هوازدگي

آب، هوا و نيروي گرانشي سبب به وجود آمدن اين منظره شده است.
سيماي زمين دائم در حال تغيير است. اين تغييرات به طور كلي نتيجهي عمل متقابل دو دسته از فرآيندهايي است كه در درون و بيرون زمين فعالاند. فرآيندهاي دروني كه انرژي خود را از گرماي درون زمين تأمين ميكنند، سبب تغييراتي بر روي سطح زمين ميشوند كه زمينشناسان آنها را سازنده ميگويند. در واقع اين فرآيندها سبب ساخته شدن ساختمانهاي جديدي در سطح زمين ميشوند. چينخوردگيها، آتشفشانها، زلزله و ... از فرآيندهاي درونياند.
فرآيندهاي بيروني كه انرژي خود را از خورشيد يا گرانش زمين ميگيرند، در جهت مخالف فرآيندهاي دروني عمل ميكنند و سبب تخريب سطح زمين ميشوند. فرآيندهاي بيروني با اين عمل خود بلنديها را از بين ميبرند و گوديهاي زمين را پر ميكنند. از اين رو زمينشناسان به اين فرآيندها مخرب ميگويند. فعاليتهايي مانند هوازدگي فيزيكي، هوازدگي شيميايي، حمل و تهنشيني از فرآيندهاي مخرب به حساب ميآيند. بايد توجه داشت كه اگر فرآيندهاي بيروني تنها فرآيندهاي فعال در سطح زمين بودند، به زودي سطح زمين هموار ميشود و سراسر آن را آب ميپوشاند. آن گاه زمين به صورت سيارهاي مرده درميآمد، اما اين سياره، هنوز سيارهاي پويا و فعال است و بين فرآيندهاي دروني و بيروني آن كشمكش خستگي ناپذير جريان دارد.

وقتي كه آب در داخل...

 وقتي كه آب در داخل تركهاي سنگ شروع به انجماد ميكند، ابتدا لايهي در سطح آن يخ ميزند و در نتيجه آب باقيمانده در زير اين لايه يخي محبوس ميشود. با يخ بستن بيشتر آب و انبساط يخ، فشار بيشتري بر روي آب داخلي وارد ميشود و اين افزايش فشار سبب پايين آمدن نقطه انجماد آب ميشود و اين عمل سبب فشارهاي بسيار زيادي بر روي ديوارههاي سنگ ميشود. نمودار زير رابطه بين دماي نقطه انجماد آب و فشار همه جانبه را در يك محفظه بسته نشان ميدهد.

هوازدگي در سنگ ها

آب، هوا و نيروي گرانشي سبب به وجود آمدن اين منظره شده است.

هوازدگي فيزيكي

هوازدگي فيزيكي سبب خرد شدن سنگها ميشود.

بلورهاي تشكيل شده در شكاف سنگ

رشد بلورها داخل شكافها سبب خرد شدن سنگها ميشود.

هوازدگي پوسته پيازي

هوازدگي پوسته پيازي

اثر تغيير دما بر روي سنگها

اثر تغيير دما بر روي سنگها

اثر يخ زدگي آب در تغييرات فيزيكي سنگها

اغلب سنگها داراي تركها و حفراتي هستند كه آب باران ميتواند به آنها راه پيدا كند. وقتي دماي هوا به نقطه انجماد آب برسد، آب در داخل تركهاي سنگ يخ ميزند. آب بر اثر انجماد تقريبا" 9 درصد به حجمش اضافه ميشود و اين ازدياد حجم فشاري ايجاد ميكند كه ميتواند بيش از مقاومت سنگ باشد و آن را بشكند (درست مانند تركيدن لولههاي آب در زمستان). يخ مانند يك گووه، ترك سنگ را از هم باز ميكند و بر اثر ذوب و انجماد مكرر، ترك آن قدر بزرگ ميشود كه قطعهي از سنگ شكسته شده و از آن جدا ميشود.
اين نوع هوازدگي فيزيكي بيشتر در آب و هواي معتدل و در فصلهايي از سال مؤثر است كه دماي هوا در طول روز بالاتر و در شب پايين تر از نقطه انجماد آب باشد. تكرار عمل ذوب و انجماد سرانجام موجب تخريب مكانيكي سنگ ميشود. در مناطق گرمسير آب به ندرت يخ ميزند كه بتواند موجب اين نوع هوازدگي شود. در مناطق قطبي نيز ذوب يخها به ندرت رخ ميدهد، با اين وجود يخ زدگي فرآيند مهمي در هوازدگي سنگها در اين مناطق است.
اين نوع هوازدگي ميتواند قطعات بزرگي را از سنگهاي اصلي به ويژه در پرتگاهها جدا كند. با جداشدن قطعات سنگ سطوح جديدي از اين قطعات در معرض هوازدگي قرار ميگيرد. با نفوذ آب در تركهاي سطوح جديد و تكرار چرخههاي انجماد و ذوب سنگ به تكههاي كوچكتر و كوچكتري تقسيم ميشود.

رشد بلورها و تغييرات فيزيكي سنگها

رشد برخي از بلورها از جمله رشد بلورهاي نمك ميتواند مانند يخ زدن آب سبب ايجاد فشار بر سنگها شود و آنها را قطعه قطعه كند. آب حاوي نمكهاي محلول ممكن است با ورود به داخل منافذ كوچك سنگ، بر اثر تبخير، به حالت فوق اشباع برسد و در نتيجه نمكهاي محلول در خود را به صورت بلور در درزها و حتي فضاي بين دانههاي سنگ به جاي بگذارد. رشد اين بلورهاي كوچك نيروهايي اعمال ميكند كه ممكن است براي شكستن سنگ كافي باشد. اين عمل شبيه به يخ زدگي آب در شكاف سنگها است و بيشتر در آب و هواي خشك، كه آب به آساني تبخير ميشود، رواج دارد. در اين نواحي آب به داخل زمين نفوذ ميكند و ممكن است مواد قابل حل سنگها و خاكها را در خود حل كند. وقتي اين آبها بنا به خاصيت «مويينگي» از مجراهاي بسيار باريك دوباره به سطح زمين برمي گردند تبخير ميشوند و مواد محلول در آنها به صورت بلور رسوب ميكند. اين بلورها بر اثر رشد خود ممكن است موجب خردشدن سنگها شوند.

كاهش فشار و تغييرات فيزيكي سنگها

فشار اتمسفر در سطح زمين خيلي كمتر از فشارهايي است كه سنگها حتي در اعماق كم زمين يا زير دريا تحمل ميكنند. هر 10 متر آب دريا يا 3 تا 4 متر سنگ معادل يك اتمسفر فشار همه جانبه است. بنابراين سنگها، چه بر اثر تراكم رسوبات در زير دريا و چه بر اثر انجماد مواد مذاب در زير زمين تشكيل شده باشند، در زمان تشكيل تحت فشارهاي خيلي زيادي قرار دارند. وقتي اين سنگها بر اثر بالا آمدگي زمين و فرسايش صدها و هزاران متر مكعب سنگهاي فوقاني خود رد سطح زمين ظاهر شوند، از اين فشارهاي زياد آزاد ميشوند. چون بر اثر رهايي از فشار، سنگ مايل به انبساط است. تركهايي تقريبا" موازي سطح زمين در آن ايجاد ميشود. رهايي از فشار سبب جدا شدن ورقههايي از سنگ (شبيه به لايههاي پياز) ميشوند كه اصطلاح «هوازدگي پوسته پيازي» را براي آنها به كار ميبرند. پوسته پوسته شدگي معمولا" در سنگهاي متراكم به ويژه گرانيتها و ماسه سنگها ديده ميشود. پس از حفر تونلها، سنگهاي بدنه تونل با كم شدن فشار از يك جهت رو برو ميشوند. به همين علت از همين جهت تركهايي برمي دارند و به صورت پوسته پوسته شدن قطعاتي از آنها جدا ميشود و به كف تونل ريزش ميكنند. براي جلوگيري از اين عمل بدنه و سقف تونلها را به صورت قوسي ميسازند تا فشار بيشتري را تحمل كند و همچنين كف، ديوارهها وسقف را با سيمان و ميل گرد ميپوشانند.

هوازدگي فيزيكي سنگها بر اثر تغييرات دما

تغييرات سريع دما نيز ممكن است به تخريب سطح سنگها كمك كند. وقتي سطح خارجي سنگ گرم ميشود، قشر نازكي به ضخامت چند سانتي متر از خارج سنگ منبسط ميشود، در حالي كه قسمتهاي داخلي سنگ گرماي چنداني دريافت نمي كند. لذا بين قسمتهاي خارجي سنگ كه به علت تغيير دما منبسط و منقبض ميشود و قسمتهاي دروني كه بدون تغيير ميماند، تنشهايي به وجود ميآيد كه ممكن است موجب شكستن و جداشدن قشر نازكي از سطح خارجي سنگ شود.
اين نوع تخريب در سنگهايي كه از چند نوع كاني به وجود آمده اند شدت بيشتري دارد. علت هم اين است كه ميزان انبساط كانيها در برابر گرما متفاوت است به طور مثال كوارتز سه برابر بيشتر از فلدسپات منبسط ميگردد. تنشهاي انبساطي متفاوت بين كانيها ممكن است به شكستن بلورها در سطح خارجي سنگ شود.
در گذشته تصور ميشد كه تغييرات دما به تنهايي عامل مهمي در هوازدگي و خرد شدن سنگهاست. در حالي كه امروزه با مشاهدات و آزمايشهاي مختلف ثابت شده در محيطي كه آب وجود ندارد تغييرات دما به تنهايي عامل مؤثري در خردشدن سنگها نيست. با اين حال تغييرات دما در مناطق بياباني تا حدودي ميتواند سبب خردشدن سنگها شود. در كره ماه هم به علت نبودن هوا و آب تنها تغييرات دما ميتواند سنگها را خرد كند. (طرف تاريك ماه تا 120- درجه سانتي گراد و قسمت روشن تا 80+ درجه سانتي گراد تغيير ميكند)

اثر تغيير دما بر روي سنگها

خشك و مرطوب شدن متوالي سنگها و تغييرات فيزيكي سنگها

كانيهاي رسي با جذب آب منبسط ميشوند. شيلها و سنگهاي رسي كه حاوي كانيهاي رسي هستند، ممكن است بر اثر خشك و مرطوب شدن متوالي در محل خود سست شوند. رسها قادرند رطوبت زيادي جذب كنند و بسياري از رسها بر اثر جذب آب متورم ميشوند. انبساط اين مواد بر اثر ورود آب و انقباض آنها در مواقع خشك موجب متلاشي شدن و در هم ريختن اين سنگها ميشوند.

اثر گياهان و جانوران بر تغييرات فيزيكي سنگها

گياهان و جانوران نيز در تخريب فيزيكي سنگها مؤثرند. گاهي اثرات فيزيكي و شيميايي جانداران را در دسته جداگانهي تحت عنوان «هوازدگي زيستي» قرار ميدهند. ريشه گياهان با نفوذ خود در داخل شكاف سنگها و بر اثر رشد ممكن است فشاري ايجاد كند كه به خرد شدن سنگها ميانجامد. ريشه درختان ميتواند تا عمق قابل توجهي در زمين نفوذ كند و در نتيجه عوامل هوازدگي ميتوانند تا اعماق بيشتري اثر كنند، جانوران نيز در هوازدگي مؤثرند. كرمهاي خاكي، موريانه، مورچه و ديگر جانوران حفار به طور دائم در قشر سطحي خاك مشغول بر هم زدن ذرات خاك هستند. چون به نظر نمي رسد كه اين جانوران بتوانند قطعات سنگي را بشكنند، نقش آنها را بايد بيشتر درست كردن ذرات، حركت دادن و بالا آوردن آنها و قرار دادن ذرات كانيها در معرض حمله بيشتر عوامل شيميايي دانست.

هوازدگي شيميايي

هوازدگي شيميايي سبب تغيير اين ماسه سنگ ها شده است.
هوازدگي شيميايي، فرآيندي است كه در طي آن كانيها و سنگها تركيب شيميايي خود را از دست ميدهند و به كانيهاي ديگري تبديل ميشوند. هوازدگي شيميايي زماني عمل ميكند كه كانيهاي سازنده سنگ با آب ،اكسيژن، كربندياكسيد و اسيدهايي كه جانداران توليد ميكنند واكنش شيميايي انجام دهند.
براي سنگهايي كه تحت تأثير هوازدگي شيميايي قرار ميگيرند، اصطلاح سنگ تجزيه شده را به كار ميبرند.

هماتيت

هماتيت سبب رنگ قرمز اين سنگ شده است.

ليمونيت

ليمونيت سبب رنگ زرد اين سنگ شده است.

هوازدگي فيزيكي چگونه به هوازدگي شيميايي كمك ميكند؟

هوازدگي فيزيكي سبب ميشود كه تودههاي بزرگ سنگ به قطعات كوچك تري شكسته شود. هر چه سنگ به قطعات كوچك تري تقسيم شود، نسبت سطح به حجم آن بيشتر ميشود و چون سطح بزرگتري از سنگ در معرض عوامل هوازدگي شيميايي قرار ميگيرد، عوامل مؤثر در هوازدگي شيميايي سريع تر بر سنگ اثر ميگذارند. بنابراين، هر چه سنگ به قطعات بيشتري تقسيم شود سطح جانبي آن بيشتر ميشود و در نتيجه سطح وسيع تري در معرض هوازدگي قرار ميگيرد.

اكسيژن و هوازدگي شيميايي

از دست دادن الكترونها توسط يك عنصر بر اثر واكنشهاي شيميايي با اكسيژن را اكسايش (اكسيداسيون) ميگويند. چون در سطح زمين اكسيژن آزاد (تركيب نشده) فراوان است و در منافذ خاك و سنگها به خوبي نفوذ ميكند، ميتواند به راحتي الكترون اغلب فلزات به ويژه آهن را بگيرد و با آنها تركيب شود. (هماتيت سبب رنگ قرمز اين سنگ شده است)

بسياري از كانيها مانند اليوين، پيروكسن، آمفيبول، بيوتيت، پيريت و ... به مقدار فراواني آهن دارند. اين كانيها به سادگي (خصوصا" در نواحي مرطوب) با اكسيژن تركيب ميشوند و اكسيدهاي مختلف آهن را به وجود ميآورند. براي مثال كاني پيريت (FeS₂) در محيط خشك با اكسيژن تركيب ميشود و اكسيد آهن قرمز (هماتيت FeO₃) را به وجود ميآورد. اما اگر اين واكنش در محيطهاي مرطوب انجام گيرد، اكسيد آهن زرد (ليمونيت2H₂O و FeO₃) حاصل ميشود. رنگ قرمز يا زرد اغلب خاكها به علت وجود همين دو ماده است. (ليمونيت سبب رنگ زرد اين سنگ شده است)

آب و هوازدگي شيميايي

تركيب يك ماده را با آب هيدروليز ميگويند. در هيدروليز يونهاي هيدروژن () و هيدروكسيل (-OH) آب با عناصر موجود در كانيها واكنش ميدهند. مولكولهاي آب هميشه تا حد معيني تفكيك ميشوند و يونهاي +H و -OH توليد ميكنند. اين يونها آماده اند تا در بسياري از واكنشهاي مهم هوازدگي شيميايي وارد شوند، به خصوص واكنشهايي كه سبب متلاشي شدن اكثر كانيهاي سيليكاتي (به غير از كوارتز) ميشوند. در هيدروليز سيليكاتها، كانيهاي رسي تشكيل ميشود و عناصر فلزي و سيليس به صورت محلول در آمده و از محل دور ميشوند. مثلا" واكنش بين نوعي فلدسپات به نام ارتوز و آب را ميتوان به صورت زير نشان داد.

كربن دي اكسيد و هوازدگي شيميايي

كربن دي اكسيد به تنهايي اثري بر سنگها و كانيها ندارد. ولي اين گاز به سادگي در آب باران حل ميشود و توليد اسيد كربنيك ميكند. اين اسيد ضعيف بر فلدسپاتها، آمفيبول، پيروكسن، بوتيت... اثر دارد. همچنين با كلسيم، منيزيم، سديم و پتاسيم حاصل از تجزيه كانيها تركيب ميشود و كربناتهاي مربوطه را ايجاد ميكند. اسيد كربنيك ميتواند كلسيت را به طور كامل حل كند. مراحل عمل اين چنين است:

فعاليت جانداران و هوازدگي شيميايي

گياهان و جانوران نيز به اشكال مختلف ميتوانند سبب هوازدگي شيميايي سنگها شوند. تنفس جانوران موجود در خاك و ريشه گياهان موجب افزايش كربن دي اكسيد ميشوند، كه اين ماده به راحتي در آب حل شده و سبب هوازدگي شيميايي كانيها ميشود. گياهان مواد معدني لازم براي رشد خود را از كانيهاي موجود در خاك به دست ميآورند و به همين جهت موجب تغييرات شيميايي در محيط اطراف ريشه خود ميشوند. بعضي گياهان مثل گلسنگها ميتوانند به طور مستقيم از سطح سنگهايي كه به آن چسبيده اند آهن جذب كنند و به اين ترتيب باعث تغيير شيميايي آن شوند. باكتريها نيز در هوازدگي شيميايي مؤثرند. باكتريها با اكسايش و فاسد كردن باقي ماندههاي گياهي و ايجاد محيط اسيدي به هوازدگي مواد موجود در خاك كمك ميكنند. بعضي از انواع باكتريها انرژي لازم براي ادامه حيات خود را از اكسايش عناصري مانند گوگرد، آهن و منگنز به دست ميآورند و به اين ترتيب باعث تغيير شيميايي محيط اطراف خود ميشوند.

باران اسيد و هوازدگي شيميايي

 گرچه عملا تمام بارانها به طور طبيعي كمي اسيدي هستند ولي امروزه اصطلاح << باران اسيد >> كه ناشي از فعاليتهاي انساني است، بسيار متداول شده است. بر اثر افزايش مقدار Co₂ در هوا، كه ناشي از مصرف زياد سوختهاي فسيلي است، اسيديته بارانها رو به افزايش است. گازهاي نيتروژن حاصل از سوخت موتورهاي درون سوز نيز توليد اسيد نيتريك ( HNO₃ ) ميكنند. ولي آنچه به عنوان باران اسيدي روي آن تكيه ميشود، باراني است كه اسيديته آن ناشي از گوگرد موجود در هواست. گوگرد با اكسيژن و بخار آب واكنش ميكند و در نتيجه اسيد سولفوريك، كه اســـيدي قــــوي است، توليد ميشود. گوگرد عمدتـــاً بر اثر سوختــــن ذغال سنگ در هوا رهـــا ميشود. باران اسيد، هوازدگـــي سنگها و ســاختمانها را تسريع ميكند، موجب اسيدي تر شدن درياچهها و رودخانهها ميشود و فلزات سمي، مثل سرب و كاديم را، خيلي آسان تر از خاك ميشويد و به منابع آب ميافزايد. ضررهاي حاصل از باران اسيد در بعضي مناطق صنعتي بسيار جدي است.

خاك

دانشمندان خاك را رابطه بين جهان زنده و جهان غيرزنده ميدانند. به استثناي جانداران دريازي تقريبا" زندگي ساير جانداران به خاك بستگي دارد. انسان و بسياري از موجودات بدون وجود خاك- كه لازمهي رشد غلات، ميوه و ديگر گياهان است- نميتوانند زندگي كنند. با اين حال، در كشور ما خاك اهميت چنداني ندارد و بي ارزشترين چيزها را با آن مقايسه ميكنند. اين در حالي است كه اگر به كشوري آباد و بينياز ميانديشيم، بايد اين طرز فكر را در نسلهاي آينده عوض كنيم.

نيمرخ خاك

در خاك كامل، لايههاي مختلفي را ميتوان مشاهده كرد.

 آبياري نا مناسب

اثر آبياري نا مناسب در مناطق كم آب

تشكيل خاك

خاك محصول نهايي هوازدگي و نتيجه تخريب فيزيكي و شيميايي سنگها همراه با تجمع باقيماندههاي در حال فساد جانداران است كه لايهي را بين سنگ بستر و هواكره تشكيل ميدهد. خاك ماده پرارزشي است. زندگي انسان و بسياري از موجودات ديگر بدون وجود خاك، كه لازمه رشد غلات، ميوهها و ديگر گياهان است، ناممكن به نظر ميرسد. از آنجا كه فرايند تشكيل خاك بسيار آهسته است و تشكيل يك سانتيمتر آن به 100 تا 1000 سال زمان نياز دارد، بايد در بهره برداري از خاك و نگهداري از آن دقتهاي لازم را به عمل آورد. در تشكيل خاك، علاوه بر عوامل پيش گفته (سنگ اوليه، اقليم، شيب زمين و زمان)، زندگي گياهي و جانوري موجود در خاك عامل مهمي است. مثلاّ حفرههايي كه به وسيله مورچهها و كرمهاي خاكي در زمين ايجاد ميشوند امكان نفوذ آب و هوا و در نتيجه هوازدگي بيشتر خاك را فراهم ميكنند. باقيماندههاي گياهان و اجساد جانوران پس از مرگ آنها ميپوسد و موجب افزايش «هوموس» در خاك ميشود. هوموس به بخش آلي خاك گفته ميشود.

تركيب شيميايي خاك

خاك متشكل از مواد معدني (غيرآلي) و مواد آلي است. البته حداقل 80 درصد خاك را مواد معدني حاصل از هوازدگي سنگها تشكيل ميدهد. كوارتز و كانيهاي رسي، مهمترين مواد معدني موجود در خاك اند، خاكها عموماّ داراي تركيبات پتاسيم، فسفر، نيتروژن و همچنين هوا و آب هستند.
خاك به صورت لايههايي افقي تشكيل ميشود كه به آن «افقهاي خاك» ميگويند. هر يك از افقهاي خاك را با يكي از حروف لاتين نشان ميدهند . بالاترين لايه افق A است. اين لايه حاوي هوموس و مقدار كمي رس و ماسه است. ريشههاي بسياري از گياهان محدود به همين افق اند. در زير آن افق B قراردارد كه حاوي رس، ماسه و مقدار كمي هوموس است. افق B همچنين حاوي عناصر محلولي است كه به وسيله آب از افق فوقاني شسته شده اند. حركات كانيها از يك افق بالاتر به افق پايين تر را اصطلاحاّ «فروشست» ميگويند. در زير افق B، لايه ضخيمتري متشكل از سنگهايي كه بخشي از آن هوازده اند، قرار دارد. اغلب ريشههاي گياهي به اين لايه نمي رسد. نفوذ آب و هوا نيز زه اين افق محدود ميشود. در زير افق C سنگ بستر قرار گرفته است.

نيمرخ خاك. در خاك كامل، لايههاي مختلفي را ميتوان مشاهده كرد.
نيمرخ نمونهي از يك خاك، خاك خوب داراي يك افق A ضخيم با مقدار زيادي هوموس و مقدار مناسبي از ماسه و رس است. بيشتر ريشه غلات و  علفها در اين افق رشد ميكند.
گرچه افقهاي پيش گفته را در بسياري از خاكها ميتوان مشاهده كرد، ولي خاكهاي نواحي مختلف با هم تفاوت دارند. در مناطق سرد، خاك كمي تشكيل ميشود، زيرا سطح يخ زده زمين مانع از هوازدگي بيشتر است. به علاوه ، در اين نواحي به علت نبودن پوشش گياهي محافظ ، سطح تازه سنگها به فراواني ديده ميشود.
در مناطق مرطوب حارهي به علت بالا بودن دما و باران فراوان، خاكهاي ضخيمي تشكيل ميشود. ولي در اين مناطق بسياري از كانيها از لابه لاي خا ك شسته ميشوند و از اين رو، اين خاكها براي رشد فراوان محصولات كشاورزي به قدر كافي غني نيستند.
خاكهاي نواحي بياباني به علت هوازدگي شيميايي كم و فرسايش آبي و بايد زياد، معمولاّ نازك و به صورت تكه تكه اند. اين خاكها غالباّ داراي كانيهاي محلول ولي فاقد مواد آلي اند. يا مواد آلي كمي دارند. افقهاي خاك معمولاّ وجود ندارد يا به خوبي توسعه پيدا نكرده است.
در اقليتهاي معتدل، كه معمولاّ ميزان بارش كمتر از نواحي پرباران استوايي است، فروشست خاك نيز كمتر است. با اين حال، مناطق معتدل غالباّ آن قدر باران دريافت ميكنند كه خاكهاي ضخيمي پديد آورند. رشد فراوان گياهان در اين نواحي، خاكهاي غني، سياه رنگ و با هوموس فراوان توليد ميكند. به همين جهت خاكهاي نواحي معتدل از حاصلخيزترين خاكها هستند و بيشتر غذاي مردم جهان از همين نواحي تأمين ميشود.

نوع موادي كه در مناطق B,A يافت ميشوند، خاكها را ميتوان به سه گروه اصلي تقسيم كرد. در نقاط بسيارپرباران، مناطق B,A خاك، فاقد مواد محلول محلول ميشوند، زيرا اين قبيل مواد در آب باران حل شده، به قسمتهاي پائين تر برده ميشوند. در نتيجه، خاك اين نقاط محتوي كوارتز، كانيهاي رس دار و اكسيد آهن ميشود. بدين ترتيب، به سبب فراوان بودن تركيبات آهن و آلومينيم، به اين خاكها پدالفر (از اجزاي Al,Fe خاك= ped) ميگويند.
گروه دوم، خاكهايي هستند كه در آنها مواد محلول زيادند و در آب و هواي گرم و خشك تشكيل ميشوند. از آنجا كه كربنات كلسيم يكي از اجزاي مهم اين قبيل خاكهاست، آنها را پدوكال مينامند. پدوكالها نسبت به پدالفرها محتوي رس كمتر و سيليكاتهاي تجزيه نشده زيادترند، كه آنهم مربوط به كمي مقدار بارندگي در نقاطي است كه اين قبيل خاكها يافت ميشوند، و چون جمعيت تجزيه كنندگان هم در اين قبيل خاكها اندك است، حاصلخيزي چنداني ندارند.
گروه سوم خاكها، لاتريت نام دارند، كه قرمز تيره اند و بيشتر مخصوص نقاط استوايي زمين اند. در اين خاكها سيليكاتها كاملاّ تجزيه شده اند و اكسيدهاي آلومينيم و آهن فراوان از خود برجاي نهاده اند. ضمناّ در اين خاكها آنقدر آب نفوذ كرده، كه فقط مواد كاملاّ نامحلول باقي مانده اند. اگر در سنگ بستر اين نواحي آهن كم باشد، نوغي خاك به نام بوكسيت حاصل ميآيد كه از آن فلز آلومينيوم استخراج ميشود. اين خاك هم براي كشاورزي چندان مناسب نيست زيرا با شخم زدن، گياخاك آن در هواي گرم به سرعت اكسيده ميشود و از بين ميرود. بدين ترتيب لاتريتها فقط چند سالي مورد استفاده كارهاي كشاورزي قرار ميگيرند و سپس رها ميشوند.

اقسام خاك

هيچكدام از عواملي كه در تشكيل خاك مؤثرند، به طور مداوم در همه جاي زمين عمل نمي كنند. در عين حال به علت تركيب گوناگون اين عوامل و تأثير شرايط محلي، اقسام خاك بسيار زياد است. اما ميتوان انواع مهم خاك را به اين ترتيب ذكر كرد:
خاك كوهستان، كه معمولاّ كم ضخامت و پراز سنگ است. شيب زمين در اين قسمتها بيشتر از آن است كه امكان تشكيل خاك كامل فراهم باشد.
خاك جنگل جنگلها معمولا در مناطقي پديد ميآيند كه مقدار بارندگي زياد باشد. واكنشهاي شيميايي كه در خاك اين نقاط صورت ميگيرد، مقدار كلسيم و منيزيم را تا حدود زيادي كاهش ميدهد. به چنين خاكي، اسيدي ميگويند. در خاكهاي اسيدي كاج و صنوبر و درختان مشابه آنها خوب رشد ميكنند زيرا به كلسيم و منيزيم زيادي نياز ندارند. مواد آلي مورد نياز هم از پوسيدن برگهاي ريخته شده در كف جنگل تأمين ميشود. درختان در چنين خاكهايي كه عمق چنداني هم ندارند خوب رشد ميكنند زيرا ريشههاي آنها به اعماق زمين نفوذ ميكند و ضمناّ رشد آنها بسيار تدريجي است. در عوض، گياهي كه در طول يك فصل رشد ميكند و بالغ ميشود و به خاك كامل نياز دارد. بر خلاف، انتظار خاك جنگل زياد حاصلخيز نيست. بخصوص كه بر اثر تراكم درختان نور كمي به كف جنگل ميرسد، گياهان علفي كمي در آن ميرويند و قطر گياخاك اندك است. به همين علت اين خاك براي كشت و زرع مناسب نيست.
خاك علفزارها حاصلخيزتر از خاك جنگل است، لايه سطحي خاك قطور است و گياخاك فراوان دارد و در عين حال مقدار بارندگي هم در علفزار زياد است.
خاك بيابان از لحاظ دارا بودن املاح غني تر از ساير خاكهاست، زيرا به علت كمي رطوبت، عمل هوازدگي و حل شدن املاح زياد صورت نمي گيرد. اما كمبود رطوبت مانع رويش فراوان گياهان ميشود. پس در چنين خاكهايي نيتروژن و گياخاك كم است. از طرفي، اگر آبياري در خاك بيابان مناسب باشد، محصول فراواني ميتواند از اين نقاط به دست آيد.

حاصلخيزي خاك

حاصلخيزي خاك يعني ميزان توانايي آن در پرورش دادن گياهاني كه يا مستقيماّ غذاي انسانند يا آن كه به طور غيرمستقيم غذاي انسان را فراهم ميآورند. حاصلخيزي خاك به عوامل متعددي مربوط است كه در مجموع ميتوان آنها را به صورت زنجيري مرتبط به هم در نظر آورد، زيرا مثلاّ ممكن است در خاكي عوامل مختلف و لازم فراهم باشند ، و فقط يكي از آنها (از جمله، رطوبت) اندك باشد. در اين صورت از عوامل موجود كاري ساخته نخواهد بود. در ميان عوامل مؤثر در حاصلخيزي خاك ميتوان به اين نمونهها اشاره كرد:
1- املاح- غذاي گياهان شامل عناصر شيميايي است كه از تركيب آنها مولكولهاي مواد آلي پديد ميآيند. مهمترين اين عناصر عبارتند از S,Fe,Ca,Mg,P,N,K كه از بين آنها نياز به سه عنصر اول زيادتر از بقيه است. به علت محلول بودن يونهاي اين عناصر، در بيشتر خاكهاي مرطوب مقدار آنها كم است، ولي البته فسفر تا حدي تركيبات مقاومتري دارد و در خاكها به مقدار بيشتر يافت ميشود. نيتروژن خاك هم عنصري است كه مقدار آن به وجود جانداران ذره بيني خاصي از دسته باكتريها (باكتريهاي تثبيت كننده نيتروژن در خاك) وابسته است.
البته صرف نظر از مواد فوق، عناصر ديگري هم بايد در خاك وجود داشته باشند كه به مقدار بسيار اندك مورد احتياج گياهند، ولي كاري كه در بدن گياه انجام ميدهند اهميت زيادي دارد. از جمله اين كه كاتاليزور انجام بعضي واكنشهاي پيچيده شيميايي هستند. مهمترين اين عناصر عبارتند از Ni,Cu,Mn,Si,Na,I . مقدار اين مواد در خاك هميشه كافي است، زيرا گياهان فقط مقادير ناچيزي از آنها را جذب ميكنند. اما گاهي هم خاكي فاقد يك يا چند نوع از آنهاست كه در اين صورت رشد گياهان در آن خاك دچار صدمه شديد ميشود. در چنين مواردي، اين عناصر را به صورت كود به خاك ميافزايند.
2- آب- آب مهمترين مادهي است كه بايد در خاك وجود داشته باشد، زيرا باعث نقل و انتقال عناصر اساسي به سلولهاي گياه شده، مواد دفعي را از آنها دور ميسازد. نياز گياهان به آب متفاوت است. گلسنگها ميتوانند حتي با جذب رطوبت موجود در هوا زنده بمانند، در حالي كه گياهان ساكن مردابها به آب فراوان نياز دارند.
3- گازهاي اتمسفري- اگر چه تركيب گازهاي اتمسفري كمابيش ثابت است، بايد گفت كه تركيب گازهاي موجود در خاك در نقاط مختلف واوقات مختلف فرق ميكند. گياهان كربن لازم براي ساختن هيدراتهاي كربن مختلف را از دي اكسيد كربن هوا تأمين ميكنند. ضمنا" مقداري اكسيژن هم براي تنفس بايد در دسترس ريشه باشد.
4- اسيدي يا قليايي بودن- اگر درجه اسيدي با قليايي بودن خاك از حد معيني تجاوز كند، رشد طبيعي گياه متوقف ميشود. اصولاّ در چنين خاكهايي فقط گياهان ويژهي رشد ميكنند كه محيط اسيدي يا قليايي را دوست دارند.
5- كلوئيدها- كلوئيدهاي خاك از دو نوع غيرآلي (ذرات رس موجود در خاك) و آلي اند (تركيبات شيميايي گوناگون و پيچيدهي كه از فعاليتهاي گروه بي شماري از قارچها و باكتريها و جانداران ديگر، همچنين تجزيه بدن آنها و ريشه و ساقه و برگ گياهان حاصل ميآيد).
اين كلوئيدها چون ميتوانند به عنوان منابع آب و غذاي گياه عمل كنند، در حاصلخيزي خاك دخالت تام دارند. كلوئيدها يونها و آب را جذب ميكنند و بعد آنها را آرام آرام به خاك پس ميدهند. بدون وجود كلوئيدها خاك به زودي املاح محلول و لازم براي رشد گياه را از دست ميدهد. همچنين، بدون كلوئيدها، آب فقط در هنگامي در دسترس گياه خواهد بود كه بارندگي يا آبياري شده و آب در حال فرو رفتن در زمين است و در چنين شرايطي يا آب بيش از حد به گياه ميرسد، يا ان كه آبي وجود نخواهد داشت.
6- جانداران ذره بيني (تجزيه كنندگان)- اهميت و ارزش وجود تجزيه كنندگاني از قبيل بعضي از باكتريها و قارچها در خاك بسيار زياد است. ريسههاي بعضي از قارچها در ريشه گياه نفوذ ميكنند و تبديل به رابط مستقيمي ميان شيرههاي گياهي و محلولهاي موجود در خاك ميگردند و بدين ترتيب مانند تارهاي كشنده به جذب آب و املاح ميپردازند. برخي از باكتريها هم در ريشه گياهاني از خانواده نخود نفوذ ميكنند و با آن گياهان حالت همزيستي پديد ميآورند. اصولاّ جانداران ذره بيني خاك به دنبال باقيمانده انرژي هستند كه در مواد آلي حاصل از بدن گياهان و جانوران وجود دارد. چون بديهي است كه گياهان و جانوران خشكي (وحتي انسان) به خاك بازمي گردند. در جريان فعاليت به منظور كسب اين انرژي ، مواد به صورت غيرآلي، يعني كانيها، گازها و آب برمي گردند.

اثرات آبياريهاي نامناسب در خاك مناطق كم آب

وقتي در مناطق كم آب، كار آبياري به طور مناسب صورت نگيرد، اشكالاتي پيش ميآيد. مثلاّ، ارتباطي ميان مقدار بارندگي، آبهاي زيرزميني، آبهاي جاري و مقدار تبخير وجود دارد. گاهي شرايط زمين طوري است كه وقتي مقداري آب در روي آن جمع ميشود، راهي براي خروج ندارد و فقط از طريق تبخير شدن از بين ميرود. در اين حال، مانند ظرف آبي كه روي بخاري گذاشته ميشودو پس از تبخير شدن آب، مقداري رسوب بر ديواره ظرف باقي ميماند، در روي زمين هم با بخار شدن آب، مقداري املاح محلول برجاي ميماند و به اصطلاح زمين «شوره ميزند». نظير چنين پديدهي را در بسياري از نقاط كشور خودمان ميتوانيم ببينيم كه بزرگترين آنها درياچه حوض سلطان در نزديكي قم است. نمكهايي كه وارد چنين نقاطي ميشوند، ظاهراّ از تجزيه سنگهايي حاصل ميآيند كه در سر راه آبهاي جاري قرار دارند. اين آبها هم از نقاط پرباران تر سرچشمه ميگيرند. مثلا" رودهايي كه وارد حوض سلطان ميشوند، از دامنههاي جنوبي البرز از جمله اين نمكها بايد از كلريدها و سولفاتهاي سديم، كلسيم و منيزيم نام برد. در هر صورت، زمين كه بدين ترتيب شوره ميزند، قابل كشاورزي نيست و نمكهاي اضافي آن را بايستي به طريقي از ميان برد، كه زه كشي كردن و جلوگيري از ايستادن آب در روي خاك از ان جمله است.

فرسايش خاك

باد و باران، اغلب مقداري از خاكهاي مناطق مختلف را با خود حمل ميكنند و در نتيجه، فرسايش خاك پيش ميآيد. در مملكت ما مسئله فرسايش خاك اهميت شاياني دارد، زيرا هر ساله هزاران هكتار خاك به همين علت از حاصلخيزي و قابل كشت بودن ميافتد. آنچه كه به ويژه از دست ميرود و براي كشاورزي مهم است، گياخاك و مواد آلي خاك است. جانشين شدن اين مواد تقريباّ ديگر عملي نيست، زيرا انجام اين كار به قرنها وقت نياز دارد.
علت فرسايش خاك- يكي از عوامل اساسي فرسايش خاك، انسان است، چون پوشش گياهي خاك را از درخت گرفته تا بوتهها، از ميان ميبرد. وجود اين پوشش در روي زمين از فرسايش خاك جلوگيري ميكند، زيرا:
1- پوشش گياهي سبب ميشود كه جلو شدت ضربات قطرههاي باران گرفته شود و خاك «شسته» نشود، دراين حال، آبي كه از بارندگي حاصل ميشود سرعت لازم براي حمل مواد را در سرازيريها پيدا نمي كند.
2- گياخاك مانند اسفنجي پرحفره، آب را در خود نگه ميدارد.
3- شبكهي ريشهي گياهان محكم به هم بافته ميشود و ذرات خاك را متصل به هم نگه ميدارد./ در غير اين صورتها، در مناطق مرطوب آب باران و در مناطق خشك، باد ذرات خاك را جابه جا ميكند. آب باران يا با ايجاد جويهاي بيش و كم عميق و يا شستشوي سطحي سبب فرسايش خاك ميشود. در شست وشوي ورقه اي، لايهي ا زخاك به طور يكنواخت از تمامي سطح منطقه برداشته ميشود. اين كار به هنگام بارندگي صورت ميگيردو چنان كند است كه كمتر ميتوان متوجه آن شد. طرز جلوگيري از اين نوع فرسايش هم كشتهاي رديفي و تپهي و تناوب كشت و غيره است كه در كتاب علوم سال دوم راهنمايي دربارهي آن مطالعه كرده ايد. راه جلوگيري از ايجاد و توسعهي اين جويها، سد كردن مسير آنها با سنگ؛ چوب و شاخههاي درختان و يا تختههاي پهن است، كه در اين صورت هم جلو عبور آب گرفته ميشود و هم مقداري رسوب در مسير اين جويها تشكيل ميگردد. اين گونه جويها را در شيب تپهها زياد ميتوان يافت.

واژگان

هوازدگي: (Weathering)
فرآيند مخرب يا گروهي از فرآيندها كه طي آن مواد سنگي در اثر تماس با عوامل جوي در سطح يا نزديك به سطح زمين از نظر رنگ، بافت، تركيب، استحكام و شكل تغيير مييابند بدون آن كه جابه جايي قاب ملاحظهي را تحمل كنند. خرد شدن فيزيك و تجزيه شيميايي و بيولوژيكي ناشي از هوازدگي به تدريج مواد را به خاك تبديل ميكند.

تغيير فيزيكي: (Physical change)
هر تغييري در يك جسم يا ماده بدون آن كه تركيب شيميايي آن تغيير كند.

درز: (Joint)
نوعي شكستگي در سنگها كه در امتداد شكستگي جابه جايي صورت نگرفته باشد.

رس: (Clay)
رسوب يا سنگي نرم و بسيار دانه ريز است كه وقتي با مقدار معيني آب مخلوط شود حالت پلاستيكي پيدا ميكند و حجم آن اضافه ميشود. پس از خشك شدن كاهش حجم را با ايجاد ترك جبران ميكند.

هوازدگي پوست پيازي: (Onion weathering)
نوعي هوازدگي كروي كه در آن سنگ هوازده و تجزيه شده به لايههاي نازك متحدالمركز (مثل لايههاي پياز) تبديل ميشود.
هوازدگي فيزيكي: تغييراتي كه در سنگها بر اثر عواملي چون تغيير دما، انجماد آب، رشد بلورها، رشد ريشه گياهان و ... به وجود ميآيد و بدون اين كه تركيب شيميايي سنگ را تغيير دهند آن را به قطعات كوچك تر تقسيم ميكنند.
هوازدگي شيميايي: تغييراتي كه در سنگها بر اثر عواملي چون آب، اكسيژن و كربن دي اكسيد به وجود ميآيد. در اين نوع هوازدگي سنگها طوري تغيير ميكنند كه مواد جديدي به وجود ميآيد.

هوازدگي شيميايي (Chemicale Weathering)
فرآيندي كه در طي آن كانيها و سنگها با عواملي چون آب، اكسيژن و اسيدها واكنش ميكنند و تركيب شيميايي قبلي خود را از دست ميدهند.

اكسايش (Oxidation)
از دست دادن الكترون، توسط يك عنصر بر اثر واكنش  شيميايي با اكسيژن را اكسايش يا اكسيداسيون ميگويند.

هيدروليز (Hydrolysis)
تركيب يك ماده با آب را آبگيي يا هيدروليز ميگويند.

آمفيبول (Amphibole)
سيليكات كلسيم، منيزيم و آهن آبدار

انحلال (Solution)
مادهي كه در يك حلال حل شده و يك محلول را تشكيل داده است.

بيوتيت(Biotite)
ميكاي سياه، سيليكات آهن، منيزيم و پتاسيم آبدار

پيروكسن (Phroxene)
سيليكات كلسيم، آهن و منيزيم

پيريت (Iron pyrite)
سولفيد آهن (FeS₂)

گائولن (Kaolinite)
خاك چيني، سيليكات آلومينيومي كه از تجزيه فلدسپاتها حاصل ميآيد.

هماتيت (Hematite)
اكسيد آهن Fe₂O₃ به رنگ قرمز

ليمونيت (Limonite)
اكسيد آبدار آهن nH_2O,Fe₂O₃ به رنگ زرد.

خاك (Soil)
محصول نهايي هوازدگي و نتيجه تخريب فيزيكي و شيميايي سنگها همراه با باقي ماندههاي در حال فساد جانداران است كه لايهي را بين سنگ بستر و هواكره تشكيب ميدهد.

افق خاك (Soil horizon)
خاك به صورت لايههاي افقي تشكيل ميشود كه به آن «افقهاي خاك» ميگويند. هر افق داراي ويژگيهايي مانند رنگ، جنس، ضخامت و ... است كه با افقهاي ديگر تفاوت دارد.

گياخاك (هوموس) (humus)
بقاياي در حال تجزيه گياهان و جانوران داخل خاك، گياخاك رنگ خاك را تيره ميكند و موادآلي مورد نياز گياهان را در اختيار آنها ميگذارد.

بوكسيت (Bauxite)
خاكهاي سرشار از آلومينيوم كه در مناطق پر باران استوايي وجود دارد.

پدوكال (Pedocal)
خاكهاي سرشار از كلسيم كه در مناطق كم باران بياباني و گرمسير وجود دارد.

لاتريت (Laterite)
خاكهاي سرشار از آهن كه در مناطق پرباران استواي وجود دارد. رنگ آنها قرمز آجري است.

پدالفر (pedoalfe)
خاكهاي سرشار از تركيبات آهن و آلومينيوم كه در مناطق پر باران وجود دارند.

فرسايش خاك (Soil erosion)
جابه جا شدن خاك بر اثر فعاليت آب و باد.

Copy right©2003-09-15 www.efa.ir  all rights reserved

سایت انجمن علوم  به هیچ گروه ، سازمان،یا موسسه ای وابسته نیست

استفاده از مطالب و اخبار وعکس های این سایت

با ذکر منبع وآدرس مجاز است