كاتايسيا. يتم توزيع معدلات التآكل بالتساوي إلى حد ما عبر الحوض ، لتصل إلى قيم أعلى في منابع هونغشوي حيث يكون التضاريس الطبوغرافية أكبر. تستضيف جنوب الصين واحدة من أكبر المناطق الكارستية وأكثرها إثارة على الأرض ، حيث يتميز نوعان من المناظر الطبيعية بكثافة مختلفة من الانحلال الكيميائي. في فنغكونغ (مخروط) كارست، يتم الاحتفاظ جزئيًا بمخلفات الكربونات التي تتعرض للهجوم من الأحماض الكربونية والكبريتيك ، بينما تذوب حبيبات الكربونات تمامًا في فنغلين (برج) كارست المتقدمة في المناطق الأكثر رطوبة في الشرق. ينعكس التدرج المناخي القوي من هضبة التبت الجافة في الغرب إلى المناطق الساحلية التي تغمرها الرياح الموسمية بأمانة في تجمعات المعادن الطينية الغنية بالألياف مقابل مجموعات الطين المعدنية الغنية بالكاولين ، ولكن في الرمال يكون تأثير التجوية أكثر صعوبة في عزله عن التأثيرات السائدة مصدر الصخور الصخرية وإعادة التدوير. توفر المتانة المختلفة للسيليكات (كوارتز و جي تي ميكروكلين و جي تي أورثوكلاز و جي تي بلاجيوجلاز) ودرجة التآكل التي تعرضها المعادن ديتريتال معلومات نوعية أساسية ولكن لا يمكن أن تمثل وكلاء قويين لقياس كثافة التجوية. ال مؤشر توليد الرمال تكشف SGI عما إذا كانت الصخور الحجرية ممثلة تمثيلا ناقصًا أو زائدًا في التجمعات الفتاتية وثبت أنها أكثر فائدة لتتبع أنظمة التجوية المختلفة عبر جنوب الصين.


التجوية الحضرية

بينما تمت دراسة المغذيات والمعادن النزرة والجزيئات العضوية الثابتة (على سبيل المثال ، مركبات ثنائي الفينيل متعدد الكلور والهيدروكربونات العطرية متعددة الحلقات) على نطاق واسع في التيارات الحضرية ، فإن العمليات التي تتحكم في كيمياء الأيونات الرئيسية (Ca ، K ، Mg ، Na ، الكربون غير العضوي المذاب (DIC) / القلوية ، Cl ، SO4 ، والسيليكا المذابة) من التيارات الحضرية غير مفهومة جيدًا. أحد الأسباب الرئيسية هو أن مستجمعات المياه الحضرية لديها العديد من المصادر المحتملة للأيونات الرئيسية ، والثاني هو أن الدراسات السابقة لكيمياء الأيونات الرئيسية كانت في مستجمعات المياه ذات الصخر الصخري المختلط ، مما يعني أنه لا يمكن تمييز المساهمات الناتجة عن تجوية الكربونات عن المصادر الحضرية. حتى الآن ، لم يتم الإبلاغ عن التدفقات الكيميائية الإجمالية للأيونات الرئيسية في الأدبيات على الرغم من أن التدفقات قد تم حسابها لمجموعات فرعية من هذه الأيونات.

لتحديد الكيمياء الجيولوجية للبيئة الحضرية المبنية ، قمنا بجمع عينات من المياه من 5 مستجمعات مائية صغيرة في ماريلاند بيدمونت مصفوفة على طول التدرج الحرجي إلى الحضري مع كيمياء صخور الأساس السيليكات المماثلة وعدم وجود تصريفات ذات مصدر نقطي مهم. أكثر مستجمعات المياه الحضرية (

25٪ من المساحة السطحية غير منفذة) بتركيزات أيونية كبيرة تزيد من 5 إلى 70 مرة عن مستجمعات المياه المرجعية الحرجية. زادت تركيزات جميع الأيونات الرئيسية على طول التدرج مع زيادة مساحة السطح غير المنفذة ، مما له آثار على التوافر البيولوجي للمعادن والضغط التناضحي على الكائنات المائية. على سبيل المثال ، أدت الزيادة بمقدار 50 ضعفًا في تركيزات الكالسيوم إلى مستويات أعلى بكثير مسموح بها من المعادن النزرة الذائبة في التيارات الحضرية عند استخدام طريقة صلابة وكالة حماية البيئة لحساب تركيز معايير الحياة المائية.

أدت الزيادة في تركيزات الأيونات الرئيسية إلى تدفقات عالية للعوامل الجوية من مستجمعات المياه الحضرية. كان تدفق التجوية الطبيعي للمنطقة من مستجمعات المياه الحرجية أقل بنسبة 80 ٪ من المتوسط ​​العالمي ، وهو أمر متوقع بالنظر إلى المناظر الطبيعية الهادئة ذات التضاريس المنخفضة والهادئة التكتونية. كان تدفق التجوية لمعظم مستجمعات المياه الحضرية أعلى بـ 13 مرة من مستجمعات المياه في الغابات وتجاوز التدفقات لمستجمعات المياه الجبلية في الجبال النشطة. تشير هذه النتائج إلى أن مستجمعات المياه الحضرية قد تكون نقاطًا ساخنة للتجوية الكيميائية.


6.10: التجوية - علوم الأرض

للأرض دورتان مهمتان من الكربون. الأول هو البيولوجي ، حيث تستهلك الكائنات الحية - معظمها نباتات - ثاني أكسيد الكربون من الغلاف الجوي لتكوين أنسجتها ، وبعد ذلك ، بعد موتها ، يتم إطلاق هذا الكربون مرة أخرى في الغلاف الجوي عندما تتحلل على مدى سنوات أو عقود. يتم دفن نسبة صغيرة من هذا الكربون في الدورة البيولوجية في الصخور الرسوبية: أثناء التكوين البطيء للفحم ، على شكل شظايا وجزيئات صغيرة في الصخر الزيتي الغني بالمواد العضوية ، وكأصداف وأجزاء أخرى من الكائنات البحرية في الحجر الجيري. يصبح هذا بعد ذلك جزءًا من دورة الكربون الجيولوجية ، وهي دورة تتضمن في الواقع غالبية كربون الأرض ، لكنها تعمل ببطء شديد.

تظهر دورة الكربون الجيولوجية بشكل تخطيطي في الشكل 5.20. الخطوات المختلفة في العملية (ليس بالضرورة بهذا الترتيب) هي كما يلي:

أ: يتم تخزين المواد العضوية من النباتات في الخث والفحم والتربة الصقيعية لآلاف إلى ملايين السنين.
ب: يحول تجوية معادن السيليكات ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي إلى بيكربونات مذابة ، والتي يتم تخزينها في المحيطات لآلاف إلى عشرات الآلاف من السنين.
ج: يتم تحويل الكربون المذاب بواسطة الكائنات البحرية إلى الكالسيت ، والذي يتم تخزينه في صخور الكربونات لعشرات إلى مئات الملايين من السنين.
د: يتم تخزين مركبات الكربون في الرواسب لعشرات إلى مئات الملايين من السنين ينتهي بعضها في رواسب بترولية.
هـ: يتم نقل الرواسب الحاملة للكربون إلى الوشاح ، حيث يمكن تخزين الكربون لعشرات الملايين إلى بلايين السنين.
F: أثناء الانفجارات البركانية ، يتم إطلاق ثاني أكسيد الكربون مرة أخرى في الغلاف الجوي ، حيث يتم تخزينه لسنوات إلى عقود.

الشكل 5.20 تمثيل لدورة الكربون الجيولوجية (أ: الكربون في المادة العضوية المخزنة في الخث والفحم والتربة الصقيعية ، ب: تجوية معادن السيليكات يحول ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي إلى بيكربونات مذابة ، ج: يتم تحويل الكربون المذاب إلى الكالسيت بواسطة الكائنات البحرية ، د: يتم تخزين مركبات الكربون في الرواسب ، هـ: يتم نقل الرواسب الحاملة للكربون إلى التخزين طويل المدى في الوشاح ، و f: يتم إطلاق ثاني أكسيد الكربون مرة أخرى إلى الغلاف الجوي أثناء الانفجارات البركانية.) [SE]

خلال معظم تاريخ الأرض ، كانت دورة الكربون الجيولوجية متوازنة ، حيث تم إطلاق الكربون بواسطة البراكين بنفس المعدل تقريبًا الذي يتم تخزينه بواسطة العمليات الأخرى. في ظل هذه الظروف ، يظل المناخ مستقرًا نسبيًا.

خلال بعض فترات تاريخ الأرض ، اختل هذا التوازن. يمكن أن يحدث هذا خلال فترات طويلة من البراكين أكبر من المتوسط. أحد الأمثلة على ذلك هو اندلاع المصائد السيبيرية في حوالي 250 مليون سنة ، والذي يبدو أنه أدى إلى ارتفاع درجة حرارة المناخ بقوة على مدى بضعة ملايين من السنين.

يرتبط عدم توازن الكربون أيضًا بأحداث بناء الجبال الكبيرة. على سبيل المثال ، تشكلت سلسلة جبال الهيمالايا بين 40 و 10 مليون سنة وخلال تلك الفترة الزمنية - وما زالت حتى يومنا هذا - تم تحسين معدل التجوية على الأرض لأن هذه الجبال عالية جدًا ونطاقها واسع جدًا. أدى تجوية هذه الصخور - وأهمها التحلل المائي للفلسبار - إلى استهلاك ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي ونقل الكربون إلى المحيطات وإلى معادن كربونات قاع المحيط. يُعزى الانخفاض المطرد في مستويات ثاني أكسيد الكربون على مدار الأربعين مليون سنة الماضية ، والذي أدى إلى حدوث تجلد العصر الجليدي ، جزئيًا إلى تكوين سلسلة جبال الهيمالايا.

هناك شكل آخر غير جيولوجي لاختلال دورة الكربون يحدث اليوم على نطاق زمني سريع للغاية. نحن بصدد استخراج كميات هائلة من الوقود الأحفوري (الفحم والنفط والغاز) التي تم تخزينها في الصخور على مدى مئات الملايين من السنين الماضية ، وتحويل هذه الأنواع من الوقود إلى طاقة وثاني أكسيد الكربون. من خلال القيام بذلك ، فإننا نغير المناخ بشكل أسرع مما حدث في الماضي.


شاهد الفيديو: مقرر علم الارض2 المحاضرة الاولى التربة Soil (شهر اكتوبر 2021).