مكونات التربة  - الطور الغازي والبيولوجي للتربة - الجزء الثاني

 2) التأدرت Hydration:

& ترتبط جزيئات الماء القطبية مع جزيئات المعدن برابطة هيدروجينية ، ويؤدي دخول جزيئات الماء في المسافات البينية لجزيئات المعدن إلى زيادة حجم المعدن وقلة وزنه النوعي وضعف نسبي للروابط الجزيئية . فيصبح المعدن أقل صلابة . ومثال ذلك تحول الأنهدرايت CaSO₄ إلى معدن الجبس CaSO4.2H₂O تبعاً للمعادلة :&

 & وأيضاً تختلف الصورة المتأدرته لأكاسيد الحديد مثل معدن الليمونايت 2Fe₂O₃.3H₂O (لونه أصفر) عن الصورة المتأدرته مثل معدن الهيماتايت Fe₂O₃ (أحمر قرمزي)

ومعدن الهالوسايت Al₂ Si₂ O₅ (OH)₄.2H₂O  وهو الصورة المتأدرته لمعدن الكاؤولينايت Al₂ Si₂ O₅ (OH)₄ ، ولكنه مختلفاً عنه في العديد من الخصائص: &

3) التحلل المائي Hydrolysis :

& هو عبارة عن تفاعل يحدث بين الأيونات الناتجة من انقسام جزيئات الماء (H⁺,OH^-) والأيونات المكونة لسطح المعدن ، وهذا التفاعل يتم على عدة مراحل . والمثال يبين نواتج التجوية الخاصة بالتحلل المائي لمعدن الألبيت.&

& وطبقاً للجهد الأيوني للنواتج فإن أيونات الصوديوم سريعة الذوبان ولا تميل للترسيب مرة أخرى ، أما أيونات Al⁺³ فتميل إلى الترسيب بالتفاعل مع حمض الأرثوسالسيلك .&

& ويتكون معدن طين الكاؤولينايت وتصبح الظروف أقل حامضية ، أما إذا كان تركيز الأرثوسالسيلك منخفضاً فإن أيونات Al⁺³ يحدث لها سلسلة من تفاعلات التحلل المائي حتى تكون الجبسيت ، ويصاحب ذلك حموضة زائدة طبقاً للتفاعل التالي : &

أثر الـ pH على ذوبان الحديد والسيلكا والألمنيوم 

& وجدير بالذكر أنه يتم استهلاك مول واحد من الهيدروجين عند تحول الألبيت إلى الكاؤولينيت ، أي حدوث ظروف مائلة للقلوية نتيجة للتجوية . والتأثير القلوي الناتج من التجوية عموماً يمكن معادلته بثاني أكسيد الكربون CO2 المتواجد في مسام التربة .&

& فحمض الكربونيك الضعيف (pH=5) يعمل على معادلة القواعد الناتجة من التجوية مما يشجع على استمرار تفاعلات التحلل المائي طبقاً لقانون فعل الكتلة Law of mass action.&

4) المياه المحملة بثاني أكسيد الكربون Carbonation:

& يكون غاز Co₂ بنسبة ثابتة في طبقة التربوسفير المحيطة بالكرة الأرضية وتبلغ 0.033% ،  وبالتالي يكون ضغطه P^CO2 = 3×10^-4 atm ، ويزداد ضغط Co₂ في مسام التربة عنه في الهواء الجوي ، وذلك بسبب تنفس جذور النباتات والكائنات الحية التي تعيش في التربة ، وأيضاً نتيجة تحلل المادة العضوية بها حيث يصل ضغطه في مسام التربة 10 أضعافه في الهواء الجوي.&

& وهناك حالة اتزان ديناميكي بين ضغط غاز CO2 في الهواء الأرضي والجزء الذي يذوب منه في الماء حيث:

 ويؤدي ذوبان CO2 في الماء إلى تكوين حمض الكربونيك كما يتضح من التفاعل التالي :

ورغم أن حمض الكربونيك النتاج هو حمض ضعيف ، إلا أنه يتفاعل بشدة مع العديد من المعادن وخاصة معادن الكربونات (الكالسيت والمغنيسيت والدولوميت) ويتم التفاعل كالتالي:

& ومن الجدير بالذكر أن هذه المعادن تختلف في درجة ثباتها ضد هذا التفاعل ، ولذا تترتب وفقاً لدرجة مقاومتها للتجوية الناتجة عن هذا التفاعل كالتالي:

Dolomite ˃ Calcite ˃ Magnesite

وبالتالي نجد أن شدة التجوية يختفي المغنيسيت أولاً يليه الكالسيت، بينما يبقى الدولوميت أكثرهم مقاومة .&

& وهذا يوضح سبب ارتفاع محتوى التربة الجيرية من معدن الدولوميت مع زيادة تطور التربة ، بينما تنخفض نسبة الكالسيت . وأكثر الصخور تعرضاً لهذا النوع من التجوية هي الصخور الجيرية والتي تتكون من خليط غير متجانس من معادن الكربونات تتفاوت في درجة قابليتها للتجوية .&

& ويفسر هذا التفاعل تكون الكهوف بداخل الهضاب الجيرية ، حيث تسقط الأمطار المحملة بحمض الكربونيك على تلك الهضاب فتذيب منها المعادن سهلة التجوية مثل الغنيسيت وجزءاً من الكالسيت على صورة بيكربونات الكالسيوم بشكل محلول مشبع ، وبعد تعرض هذا المحلول للهواء الجوي (حيث يقل ضغط غاز CO₂ بها) مما يؤدي إلى إعادة ترسيب كربونات الكالسيوم .  &

5) الأكسدة والإختزال Oxidation-Reduction:

& تتم تفاعلات الأكسدة والإختزال بانتقال الإلكترونات بين الذرات أو الأيونات المتفاعلة ، فالصورة المؤكسدة للذرة أو الأيون تكتسب الإلكترونات وتتحول إلى صورة مختزلة ، بينما الصورة المختزلة للذرة أو الأيون تفقد الإلكترونات وتتحول إلى صورة مؤكسدة , ويمكن تمثيل ذلك بالمعادلات التالية :&

& وتساهم هذه التفاعلات في الإسراع من تحلل الكثير من المعادن في صخور القشرة الأرضية وتجعل مكوناتها أكثر ذوباناً ، ومثال  ذلك تجوية معدن البيريت (كريتيد الحديدوز) وهو معدن فلز ذهبي اللون ذو وزن نوعي كبير وصلابة عالية وشحيح الذوبان، وعند تجويته يتكون معدن الهيماتايت المختلف كلياً في صفاته وتركيبه طبقاً