تكوين الأراضى Formation Soil

تكوين الأراضى  Formation Soil

المقصود بتكوين الاراضى هى عملية انتقال الصخر الى أرض ويعطى العلماء اسم Parent material بدلا من الصخر .

وتتم عملية تكوين الأراضى خلال سلسلة من العمليات الطبيعية والكيماوية والتى تعمل جميعها على التأثير فى القشرة الأرضية لكى تتكون الأرض فى النهاية  هذه السلسلة من العمليات الطبيعية والكيماوية والحيوية تعرف بالتجوية The process of weathering  تحدها عوامل أخرى تسمى عوامل تكوين الأراضى   Soil forming factors.

التجوية  :  The process of weathering     

 وهى عمليات مرتبطة بالمناخ والتى تتفتت فيها الصخور ميكانيكيا ثم تحللها كيماويا الى مكونات جديدة تنشأ عنها فيما بعد مايسمى بالتربة، وتعتبر التجوية أساسا خليطا من عمليات الهدم والبناء، فالصخور وهى نقطة البدء الأصلية فى عمليات التجوية، تتكسر أولا الى صخور أصغر الى أن تصل فى النهاية الى المعادن المفردة التى تتكون منها. وتتعرض فى نفس الوقت قطع الصخور والمعادن لهجوم قوى التجوية التى تغيرها الى معادن جديدة نتيجة لتعديلات طفيفة أو تغيرات كيماوية كاملة.

وعوامل التجوية يمكن تقسيمها إلى عمليتين رئيسيتين :-

الأولى : وتسمى بالتفتت    Disintegrationوهى مسئولة عن تفتيت الصخر إلى اجزاء صغير وتسمى هذه العمليات بالعوامل الطبيعية Physical weathering .

الثانية : وتسمى بالتحلل Decomposition فتحدث تغيرات كماوية محددة وتنفصل المواد الذائبة كما تتكون معادن جديدة او تبقى كنواتج نهائية وتسمى هذه العمليات بعامل التعرية الكيماوية  Chemical weathering.

هذا وتدخل أيضا عوامل بيولوجية فى التحليل وتسمى هذه العوامل بالعوامل البيولوجية Biological weathering . ولواعتبرنا جميع هذه العوامل تعمل جميعا للتأثير على القشرة الارضية لامكن ترتيب تسلسل عملها كما يلى:-

1)    تفتيت سطوح الصخور ميكانيكيا إلى اجزاء صغيرة.

2)    نقل المواد المفتتة من مكانها إلى مكان أخر.

3)    رسوب نواتج التفتت حيث تحول الى ارض رسوبية منقولة.              

أولا : القوى الميكانيكية للتجوية :

1- تأثيرات الحرارة : Temperature 

الفرق بين درجات الحرارة نهارا وليلا أو صيفا وشتاء تؤدى إلى تمدد وانكماش الصخور. ولما كانت الصخور عبارة عن تجمعات من معادن مختلفة تختلف فى معاملات تمددها اذا سخنت فان ذلك يعنى ان كل تغيير فى درجة الحرارة ينتج عنه تصدعات وتشققات تشجع عملية الهدم هذا بالإضافة الى تجمد الماء بين التشققات الموجودة فى الصخور مما ينتج عنه قوة ضغط تصل الى حوالى 160 طن للقدم المربع تؤدى الى تكسير الصخور.

2- الرياح : Wind

الرياح المحملة بالأتربة والرمال والحصى اذا مرت على الصخور فأنها تبريها.كما ان الرياح من عوامل النقل والتعرية والترسيب.

3- الماء :

تكون لمياه الأمطار القوية قدرة نقل وفرز وطحن المواد غير المتماسكة بجميع انواعها وخاصة اذا كانت مصحوبة برياح شديدة فتصطدم بالصخور وتهبط من اعالى الجبال الى اسفلها وبذلك يتعرى سطح جديد للصخر بعد زوال الطبقة المفككة عنه بالمطر فتستمر التعرية كما ان لمياه الامطار قدرة نحر هائلة فمنها تتكون الانهار  وتقوم الانهار بنقل المواد الذائبة فى المياه والعالقة بها مثل المواد الصخرية ثم ترسبها فى الاجزاء السفلى من الوديان وبذلك تتكون الاراضى النهرية  Alluvium.

4 - الجليد : Gleaners

الجليد له قدرة هائلة كعامل من عوامل الجرف أو النقل نتيجة لثقله بل يطحن ويخلط المواد الغير ملتحمة أثناء اندفاعه.

ثانيا : العمليات الكيماوية للتجوية :

1-التأدرت : Hydration.

وهى تعتبر عملية تمهيدية يتم فيها امتصاص المعدن لماء التبلور وتحوله الى معدن اخر ويؤدى الى زيادة حجم المعدن وطراوته مما يؤدى الى التجوية نظرا لما تشغله المركبات المتأدرته من فراغ اكبر  .

    

2- الأكسدة : Oxidation

يشغل الأوكسيجين 20% من حجم الفراغ ويقوم بدور كبير فى أكسدة المعادن وخاصة مركبات الحديد والكبريت .

        

3- الاختزال : Reduction 

وهى عملية عكس الأكسدة وتحدث  فى ظروف نقص الأكسجين كرداءة التهوية فى الاعماق الكبيرة وكذلك فى الاراضى الغدقةWaterlogged Soils  فيختزل  الحديديك الى حديدوز.

4-التحلل المائى :Hydrolysis   

التحليل المائى هو انقسام جزئ الماء الى ايونات (H)⁺ (OH)^- فيحل (H)⁺ محل الايونات الموجبة فى كثيرمن المركبات مكونا مركبات جديدة. وتكون هذه العملية على اشدها فى المعادن التى تحتوى على عناصر قاعدية مثل سليكات الكالسيوم والبوتاسيوم والصوديوم .

   

5- التكربن : Carbonation

عند تحلل المادة العضوية ينتج ثانى أكسيد الكربون بكميات كبيرة ويتكون حامض الكربونيك الذى له أثر كبير فى اذابة بعض المعادن.

6- الإذابة : Soluability

 الماء مذيب قوى إذا احتوى على ثانى اكسيد الكربون اوبعض الاحماض  العضوية أوالاملاح ويتكون عادة أحماض خفيفة جداً من النيتريك والكبريتك والفوسفوريك ولكنها كافية لعمل الاذابة كما هوعند تحويل الكالسيت الى بيكربونات كالسيوم.

ثالثاً : الانحلال البيولوجى:

  النبات والحيوان والانسان لهم أثر كبير فى تنشيط عوامل التعرية فقد تكون عوامل هدم Destructive  أو حافظة  Protectiveأو بناءه Constructive  فالنبات له قدرة تفتيت الصخوربما يوجد بها من جذور فى مسامها وشقوقها علاوة على الاحماض العضوية التى تفرزها أو تتكون عند تحللها والحيوانات كالديدان والحيوانات الحافرة وبعض المحارات البحرية لها أثر كبير فى تفتيت الصخور والانسان وما يقوم به من تحويل مجارى الأنهار وقطع الاشجار وعمليات الحرث والعزيق كل ذلك ينشط عوامل التعرية.

أى أنه يمكن القول بأن عوامل التجوية الطبيعية والكيماوية والبيولوجية تتضافر معا للعمل على تحويل الصخر الخام الى أرض صالحة للإنتاج الزراعى.

عوامل تكوين الاراضى : Soil forming factor

يرى العالمJenny  أن عوامل تكوين الاراضى تعتبر متغيرات مستقلة Independent variable  أو عوامل مكيفة Conditioning Factors  وسواء كان ذلك أو ذاك فإن الأرض يرجع تكوينها الى العوامل الآتية :-

1- المناخ	Climate, (C1)
2- الكائنات الحية	Organisms, (0)
3- التضاريس	Topgraphy, relief (r)
4- مادة الاصل	Parent material (p)
5- الزمن	Time (t)

وتعتبر هذه العوامل متغيرات مستقلة تحدد نظام الارض ومعنى ذلك بأنه تحت ظروف  مناخ ، كائنات حية , تضاريس , مادة اصل وزمن محدود فان الأرض الناتجة تكون محدّدة الخواص ايضا اى يتكون عنها طراز واحد من الارض      One Soil Type ولما كانت عوامل تكوين الاراضى الخمسة هى التى تحدد الارض  كنظام System  لذلك يمكن الحصول  على المعادلة الآتية: -

                            S = f (C1, O, P, R ,T )                                

                                   Soil = S حيث ان:   

                          f-  Function of = (dependent on)               

معناها تعتمد على وهذه تعتبر المعادلة الاساسية لعوامل تكوين الارض, وعليها يمكن تحديد معنى تربة Soil  بأنها "تلك الأجزاء من القشرة الصلبة للكرة الأرضية التى تتغير خواصها بتغيير عوامل تكوين الاراضى".

 ولتحديد مدى أثر كل  عامل على الارض  عامة يمكن عزل  كل  عامل  على حدة كالآتى فمثلا:

 عند تغير  المناخ  S = f ( Climate )  o, r, p, t,

 أوعند تغير الزمن S = f (Time ) Cl, O, r, P ، وهكذا مع باقى العوامل الاخرى.

1- المناخ Climate :

ربما كان المناخ من وجهة النظر العاملة اهم هذه العوامل تأثيراً فهو اولا يقرر الى حد ليس بالقليل نوع التجوية التى تحدث ولقد سبق الاشارة الى ما لدرجة الحرارة والأمطار من آثار عميقة على معدلات العمليات الكيماوية والطبيعية التى هى بالتالى الوسائل الرئيسية التى عن طريقها يتطور القطاع ,ويترتب على ذلك أن الآثار المناخية هى اهم العوامل تأثيراً فى الصورة التى تتكون عليها الارض إذا ما اعطيت الفرصة الكافية.

وللمناخ تأثير كبير مثلا على تكوين الاراضى الحامضية نتيجة غسيل القلويات وتجميع الجير قريبا من السطح فى المناطق قليلة المطر وتكوين اراضى  ذات سمك رفيع على سفوح الجبال نتيجة المطر الغزير الذى يسبب التعرية.

الرطوبة الجوية ودرجة الحرارة من أهم المكونات تأثيراً على المناخ وهناك عدة مقاييس لمناقشة تأثير كل منها منفصلا عن الاخر أو الاثنان معا .

2- مادة الاصل : Parent material

أن طبيعة مادة الاصل يؤثر على خواص الارض الناتجة فمثلا يتحكم قوام الارض بدرجة كبيرة فى الحركة الهابطة للماء وان تركيبها الكيماوى والمعدنى يؤثر على مدى فاعلية عوامل التجوية والتحكم الجزئى فى النباتات الطبيعية.

طبيعية العناصر التى تنفصل خلال انحلال الصخور تلعب دورا هاما فى عملية تكوين الاراضى فيجهز السليكون والالمونيوم الهيكل اللازم لإنتاج الغرويات كما ان الحديد والمنجنيز يلزمان لعمليات الاكسدة والاختزال ويؤثر ايضا على لون الارض ثم ان البوتاسيوم والصوديوم تعمل على تفرقة الحبيبات أما الكالسيوم والماغنسيوم تعمل على تجميعها .

 الصخور النارية الحامضية تحتوى على نسب كبيرة من الكوارتز والكاتيونات الاحادية وتكسب أراضيها خواص طبيعية جيدة اما الصخور النارية القاعدية فانها تحتوى على نسب عالية من الكالسيوم والماغنسيوم وتكسب أراضيها خواص كيماوية ممتازة كما ان المحتوى الفوسفاتى للأراضى البازلتية مرتفع عنه فى الأراضى الجرانيتية.

مادة الأصل تكون ذات عوامل بيئية معينة لابد وأن تنتج أرض ذات صفات مورفولوجية معينة وكلما كانت سرعة تسرب الماء خلال قطاعها كبيرة كلما كان ذلك من دواعى سرعة بلوغها نهاية النضج ولهذا نجد ان الاراضى ذات القوام الخشن هى التى تسرع فى النضج عن ذات القوام الناعم اذا ما وقعا تحت ظروف بيئية متشابهة تماما.

وفى المناطق الرطبة ترجع خواص الأرض المكونة من الحجر الجيرى الى الشوائب الموجودة فى مادة الاصل لا سيما حبيبات الرمل والطين ولو أنها لا تزيد عادة عن 10% فى الحجر لانها تتراكم بسرعة خلال عملية تطوير الأرض وتكوينها لأن الكربونات تذوب بسرعة وتحمل بعيدا تاركة تلك الحبيبات.

3- التضاريس :  Releif  

 قد تكون طبوغرافية الارض بشكل  يسرع أو يعطل من عمل القوى المناخية ولهذا ففى الجهة المستوية غير المتضرسة تكون السرعة التى تزاح بها الماء الفائض أقل بكثير منها فى حالة كون السطح ذا طبيعة متموجة اذ ان الطبيعة المتموجة تساعد على حدوث بعض الانحراف للطبقات السطحية الامر الذى يؤدى الى تكوين اراضى غيرعميقة هذا بل تؤدى التضاريس المسطحة التى تعرضها لفقد الطين بالغسيل بدرجة أكبر من التضاريس المتدرجة.

ويؤدى انحدار الارض فى الاراضى غير المغطاه بالنباتات والاعشاب الى تعرية الارض كما هو الحال فى اراضى Cherenozem  فى كندا حيث  تكشط الطبقة السطحية وتزال الى اسفل كما فى الرسم التالى :

4- الزمن : Time

يعتبرعامل الزمن هوالاصل فى تحديد مدى نضج مختلف أنواع الاراضى لان النضج يتوقف على الزمن فتكوين الافاق يكون اسرع تحت منطقة باردة رطبة ثم تحت الظروف المناسبة قد يأخذ القطاع حوالى 200 سنة لتكوينه اما اذا كانت الظروف غير مناسبة فقد يمتد هذا الوقت لمدة آلاف من السنين.

        هذا يعتبر الزمن عامل مهم فى الوصول الى التوازن مع البيئة وانه يمكن القول بأن مكون ما للارض مثل المكون (س) يصل الى التوازن مع البيئة عندما يكون مدلوله Indicators  غير متغير بمضى الزمن أى المكون (س) فى النظام Soil يعتبر ساكن أو ثابت رغم تغير الزمن اى ان مدى التغير للمكون بمضى الزمن= " صفر"

5-الكائنات الحية : Organisms

لاختلاف انواع وكميات التوزيع النسبى للاحياء الدقيقة فى الطبيعة اثره الفعال فى تكوين الأراضى فمثلا نجد البكتريا تكون منتشرة فى اراضى المراعى والفطريات فى اراضى الغابات مما يؤدى الى الحموضة المتكونة بفعل نواتج الفطريات هذا بل  يؤثر ايضا على مكونات الدبال فى الاراضى. والاراضى الحامضية تكون مثلا خالية من البكتريا الخاصة بتثبيت النيتروجين مثل الازوتوباكتر Azotobacter  .

ومن الجلى أنه فى الاقاليم المعتدلة تكون انتاج المادة العضوية فى اراضى الغابات أكبر كثيرا من انتاجها فى اراضى البرارى ويلاحظ ان ما ينتج من مادة عضوية من الورق  المتساقط فقط يساوى ما ينتج من الحشيش الطويل بالبرارى. وان امتصاص العناصر المعدنية من اعماق مختلفة من الارض الى اعلى بواسطة النباتات وترسيبها باستمرار على السطح ونوع النباتات فى هذه العملية يلعب دورا حيويا هاما فى نوع الارض المتكونة فى النهاية .

وان نشاط الانسان فى زيادة الانتاج النباتى للارض هو هدفه من استغلالها زراعيا : الحرث – العزيق – الرى – التسميد – الصرف – حصد المحصول –وحرق  البقايا النباتية كل هذه العمليات التى يؤديها الانسان تحسن دون شك تأثيرات عوامل تكوين الاراضى المختلفة.