أهداف التعلم

• أن يعرّف الطالب المعدن ويعدد خواصه المميزة التي يُتعرَّف بها عليه.
• أن يميّز الطالب بين المعدن والصخر.
• أن يوضّح الطالب أنواع الصخور الثلاثة وكيفية تكوّن كل نوع.
• أن يفسّر الطالب كيفية تكوّن التربة من تجوية الصخور.
• أن يعدّد الطالب مكونات التربة وطبقاتها الرئيسية.

شرح الدرس

مفهوم المعدن

المعدن هو مادة صلبة غير عضوية (لم تتكوّن من كائنات حية) توجد في الطبيعة، ولها تركيب كيميائي محدد أو يتراوح ضمن نطاق معروف، وترتيب داخلي منتظم لذراتها (تركيب بلوري). ويُتعرَّف على المعادن المختلفة من خلال عدة خواص مميزة، أهمها:

• اللون: قد يكون مميزًا لبعض المعادن، لكنه ليس دليلًا كافيًا وحده لأن معادن مختلفة قد تشترك في نفس اللون.
• البريق: طريقة انعكاس الضوء عن سطح المعدن (بريق فلزي لامع كالذهب، أو غير فلزي كبريق الكوارتز الزجاجي).
• الصلادة: مدى مقاومة المعدن للخدش، وتُقاس عادة بمقياس موس المكوّن من عشر درجات.
• الانفصام والكسر: طريقة تكسّر المعدن؛ فبعضها ينفصم على شكل مستويات منتظمة، وبعضها ينكسر بشكل غير منتظم.
• الكثافة: كتلة المعدن مقسومة على حجمه، وتختلف من معدن لآخر.

الفرق بين المعدن والصخر

الصخر هو تجمّع طبيعي صلب يتكون من معدن واحد أو أكثر (أو أحيانًا من مواد عضوية كما في بعض أنواع الفحم)، بينما المعدن هو المادة الأساسية المفردة التي يتكوّن منها الصخر. فمثلًا صخر الجرانيت يتكوّن من عدة معادن مختلفة متماسكة معًا (منها الكوارتز والفلسبار والميكا)، بينما الكوارتز نفسه معدن واحد له تركيب كيميائي محدد.

أنواع الصخور الثلاثة

تُصنَّف الصخور في الطبيعة إلى ثلاثة أنواع رئيسية حسب طريقة تكوّنها:

• الصخور النارية: تتكوّن من تبريد وتصلّب الصهارة (الماجما) المنصهرة، سواء تحت سطح الأرض ببطء (مكوّنة بلورات كبيرة كالجرانيت) أو فوق سطحها بسرعة عند خروجها كحمم بركانية (مكوّنة بلورات صغيرة جدًا كالبازلت).
• الصخور الرسوبية: تتكوّن من تراكم وتماسك طبقات من الرواسب (فتات صخري أو بقايا كائنات حية) على مدى زمن طويل، تحت ضغط الطبقات العلوية وبفعل مواد رابطة طبيعية، مثل الحجر الجيري والحجر الرملي.
• الصخور المتحولة: تتكوّن من تحوّل صخور موجودة بالفعل (نارية أو رسوبية أو متحولة أخرى) نتيجة تعرّضها لحرارة وضغط شديدين داخل الأرض دون أن تنصهر بالكامل، مما يغيّر تركيبها البلوري وشكلها، مثل تحوّل الحجر الجيري إلى رخام، والصلصال إلى صخر أردواز.

الدورة الصخرية

تمر الصخور بدورة مستمرة عبر ملايين السنين تتحول فيها من نوع إلى آخر: فالصخور النارية قد تتعرض للتجوية والتعرية فتتحول رواسبها إلى صخور رسوبية، وقد يتعرض أي نوع من الصخور لحرارة وضغط شديدين فيتحول إلى صخر متحول، وقد تنصهر أي صخور بفعل الحرارة الشديدة داخل الأرض لتعود صهارة تتبرد لاحقًا مكوّنة صخورًا نارية جديدة، وهكذا تستمر الدورة بلا نهاية.

تكوّن التربة

تتكوّن التربة بشكل أساسي من التجوية المستمرة (الميكانيكية والكيميائية) للصخر الأم عبر زمن طويل جدًا، فتتحول الصخور الصلبة تدريجيًا إلى حبيبات وجسيمات دقيقة متفتتة. وتضاف إلى هذا الفتات الصخري مواد عضوية متحللة (بقايا نباتات وحيوانات ميتة تُسمى الدبال أو الهيوموس)، مما يجعل التربة مزيجًا من المكونات المعدنية (الفتات الصخري) والمكونات العضوية والماء والهواء المحبوسين بين الحبيبات.

طبقات التربة

عادة ما تظهر التربة في مقطع رأسي على شكل طبقات (آفاق) مميزة:

• الطبقة السطحية: غنية بالمواد العضوية المتحللة (الدبال) وأكثر الطبقات خصوبة، وتُزرع فيها معظم النباتات.
• الطبقة تحت السطحية: أقل غنى بالمواد العضوية، وتحتوي على معادن وطين متراكم انتقل إليها من الطبقة العليا.
• طبقة الصخر الأم المفتت جزئيًا: قريبة من الصخر الأصلي الذي تكونت منه التربة، وتحتوي على قطع صخرية أكبر حجمًا لم تتفتت بالكامل بعد.

أسئلة للتدريب

• ما الفرق بين المعدن والصخر؟ وضّح ذلك بمثال.
• عدّد أنواع الصخور الثلاثة، واذكر كيفية تكوّن كل نوع.
• ما المقصود بالدورة الصخرية؟
• من أي مكونات تتكوّن التربة؟ وما دور الدبال فيها؟