أسس علم الرسوبيات

عملية الترسيب وتكوين الرواسب
يهتمّ علم الرسوبيات بترسيب المواد الصلبة من حالة التعليق أو في حالة محلول في مائع -عادة ما يكون هواء أو ماء-، كذلك يتضمّن رواسب الجليد وتلك المواد التي يتمّ جمعها في ظل قوة الجاذبية الأرضية وحدها، كما هو الحال في رواسب الكلس، أو تراكمات الحطام الصخري عند قاعدة المنحدرات، ويتضمن علم الرسوبيات أسسًا عديدة، كما ينشأ عن عملية الترسيب أشكالًا وظواهر جغرافية مختلفة.[١]
أسس علم الرسوبيات
تختلف الدورات الرسوبية باختلاف العناصر المتضمّنة لها، ومن أسس علم الرسوبيات أنّ كل دورة منها تتكون من مرحلة المحلول أو التعلّق بالماء ومرحلة الصخور أو الرواسب؛ حيث أنّه وفي مرحلة المحلول تساعد التجوية على استخراج معادن من قشرة الأرض على شكل أملاح، فبعضها يذوب في الماء، ويمرّ عبر سلسلة من الكائنات الحية، حتى يصل أخيرَا إلى أعماق البحار ويستقر إلى أجل غير مسمى، وفي المرحلة الصخرية تتراكم أملاح أخرى كالرسوبيات والصّخور في البحار الضحلة، وفي النهاية يتمّ تجفيفها وإعادة تدويرها.[٢]
الصخور الرسوبية
يهتمّ علم الرسوبيات أيضًا بتكوين الصخور الرسوبية، والمقصود هنا بالصخور الرسوبية هي تلك التي نتجت عن ترسيب المواد الناتجة عن أنشطة ميكانيكية وكيميائية تعرّضت لها الصخور الأخرى، مما نتج عن ذلك تفتّتها إلى حبيبات أصغر ثم بعد ذلك نتجت هذه الحبيبات فتشكلت الصخور الرسوبية، ويتمّ التعرف على ثلاث فئات رئيسية من الصخور الرسوبية: [٣]
الصخور الرسوبية الكلاستيك.
الكربونات -الحجر الجيري والدولوميت-.
الصخور الرسوبية الكيميائية غير الكربونية.
وهناك عوامل مختلفة تؤثر جميعها في آلية تكوين الصخور الرسوبية إما معًا أو بشكل منفصل، وتساهم في نشأتها، ومن هذه العوامل ما يأتي:
التجوية الميكانيكية
التجوية الميكانيكية هي واحدة من العمليات الرئيسية التي يُعنى بها علم الرسوبيات، وهو يقسّمها إلى فئتين رئيسيتين: التكسير الذي يشمل الصقيع والملح، والتآكل كالسّفع الرملي، وفيما يأتي أشكال ومظاهر للتجوية الميكانيكية:[٤]
الصقيع أو تجميد ذوبان الجليد: تتسع المياه بنسبة 9 % عندما تتجمد إلى ثلج مع توسعها، وتسبّب ما يصل إلى 4.3 مليون رطل للقدم المربع من الضغط، وهو ما يكفي لفتح الشقوق والشقوق في الصخور، فالتجميد والذوبان المتكرران للمياه يسمحان بالتسرب إلى عمق هذه الشقوق وتوسيعها، وقد تسمح الشقوق أيضًا بدخول الجذور إليها، وهي عوامل للتجوية البيولوجية الأساسية بعلم الرسوبيات.
تشكيل الكريستال أو الملح wedging: تحتوي معظم المياه على أملاح مذابة، وعندما يتبخر الماء في الشقوق الصخرية تتشكل بلورات الملح والثلج، التي يمكن أن تزيد من الشقوق المفتوحة، ويميل “إسفين الملح” إلى أن يكون أكثر وضوحًا في المناطق القاحلة بالنظر إلى ارتفاع معدلات التبخر، كما يحدث على طول السواحل البحرية.
التجوية الكيميائية
يُقصد بالتجوية الكيميائية في علم الرسوبيات تفاعل الهواء والماء في الغلاف الجوي مع المعادن الموجودة في الصخور، مما يؤدي إلى تفاعل كيميائي يضعف الصخور ويجعلها عرضة للتآكل، وبالطبع ليست الصخور هي الضحية الوحيدة للتجوية الكيميائية التي هي واحدة من ركائز علم الرسوبيات؛ فقد تؤثر هذه الظاهرة أيضًا على المواد الأخرى، حيث يتحد الأكسجين والمعادن لتشكيل مواد جديدة ، بمثابة نوع أساسي آخر من عوامل التجوية الكيميائية، كما أن تفاعل الأكسجين مع الحديد في الصخر يخلق أكاسيد الحديد ويشكل فارقًا لتفاعلات كثيرة متضمنة بفروع علم الرسوبيات ويمكن أن تؤدي إلى خطوط بلون الصدأ على سطح الصخر. [٥]
التعرية
يتضمن علم الرسوبيات آليات حدوث التآكل والذي نقصد به عملية التعرية حيث تخضع الطرق التي يتم قطعها إلى أسطح منحدرة مثل سفوح التلال أو سفوح الجبال لآثار التآكل، وعند النظر إلى الحافة الخارجية لمثل هذا الطريق بعد أن كان في مكانه لفترة من الوقت، فمن المحتمل رؤية أن الكتف هو الحد الأدنى من غير الموجود بفضل اختفاء التربة على المنحدر، في حين قد يتراكم الحطام في بعض الأحيان على الحافة الداخلية، وفيما يأتي أشكال ومظاهر التعرية [٦]
تآكل المياه: التآكل الناجم عن الماء يأتي في أنواع مختلفة، في بعضها تتم إزالة طبقة رقيقة نسبيًا من التربة من مساحة كبيرة من الأرض، بحيث يكون للتآكل اتّساع كبير ولكن بعمق ضئيل، وفي البعض الآخر يتم حفر القنوات الصغيرة المتميزة التي يبلغ عمقها 2 بوصة عن طريق المياه الجارية، ويشبه تآكل الصقيع تآكل الصخور، باستثناء أن القنوات ضحلة وعريضة وليست ضيقة وعميقة نسبيًا.
تآكل التربة: يمكن تحريك التربة عن طريق التأثيرات الطبيعية للمياه الرياح أو عن طريق الحرث من قبل البشر الذين يقومون بزراعة الأرض، وفي كل حالة تنطوي عملية التآكل على فصل التربة وحركتها وترسبها، بهذا الترتيب، ويمكن نقل التربة السطحية التي تحتوي على نسبة عالية من المواد العضوية وبالتالي الخصبة، إلى جزء آخر من المنطقة المحروثة أو نقلها خارج الموقع بالكامل.
التصخر
عملية معقّدة يتضمنها علم الرسوبيات حيث يتم تحويل حبيبات الرواسب الرخوة المرسلة حديثًا إلى صخور، وقد يحدث التفتيت في وقت ترسّب الرواسب أو في وقت لاحق، يعد الأسمنت أحد العمليات الرئيسية التي ينطوي عليها الأمر خاصةً بالنسبة إلى الأحجار الرملية والتكتلات، وبالإضافة إلى ذلك، تحدث التفاعلات داخل الرواسب بين المعادن المختلفة وبين المعادن والسوائل المحتجزة في المسام، وقد تشكل هذه التفاعلات التي تسمّى مجتمعة في علم الرسوبيات التولد الذاتي، ومعادن جديدة أو معادن تُضاف إلى غيرها موجودة بالفعل في الرواسب.[٧]