الدورات الرسوبية: الخصائص والمراحل والأمثلة - جغرافية - 2026

في دورات الرسوبية تشير إلى مجموعة من المراحل التي تمر بعض العناصر المعدنية الموجودة في الأرض الصورة القشرة. تتضمن هذه المراحل سلسلة من التحولات تشكل سلسلة زمنية دائرية تتكرر على مدى فترات طويلة.

هذه دورات بيوجيوكيميائية يحدث فيها تخزين العنصر بشكل رئيسي في قشرة الأرض. ومن العناصر المعدنية التي تتعرض للدورات الرسوبية الكبريت والكالسيوم والبوتاسيوم والفوسفور والمعادن الثقيلة.

دورة ليثولوجي. 1 = الصهارة 2 = التبلور (تبريد الصخور) ؛ 3 = صخور نارية 4 = تآكل ؛ 5 = ترسيب 6 = الرواسب والصخور الرسوبية. 7 = التكتونية والتحول ؛ 8 = صخور متحولة. 9 = اندماج. المصدر: Woudloper / Woodwalker

تبدأ الدورة بتعرض الصخور التي تحتوي على هذه العناصر من أعماق القشرة إلى السطح أو بالقرب منه. ثم تخضع هذه الصخور للعوامل الجوية وتخضع لعمليات التعرية بسبب تأثير العوامل الجوية والهيدرولوجية والبيولوجية.

يتم نقل المواد المتآكلة عن طريق الماء أو الجاذبية أو الرياح إلى الترسيب أو ترسب المواد المعدنية على الركيزة في وقت لاحق. تتراكم طبقات الرواسب هذه على مدى ملايين السنين وتخضع لعمليات الضغط والتثبيت.

وبهذه الطريقة يحدث تحجيم الرواسب ، أي تحولها مرة أخرى إلى صخور صلبة في أعماق كبيرة. بالإضافة إلى ذلك ، في المراحل الوسيطة من الدورات الرسوبية ، تحدث أيضًا مرحلة بيولوجية تتكون من الذوبان والامتصاص بواسطة الكائنات الحية.

اعتمادًا على المعدن والظروف ، يمكن أن تمتصها النباتات أو البكتيريا أو الحيوانات ، وتنتقل إلى الشبكات الغذائية. ثم تفرز المعادن أو تنطلق بموت الكائن الحي.

مميزات

تشكل الدورات الرسوبية أحد الأنواع الثلاثة للدورات البيوجيوكيميائية وتتميز لأن مصفوفة التخزين الرئيسية هي الغلاف الصخري. هذه الدورات لها نظام دراسي خاص بها ، يسمى علم الرواسب.

دورة الزمن

تتميز الدورات الرسوبية لأن الوقت الذي يستغرقه إكمال المراحل المختلفة طويل جدًا ، حتى أنه يقاس بملايين السنين. وذلك لأن هذه المعادن تظل مغروسة في الصخور لفترات طويلة على أعماق كبيرة في قشرة الأرض.

مراحل الدورات الرسوبية

من المهم ألا تغيب عن بالنا أنها ليست دورة تتبع مراحلها تسلسل صارم. يمكن تبديل بعض المراحل أو تقديمها عدة مرات خلال العملية.

- شرح

تتعرض الصخور المتكونة في أعماق معينة في قشرة الأرض لعمليات مختلفة (كسور وثنيات وارتفاعات) تنتهي بنقلها إلى السطح أو بالقرب منه. بهذه الطريقة ، يتعرضون لتأثير العوامل البيئية ، سواء أكانت تكوينية ، أو جوية ، أو مائية ، أو بيولوجية.

Diastrophism هو نتاج حركات الحمل الحراري في عباءة الأرض. تولد هذه الحركات أيضًا ظواهر بركانية تعرض الصخور بطريقة أكثر دراماتيكية.

- التجوية

بمجرد انكشاف الصخور ، فإنها تخضع للعوامل الجوية (تحلل الصخور إلى أجزاء أصغر) مع أو بدون تغييرات في التركيب الكيميائي أو المعدني. تعتبر التجوية عاملاً رئيسيًا في تكوين التربة ويمكن أن تكون فيزيائية أو كيميائية أو بيولوجية.

جسدي - بدني

في هذه الحالة ، فإن العوامل التي تسبب تكسر الصخر لا تغير تركيبها الكيميائي ، فقط المتغيرات الفيزيائية مثل الحجم والكثافة والحجم. يحدث هذا بسبب عوامل فيزيائية مختلفة مثل الضغط ودرجة الحرارة. في الحالة الأولى ، يعد كل من تحرير الضغط وممارسته من أسباب تمزق الصخور.

التجوية. المصدر: الأمير روي ، تايبيه

على سبيل المثال ، عندما تنبثق الصخور من أعماق القشرة ، فإنها تطلق الضغط وتتوسع وتتشقق. من جانبها ، تمارس الأملاح المتراكمة في الشقوق ضغطًا أيضًا عند إعادة التبلور ، مما يؤدي إلى تعميق الكسور.

بالإضافة إلى ذلك ، تؤدي التغيرات اليومية أو الموسمية في درجات الحرارة إلى دورات من التمدد والانكماش تؤدي إلى تكسير الصخور.

كيمياء

هذا يغير التركيب الكيميائي للصخور في عملية التفكك لأن العوامل الكيميائية تعمل. من بين هذه العوامل الكيميائية المعنية الأكسجين وبخار الماء وثاني أكسيد الكربون.

إنها تسبب تفاعلات كيميائية مختلفة تؤثر على تماسك الصخور وتحولها ، بما في ذلك الأكسدة والترطيب والكربنة والانحلال.

بيولوجي

تعمل العوامل البيولوجية من خلال مجموعة من العوامل الفيزيائية والكيميائية ، بما في ذلك الضغط والاحتكاك وغيرها من العوامل من بين العوامل السابقة. بينما كعوامل كيميائية هي إفرازات الأحماض والقلويات والمواد الأخرى.

على سبيل المثال ، تعتبر النباتات عوامل تجوية فعالة للغاية ، حيث تكسر الصخور من جذورها. هذا بفضل كل من العمل الجسدي للنمو الجذري والإفرازات التي تنبعث منها.

- التعرية

يعمل التآكل مباشرة على الصخور وعلى منتجات التجوية ، بما في ذلك التربة المتكونة. من ناحية أخرى ، فإنه ينطوي على نقل المواد المتآكلة ، نفس عامل التآكل هو وسيلة النقل ويمكن أن يكون الرياح والمياه.

التعرية. المصدر: كارل ويكوف

ويلاحظ أيضًا تآكل الجاذبية ، عندما يحدث إزاحة المواد وتآكلها على المنحدرات الشديدة. في عملية التآكل ، يتم تجزئة المادة إلى جزيئات معدنية أصغر ، قابلة للنقل لمسافات طويلة.

ريح

يتم ممارسة تأثير التآكل للرياح عن طريق السحب والتآكل ، والذي بدوره يمارس الجسيمات العالقة على الأسطح الأخرى.

الماء

يعمل التآكل المائي من خلال الفعل الفيزيائي لتأثير مياه الأمطار أو التيارات السطحية ، وكذلك من خلال الفعل الكيميائي. من الأمثلة المتطرفة على التأثير التآكلي لهطول الأمطار المطر الحمضي ، خاصة على الصخور الجيرية.

- وسائل النقل

يتم نقل الجسيمات المعدنية بواسطة عوامل مثل الماء أو الرياح أو الجاذبية لمسافات طويلة. من المهم مراعاة أن كل وسيلة نقل لها سعة تحميل محددة ، من حيث حجم وكمية الجسيمات.

عن طريق الجاذبية ، يمكن أن تتحرك حتى الصخور الكبيرة ، حتى ولو كانت قليلة التجوية ، بينما تحمل الرياح جزيئات صغيرة جدًا. بالإضافة إلى ذلك ، تحدد البيئة المسافة ، حيث تنقل الجاذبية الصخور الكبيرة لمسافات قصيرة ، بينما تزيح الرياح الجزيئات الصغيرة على مسافات هائلة.

يمكن للماء ، من جانبه ، نقل مجموعة واسعة من أحجام الجسيمات ، بما في ذلك الصخور الكبيرة. يمكن لهذا العامل أن يحمل الجسيمات لمسافات قصيرة أو طويلة للغاية ، اعتمادًا على معدل التدفق.

- الترسيب والتراكم

وهي تتكون من ترسب المواد المنقولة نتيجة لانخفاض سرعة وسيلة النقل والجاذبية. بهذا المعنى ، يمكن أن يحدث ترسيب نهري أو مدّي أو زلزالي.

الترسيب. المصدر: Calogerogalati

نظرًا لأن تضاريس الأرض تتكون من تدرج يمتد من الارتفاعات القصوى إلى قاع البحر ، فهذا هو المكان الذي يحدث فيه أكبر ترسيب. مع مرور الوقت ، تتراكم طبقات من الرواسب واحدة فوق الأخرى.

- الذوبان والامتصاص والإطلاق البيولوجي

بمجرد حدوث التجوية للمادة الصخرية ، يكون من الممكن إذابة المعادن المنبعثة وامتصاصها بواسطة الكائنات الحية. يمكن أن يتم هذا الامتصاص عن طريق النباتات أو البكتيريا أو حتى الحيوانات مباشرة.

يتم استهلاك النباتات من قبل العواشب وهذه الحيوانات آكلة اللحوم ، وكل ذلك عن طريق المحللات ، تصبح المعادن جزءًا من الشبكات الغذائية. وبالمثل ، هناك بكتيريا وفطريات تمتص المعادن بشكل مباشر وحتى الحيوانات ، مثل الببغاوات التي تستهلك الطين.

- تحليق

تكتمل الدورة بمرحلة الصخر ، أي بتكوين صخور جديدة. يحدث هذا عندما تستقر المعادن مكونة طبقات متتالية تتراكم بممارسة ضغط هائل.

يتم ضغط الطبقات العميقة في القشرة وتثبيتها لتكوين صخور صلبة وستتعرض هذه الطبقات مرة أخرى لعمليات التعرق.

الضغط

نتاج الضغط الذي تمارسه طبقات الرواسب التي تتراكم في مراحل الترسيب المتتالية ، يتم ضغط الطبقات السفلية. هذا يعني أن المسام أو الفراغات الموجودة بين جزيئات الرواسب تقل أو تختفي.

تدعيم

تتكون هذه العملية من ترسب المواد الأسمنتية بين الجزيئات. هذه المواد ، مثل الكالسيت والأكاسيد والسيليكا وغيرها ، تتبلور وتثبت المادة في صخور صلبة.

أمثلة على الدورات الرسوبية

- دورة الكبريت الرسوبية

الكبريت مكون أساسي لبعض الأحماض الأمينية مثل السيستين والميثيونين ، وكذلك الفيتامينات مثل الثيامين والبيوتين. تتضمن دورته الرسوبية مرحلة غازية.

يدخل هذا المعدن في الدورة بسبب تجوية الصخور (الألواح والصخور الرسوبية الأخرى) ، وتحلل المواد العضوية ، والنشاط البركاني ، والمساهمات الصناعية. كما يعتبر التعدين واستخراج النفط وحرق الوقود الأحفوري مصادر للكبريت في الدورة.

أشكال الكبريت في هذه الحالات هي الكبريتات (SO4) وكبريتيد الهيدروجين (H2S) ؛ توجد الكبريتات في التربة ومذابة في الماء. يتم امتصاص الكبريتات واستيعابها بواسطة النباتات من خلال جذورها وتمرر إلى الشبكات الغذائية.

عندما تموت الكائنات الحية ، تعمل البكتيريا والفطريات والمحللات الأخرى ، وتطلق الكبريت على شكل غاز كبريتيد الهيدروجين الذي يمر في الغلاف الجوي. يتأكسد كبريتيد الهيدروجين بسرعة عن طريق الاختلاط بالأكسجين ، وتشكيل الكبريتات التي تترسب على الأرض.

بكتيريا الكبريت

تعمل البكتيريا اللاهوائية في حمأة المستنقعات وفي تحلل المواد العضوية بشكل عام. هذه العملية SO4 تولد غازات H2S التي يتم إطلاقها في الغلاف الجوي.

أمطار حمضية

يتكون بسبب السلائف مثل H2S ، المنبعثة في الغلاف الجوي عن طريق الصناعة ، وبكتيريا الكبريت والانفجارات البركانية. تتفاعل هذه السلائف مع بخار الماء وتشكل SO4 الذي يترسب بعد ذلك.

- دورة الكالسيوم الرسوبية

تم العثور على الكالسيوم في الصخور الرسوبية التي تشكلت في قاع البحر وأحواض البحيرة بفضل مساهمات الكائنات الحية المزودة بأصداف كلسية. وبالمثل ، يوجد الكالسيوم المتأين الحر في الماء ، كما هو الحال في المحيطات على أعماق تزيد عن 4500 متر حيث يتم إذابة كربونات الكالسيوم.

الصخور الغنية بالكالسيوم مثل الحجر الجيري والدولوميت والفلوريت وغيرها ، تتعرض للعوامل الجوية وتطلق الكالسيوم. تعمل مياه الأمطار على إذابة ثاني أكسيد الكربون الموجود في الغلاف الجوي ، مما يؤدي إلى تكوين حمض الكربونيك الذي يسهل إذابة الصخور الجيرية ، مما يؤدي إلى إطلاق HCO3 - و Ca 2+.

يتم نقل الكالسيوم في هذه الأشكال الكيميائية بواسطة مياه الأمطار إلى الأنهار والبحيرات والمحيطات. هذا هو أكثر الكاتيون وفرة في التربة حيث تمتصه النباتات بينما تأخذه الحيوانات من النباتات أو تذوب مباشرة في الماء.

الكالسيوم جزء أساسي من الأصداف والهياكل الخارجية والعظام والأسنان ، لذلك عندما يموت يتم دمجه في البيئة. في حالة المحيطات والبحيرات ، فإن الرواسب في القاع وتشكل عمليات الصخر الصخور الجيرية الجديدة.

- دورة البوتاسيوم الرسوبية

البوتاسيوم عنصر أساسي في استقلاب الخلية ، لأنه يلعب دورًا مهمًا في التنظيم التناضحي والتمثيل الضوئي. البوتاسيوم هو جزء من المعادن الموجودة في التربة والصخور ، لكونه تربة طينية غنية بهذا المعدن.

تطلق عمليات التجوية أيونات البوتاسيوم القابلة للذوبان في الماء والتي يمكن أن تمتصها جذور النباتات. يضيف البشر أيضًا البوتاسيوم إلى التربة كجزء من ممارسات تسميد المحاصيل.

من خلال الخضروات ، يتم توزيع البوتاسيوم في شبكات غذائية ، ثم مع عمل المُحلِّلات ، يعود إلى التربة.

- دورة الفسفور الرسوبية

توجد احتياطيات الفوسفور الرئيسية في الرواسب البحرية ، والتربة ، وصخور الفوسفات ، وذرق الطيور (فضلات الطيور البحرية). تبدأ دورته الرسوبية بصخور الفوسفات التي ، عندما تتجول وتتآكل ، تطلق الفوسفات.

وبالمثل ، يقوم البشر بدمج كميات إضافية من الفوسفور في التربة عن طريق استخدام الأسمدة أو الأسمدة. يتم حمل مركبات الفوسفور مع بقية الرواسب بواسطة المطر باتجاه التيارات المائية ومن هناك إلى المحيط.

ترسب هذه المركبات جزئيًا وجزء آخر مدمج في شبكات الغذاء البحرية. تحدث إحدى حلقات الدورة عندما تستهلك العوالق النباتية الفوسفور المذاب في مياه البحر ، وهذا بدوره عن طريق الأسماك.

ثم يتم استهلاك الأسماك من قبل الطيور البحرية التي تحتوي فضلاتها على كميات كبيرة من الفوسفور (ذرق الطائر). يستخدم الإنسان ذرق الطائر كسماد عضوي لتوفير الفوسفور للمحاصيل.

يخضع الفوسفور الذي يبقى في الرواسب البحرية لعمليات تحجيم مكونة صخور فوسفاتية جديدة.

- الدورة الرسوبية للمعادن الثقيلة

تشمل المعادن الثقيلة بعضها يؤدي وظائف أساسية للحياة ، مثل الحديد ، والبعض الآخر الذي يمكن أن يصبح سامًا ، مثل الزئبق. من بين المعادن الثقيلة هناك أكثر من 50 عنصرًا مثل الزرنيخ والموليبدينوم والنيكل والزنك والنحاس والكروم.

بعضها ، مثل الحديد ، وفير ، ولكن معظم هذه العناصر توجد بكميات صغيرة نسبيًا. من ناحية أخرى ، في المرحلة البيولوجية لدورتها الرسوبية يمكن أن تتراكم في الأنسجة الحية (التراكم الأحيائي).

في هذه الحالة ، نظرًا لأنه ليس من السهل التخلص منها ، فإن تراكمها يزداد على طول سلاسل الغذاء مما يتسبب في مشاكل صحية خطيرة.

المصادر

تأتي المعادن الثقيلة من مصادر طبيعية ، بسبب تجوية الصخور وتآكل التربة. هناك أيضًا مساهمات بشرية مهمة من خلال الانبعاثات الصناعية وحرق الوقود الأحفوري والنفايات الإلكترونية.

الدورة الرسوبية العامة

بشكل عام ، تتبع المعادن الثقيلة دورة رسوبية تبدأ من مصدرها الرئيسي ، وهو الغلاف الصخري ، وتمر عبر الغلاف الجوي والغلاف المائي والمحيط الحيوي. تطلق عمليات التجوية معادن ثقيلة على الأرض ومن هناك يمكن أن تلوث الماء أو تغزو الغلاف الجوي من خلال الغبار المنبعث من الرياح.

يساهم النشاط البركاني أيضًا في انبعاث المعادن الثقيلة في الغلاف الجوي وينقلها المطر من الهواء إلى الأرض ومنه إلى المسطحات المائية. تشكل المصادر الوسيطة حلقات في الدورة بسبب الأنشطة البشرية المذكورة أعلاه ودخول المعادن الثقيلة في شبكات الغذاء.

المراجع

1. كالو ، ب. (محرر) (1998). موسوعة علم البيئة والإدارة البيئية.
2. كريستوفر آر وفيلدينغ ، سي آر (1993). مراجعة للأبحاث الحديثة في علم الترسبات النهرية. الجيولوجيا الرسوبية.
3. مارغاليف ، ر. (1974). علم البيئة. إصدارات أوميغا.
4. ماركيز ، أ. ، غارسيا ، أو. ، سينيور ، دبليو ، مارتينيز ، ج. ، غونزاليس ، أ. وفيرمين. أنا (2012). المعادن الثقيلة في الرواسب السطحية لنهر أورينوكو ، فنزويلا. نشرة المعهد الأوقيانوغرافي في فنزويلا.
5. ميلر ، جي وتايلر ، جي آر (1992). البيئة والبيئة. Grupo الافتتاحية Iberoamérica SA de CV
6. روفيرا سانروك ، JV (2016). التلوث بالمعادن الثقيلة في رواسب نهر جاراما وتمثيله الحيوي بواسطة Tubificids (Annelida: Oligochaeta ، Tubificidae). أطروحة الدكتوراه. كلية العلوم البيولوجية ، جامعة كومبلوتنسي بمدريد.
7. Odum ، EP and Warrett ، GW (2006). أساسيات علم البيئة. الطبعه الخامسة. طومسون.