مقاله تقابل سنگ و آب

چکیده
این مقاله به بررسی تقابل سنگ و آب می پردازد و فرآیندهای هوازدگی فیزیکی، شیمیایی و زیست شیمیایی سنگ ها را تحلیل می کند. نقش آب در حل شدن کانی ها، فرسایش سطحی و جابجایی رسوبات مورد بررسی قرار گرفته و اثر آن بر ترکیب شیمیایی و ساختار رسوبات سنگی تشریح شده است.

مقدمه
سنگ ها و آب دو عامل اساسی در شکل گیری و تحول زمین شناسی کره زمین هستند که تعامل میان آن ها، فرآیندهای پیچیده ای از هوازدگی و فرسایش را ایجاد می کند. هوازدگی، فرآیندی است که طی آن سنگ ها تحت تاثیر عوامل فیزیکی، شیمیایی و زیست شیمیایی دچار تغییر می شوند و اجزای آن ها به ذرات کوچک تر و ترکیبات شیمیایی قابل حل تبدیل می شود. آب به عنوان یک عامل فعال و واسطه در این فرآیندها نقش دوگانه ای دارد؛ از یک سو باعث حل شدن و جابجایی کانی ها می شود و از سوی دیگر، با ورود به منافذ و ترک های سنگ، موجب تغییرات شیمیایی و فیزیکی در سطح بستر سنگ و خاک می گردد.

سنگ های رسوبی و آذرین با توجه به ترکیب کانی شناسی خود، واکنش های متفاوتی در برابر آب نشان می دهند. به طور معمول فلدسپار رایج ترین کانی در پوسته زمین است و کوارتز نیز در سنگ های رسوبی حضور گسترده دارد. فرآیند هوازدگی باعث آزاد شدن این کانی ها و انتقال آن ها به رسوبات می شود و ترکیب شیمیایی متوسط رسوبات غالباً منعکس کننده ترکیب پوسته زمین است. با این حال، اجزای حاصل از هوازدگی همیشه به صورت حل شده از یکدیگر جدا نمی شوند و ارتباط میان ذرات و ترکیبات شیمیایی نقش مهمی در شکل گیری خاک و رسوبات ایفا می کند.

هوازدگی شیمیایی، تحت تاثیر pH، واکنش های آبکافت و تبادل پروتون ها رخ می دهد. آب های طبیعی، با داشتن قابلیت یونیزه شدن و واکنش با کانی های سطحی، فرایندهای محلول شدن یون های فلزی و تغییر ترکیب شیمیایی سنگ ها را سرعت می بخشند. علاوه بر این، هوازدگی فیزیکی و زیست شیمیایی در مناطق نزدیک به سطح زمین، معمولاً در محدوده ۱۰۰ متری از سطح رخ می دهد و تحت تاثیر رطوبت، دما و فعالیت زیستی گیاهان و موجودات میکروبی قرار دارد. این عوامل باعث تسریع فرسایش و تولید ذرات خاک می شوند که سپس توسط آب به مکان های دیگر منتقل می گردند.

علاوه بر هوازدگی، آب نقش مهمی در فرسایش مکانیکی و جابجایی رسوبات دارد. جریان های آب سطحی و زیرسطحی، ذرات هوازده شده را از محل اولیه جدا کرده و به رسوبات جدید منتقل می کنند. این فرآیند نه تنها موجب تغییر در ساختار خاک و رسوبات می شود بلکه بر ترکیب شیمیایی آن ها نیز تأثیر می گذارد. ترکیب شیمیایی رسوبات غالباً شامل مواد محلول آزاد شده از هوازدگی کانی ها مانند فلدسپار و کوارتز است و این ترکیبات بر ویژگی های فیزیکی و شیمیایی خاک های تولید شده تأثیر می گذارند.

فرآیندهای هوازدگی و فرسایش در تعامل مستمر با چرخه هیدرولوژیک قرار دارند. آب با حل کردن و انتقال مواد، شکل گیری خاک و رسوبات و نیز تغییر ترکیب شیمیایی سنگ ها را هدایت می کند. هر مقطع خاکی، نتیجه ویژگی های سنگ مادر، میزان هوازدگی، شرایط آب و هوایی و فعالیت های زیستی موجودات در آن محیط است. نقش آب در این چرخه، هم به عنوان عامل حلال و هم به عنوان واسطه فیزیکی، موجب شکل گیری ساختار پیچیده خاک و رسوبات می شود.

بنابراین، تقابل سنگ و آب نه تنها عامل اصلی هوازدگی و فرسایش سطح زمین است بلکه پایه ای برای درک تغییرات زیست محیطی و زمین شناختی فراهم می آورد. مطالعه دقیق فرآیندهای فیزیکی، شیمیایی و زیست شیمیایی هوازدگی و نقش آب در انتقال و تغییر ترکیب رسوبات، امکان پیش بینی پایداری خاک و مدیریت منابع طبیعی را فراهم می سازد و نشان دهنده اهمیت تعامل میان سنگ و آب در شکل گیری سطح زمین است.

فهرست مطالب:
تقابل سنگ و آب: ۱
تجزیه فیزیکی و شیمیایی سطح بستر خاک و جدا شدن رسوبات: ۱
۱-۲- مقدمه: ۱
۲-۲- آبهای طبیعی بعنوان ارتباطات پروتونها: PH، اسید هیدرولیز (آبکافت) و فرسایش سنگ آهک (کلسیت). ۴
اطلاعات بیشتر در مورد ویژگیها و نقش آب در هوازدگی سنگ: ۹
۳-۲- یونهای فلزی، انتقال الکترون و نمودار PH: 11
۴-۲- بررسی رفتار کانیهای سیلیکات در طی هوازدگی شیمیایی: ۱۴
تولید شکستگی و اشکال جدید کانی ۱۴
اطلاعات بیشتر در مورد واکنشهای هوازدگی ترمودینامیک: ۱۸
کوارتز: ۲۰