أحد صفحات التقدم العلمي للنشر
غير مصنف

العلم في صور


العلم في صور

رمال العالم

يعد الرمل أحد أكثر العناصر انتشارا على سطح الأرض وأكثرها تنوعا.

<N.W.ماك >ـ<A.E.ليستيكاو>

 

http://oloommagazine.com/images/Articles/13/SCI97b13N1_H01_006585.jpg

شاطئ فورت ولتون، فلوريدا

يتألف معظم رمل الكوارتز (المرو) quartz، تقريبا، من هذا المعدن بمفرده، وهو شائع جدا لدرجة أن كلمة «رمل» تُؤخذ عادة على أنها تشير إلى هذا النوع. وتشكل حبيبات الكوارتز العديمة اللون كتلك المبينة في الصورة معظم شواطئ شمال فلوريدا، إلا أن تركيبها يتبدل تدريجيا باتجاه الجنوب حيث تزداد نسبة المواد الكلسية. ولما كانت سطوح الحبيبات في هذه العينة غير صافية أو شبيهة بالزجاج فمن الواضح أنها تعرضت قليلا للسحج abrasion، ولكنها سَلِمَت من فعل التجوية weathering الشديدة التي أدت إلى تآكل سطوح الحبيبات في العينة التالية.

 

لترى عالَما في حبة رمل والسماء في زهرة برية، أمسك اللانهاية

 براحة يدك والسرمدية في ساعة واحدة.

ـ أدلة البراءة، وليام بليك

عندما نلتقط حفنة رمل من الشاطئ ونراقبها تتسلل من خلال أصابعنا، نكون قد رأينا حصيلة ملايين السنين من التاريخ الجيولوجي، إذ يمكن كشف النقاب عن الجانب الأعظم من هذا التاريخ عن طريق فحص حبيبات الرمال بتكبيرها حيث تَكشِف هذه الحبيبات عن أسرار منشئها وما تلاه من أسفار.

 

وتبدأ معظم ذرات الرمال رحلتها الحياتية في المناطق الجبلية كصخرة في بيئة برية تتكوَّن في الأصل من الكوارتز (المرو) والفلسپار feldspar. فالتفكك الآلي (بفعل حركة المجلّدات (المثلجات)، ودورات التجمد والانصهار) يؤدي إلى تكوين الجلاميد والحصى. ومن ثم يؤدي الفعل المشترك للتحلل الكيميائي (بوساطة الأمطار والنباتات) وللتفكك الميكانيكي إلى تفتيت الجلاميد والحصى، الأمر الذي يؤدي في النهاية إلى تكوين حبيبات من الرمال. ويُعرِّف الجيولوجيون الرمل بأنه فتات من الصخور تتراوح أقطارها ما بين 0.05 و 2 مليمتر، أما جزيئات الصخر الأكبر حجما فتُصنَّف كحصى، والحبيبات الأصغر حجما تشكِّل الغرين silt.

 

وبعد تكوُّن الرمال تجرف المياه حبيباتها فوق المنحدرات إلى مجرى النهر حيث تتدحرج أو تقفز على طول القعر، وتتراكم تارة في دوامة من الماء وتارة أخرى في حِمَى جلمود، وقد تمضي سنوات قبل المرحلة التالية من الرحلة، ولكنها في نهاية المطاف تغادر الجبال بوساطة أحد الأنهار. ويصل جزء من هذه الرمال التي تحملها الأنهار إلى الشاطئ، في حين يتوضع جزء آخر في الطريق. ويستغرق نقل رواسب نهرٍ متوسط التصريف مسافة 100 ميل في اتجاه المصب نحو مليون سنة. وفي أثناء عملية النقل هذه تقوم المواد الكيميائية الموجودة في الأنهار بصقل العديد من الحبيبات فتكسبها لمعانا شديدا.

 

وتؤدي الرياح إضافة إلى المياه دورا مهما في توزيع الرمال، فحيثما يضمحل الغطاء النباتي تطلق الريح حركة الحبيبات من عقالها، فتنتقل بفعل الارتطام والاهتزاز، وأحيانا تقذفها الرياح إلى أعلى لارتفاع قدم ونيف. والحبيبات التي تنقلها الرياح لا يتم صقلها لكنها تكتسب مظهرا مُصَنْفَرا ومعتما (محببا وغير شفاف).

 

ولا يرجع منشأ جميع الشواطئ الرملية دائما إلى فتات الصخور التي تغسلها وتنقلها المياه والرياح من الجبال، إذ إن بعض الشواطئ تتكوَّن من حطام الأحجار الكلسية التي تشكلت في البحار أو بالقرب منها، فحيثما تكون مياه البحر دافئة والنشاط الحيوي كبيرا فإن رمال الشواطئ قد تتكوَّن في بعض أجزائها أو كلية من كِسَر الحيوانات اللافقارية البحرية، وهذه هي الشواطئ الكلسية. وتثير حبات الرمال في هذه الشواطئ اهتماما كبيرا عند فحصها مجهريا، فهي تمثل أكثر الأعمال الفنية التي رسمتها الطبيعة بهاء ورقة.

 

http://oloommagazine.com/images/Articles/13/SCI97b13N1_H01_006586.jpg

الصحراء ما بين القاهرة والإسكندرية

يعطي رمل هذه المنطقة دلالة مميزة للتحات الريحي، فالسطوح الباهتة والمعتمة تعكس الصدمات التي تعرَّضت لها الحبيبات أثناء نقلها بوساطة الرياح عنها بوساطة الماء. فالحبيبات التي تحملها الرياح تصير أكثر خشونة لأنها تفتقر إلى ما يوفره الوسط المائي من طفوية buoyancy وتخفيف للصدمات. فالاحتكاك المباشر الذي يحدث بين الحبيبات يُعرضها للسحج، كما أن سرعة الرياح تعرض الحبيبات لمزيد من العقاب. إضافة إلى ذلك فهنالك عامل آخر جلي للعيان؛ هو أن رمال الصحراء تَنْحو لأن تكون حبيباتها متباينة الأحجام، في حين يقوم الماء بنخل رواسبه بصورة أكثر انتقائية فتكون عناصر التوضع فيه متجانسة الأبعاد.

 

http://oloommagazine.com/images/Articles/13/SCI97b13N1_H01_006587.jpg

هوكسبيل كي، أكزوما، ألباهاما

تمتد بعض الشواطئ التصْوَرية البيضاء المتألقة بمحاذاة خليج المكسيك وجزر ألباهاما. فرمال هذه الشواطئ تتكوّن من حبيبات صلدة، كالخزف، من الأحجار الجيرية تدعى سَرْء oolite. وهذه التسمية مشتقة من اليونانية وتعني «الحجر البيوضي». أما طريقة تكوّن هذا البيض الدقيق فما زالت غير معروفة بدقة. فمن العوامل اللازمة لتكونه المياهُ الضحلة الحاوية كميات من كربونات الكالسيوم والمغنيسيوم الآخذة في الترسيب. والعامل الآخر اللازم لتكوّنها هو علامات النيم ripple marks (تعاريج الأمواج التي تكونت من رواسب شاطئية) فوق قعر البحر مما يساعد الأمواج على تدوير حبيبات الصلصال أو الرمل الناعم التي تترسب حولها سطائح كلسية متتالية متحدة المركز.
الشكل المتداخل: حبة مهشمة من السَّرْء تظهر فيها تحت مجهر المسح الإلكتروني scanning electron microscope أغلفة متحدة المركز تحيط بنواة الحبيبة (لا تظهر النواة في الصورة) تتكوَّن من سطائح متتالية من كربونات الكالسيوم والمغنيسيوم.

 

http://oloommagazine.com/images/Articles/13/SCI97b13N1_H01_006588.jpg

شاطئ سيلڤر ساند، گراند باهاما

إن الرمل المبين في الشكل يكاد يكون مؤلفا برمته من كسارة الشعاب المجاورة. إضافة إلى ذلك فإننا نشاهد شويكتين على شكل سيگار، ومقطعا لأنبوب دودة بحرية، كما نشاهد قوقعة لإحدى معديات الأرجل وصدفتين لمنخربتين كبيرتين مستديرتين حمراوتي اللون.

 

http://oloommagazine.com/images/Articles/13/SCI97b13N1_H01_006589.jpg

إنديان كي ـ فلوريدا

فقدت كافة المرجانيات والأصداف في هذه العينة لمعانها فأصبحت سطوحها معتمة وطباشيرية ومُنَقَّرَة pitted. تُشاهد هذه الحالة أحيانا في الشواطئ البيضاء لشعاب فلوريدا الاستوائية مشيرة إلى تحلل المواد الكلسية في هذه الشواطئ. فمياه البحر الدافئة وضوء الشمس المباشر ووفرة المياه العذبة الناجمة عن هطول الأمطار يمكن أن تتضافر كلها لإعادة الكربونات التي تشكل هياكل النباتات والحيوانات الميتة إلى البحر. ونشاهد هنا أيضا قواقع لمعديات الأرجل، أربع منها مغزلية الشكل وواحدة ذات شكل كروي، كما نشاهد صدفتين على الأقل من الأصداف ذات المصراعين، وكل هذه القواقع والأصداف هي في طريقها لأن يبتلعها البحر مرة أخرى.

 

http://oloommagazine.com/images/Articles/13/SCI97b13N1_H01_006590.jpg http://oloommagazine.com/images/Articles/13/SCI97b13N1_H01_006591.jpg http://oloommagazine.com/images/Articles/13/SCI97b13N1_H01_006592.jpg http://oloommagazine.com/images/Articles/13/SCI97b13N1_H01_006593.jpg
شاطئ فورت والتن

فلوريدا

الصحراء

بين القاهرة والإسكندرية

الشاطئ الشمالي

هاميتون، نيوهامپشير

   پيونالوو

هاواى

 

http://oloommagazine.com/images/Articles/13/SCI97b13N1_H01_006594.jpg

الشاطئ الشمالي، هامپتون، نيوهامپشير

ألقت صفيحة جليد شمال أمريكا بعد انحسارها كميات هائلة من الحطام على طول الساحل الشمالي الشرقي الوعر للولايات المتحدة. وتُظْهِر العينة التي تم انتقاؤها من هذه التوضعات مزيجا من الكوارتز (حبات عديمة اللون) والفلسپار (لونه أحمر وردي وكهرماني) ومعادن نارية معتمة (سوداء اللون).

 

http://oloommagazine.com/images/Articles/13/SCI97b13N1_H01_006595.jpg

پيونالوو، هاواي

إن رمل شواطئ هاواي السوداء الشهيرة هو رمل مؤلف من الأوبسيديان ـ زجاج بركاني تخلَّق أثناء تدفق المهل إلى داخل البحر وتبرده بسرعة فائقة مما أدى إلى تحوله إلى زجاج. وقد تعرَّضت الأجزاء المتكسرة من الزجاج لفعل الماء والأمواج فتفتت وتحولت في نهاية الأمر إلى رمل ناعم أسود.

 

http://oloommagazine.com/images/Articles/13/SCI97b13N1_H01_006596.jpg

الشاطئ الجنوبي لبحيرة سوپيريار ـ ميتشيگان

يشاهد في عدد من الشواطئ شرائط سوداء عند خط الماء، ويبدو أن هذه الشرائط مؤلفة من مواد عضوية أو رمل مشرب بالنفط، إلا أنها في الواقع تتكون من حبيبات من المگنيتيت magnetite، ونظرا لثقل هذه الحبيبات بالنسبة إلى ما يجاورها من حبيبات أخرى فإن هذه الحبيبات المغنطيسية الصلدة تبقى عند حافة الماء في حين تقذف الأمواج بحبيبات الكوارتز الخفيفة إلى مستويات عليا من الشاطئ. (في هذه العينة تبدو حبيبات الكوارتز حمراء وردية اللون، ويحتمل أن تكون الحبيبات ذات اللون الأحمر الداكن معدن الگارنت garnet.) وقد اعتاد ملاحو القرن الثاني عشر على وضع المگنيتيت أو حجر المغنطيس، كما كانوا يسمونه، في قصبة مجوفة يتم تعويمها بحذر في وعاء من الماء، لكي يحصلوا على شكل مُبَسَّط للبوصلة التي تشير بصورة تقريبية إلى اتجاه الشمال والجنوب.

 

http://oloommagazine.com/images/Articles/13/SCI97b13N1_H01_006597.jpg http://oloommagazine.com/images/Articles/13/SCI97b13N1_H01_006598.jpg

بحيرة نورذرن لايت ـ أونتاريو، كندا

ليست الشواطئ السوداء جميعها مؤلفة من الأوبسيديان أو الرمل المغنطيسي، فشاطئ بحيرة نورذرن لايت مثلا، هو توضُّع لبلورات الهورنبلند hornblende (معدن يتكوَّن من سيليكات معقدة) الدقيقة. وقد تكوّن كل من البحيرة وشاطئها الهورنبلندي بعد أن خلّفتهما وراءها صفيحة جليد أمريكا الشمالية.

 

http://oloommagazine.com/images/Articles/13/SCI97b13N1_H01_006599.jpg http://oloommagazine.com/images/Articles/13/SCI97b13N1_H01_006600.jpg http://oloommagazine.com/images/Articles/13/SCI97b13N1_H01_006601.jpg http://oloommagazine.com/images/Articles/13/SCI97b13N1_H01_006602.jpg
الشاطئ الجنوبي لبحيرة سوپيريار

ميتشيگان

بحيرة نورذرن لايت، أونتاريو

كندا

هوكسبيل كي

أكزوما، باهاما

شاطئ سيلڤرساند

گراند باهاما

 

http://oloommagazine.com/images/Articles/13/SCI97b13N1_H01_006603.jpg

سان تروپي، الريڤييرا الفرنسية

يعيش في الشعاب بالقرب من سان تروپي العديد من الحيوانات المثيرة للاهتمام والتي تقذف الأمواج بأصدافها إلى الشاطئ. في هذه العينة نجد قواقع مخروطية جميلة الشكل لمعديات الأرجل، ويوجد في إحدى هذه القواقع ثقوب كان أحد الحيوانات المفترسة الجائعة قد قام بحفرها فيها، كما يلاحظ أن بعض الحطام انحشر بقوة في فتحات بعضها. أما القوقعة الطويلة المتقوسة الأنبوبية فتنتمي إلى جنس سيكم Caecum، يبدأ هذا الكائن حياته كقوقعيّة دقيقة عادية ملتفة ومن ثم يأخذ بالنمو في اتجاه واحد فقط، وفي أسفلها يظهر قرن متآكل لكبش بحري skeneopsis planorbis. وبالقرب من وسط الصورة توجد بلورة كبيرة الحجم من الميكا السوداء الذهبية، أما القضيب البني الضارب إلى الحمرة الموجود فوق بلورة الميكا فهو شوكة لإسفنج أو لأحد قنافذ البحر.

 

http://oloommagazine.com/images/Articles/13/SCI97b13N1_H01_006604.jpg

شاطئ سيڤن مايل، دونگارا، أستراليا

بجوار شاطئ سيڤن مايل في قنال جيلڤنك يمتد رصيف قاري ضحل يزخر بالحياة التي تنشأ في المحيط الهندي. وتبين هذه الصورة بوضوح العديد من الأصداف والمرجانيات الصغيرة الحجم. ومن الأشكال الجلية المبينة في الصورة شويكات الإسفنج الثلاثية المحاور، وأصداف كروية الشكل لاتزال في مرحلة مبكرة من نموها. وتعود هذه القواقع والأصداف لمعديات الأرجل ولذوات المصراعين.

 

http://oloommagazine.com/images/Articles/13/SCI97b13N1_H01_006605.jpg

سيفورد، إنگلترا
تقع مدينة سيفورد على القنال الإنكليزي في جنوبي إنكلترا حيث تشتد تيارات المد والجزر، وحيث تكون المياه باردة إلى حد كبير. ومع ذلك فإن عينة من رمال الشاطئ هناك تكشف لنا عن قدر كبير من الحياة الحيوانية وعن عدد من المظاهر الجديرة بالملاحظة. فالأجسام المسطحة الزرقاء والبنية اللون هي قطع من أصداف مؤلفة من مصراعين، كما يظهر في أسفل يسار الصورة قوقعة بيضاء لإحدى معديات الأرجل لم يتجاوز نموها حَوِيّتين(1) two body whorlss. وهناك أيضا ثلاثة تجمعات لحبيبات من الرمال، التحمت بشدة بعضها مع بعض (في أقصى يسار الصورة، وفوق وسطها، وفي أقصى يمينها). أما حبيبات الرمل العادية فقد صُنْفِرَت، ومع ذلك فهناك حبيبة واحدة (في أقصى اليمين) ذات زوايا حادة، كما أن سطحها مازال سليما لا يظهر عليه أثر للتآكل، وتبدو كما لو كانت قد انضمت حديثا إلى الحبيبات الأخرى التي تعرَّضت بدرجة أكبر لعمليات التجوية.

 

http://oloommagazine.com/images/Articles/13/SCI97b13N1_H01_006606.jpg

 تاكيتومي شيما، جزر ريوكيو، اليابان

تشتهر بعض الجزر اليابانية الجنوبية برمالها النجمية الشكل، فحبيبات الرمل النجمية هي أصداف المنخربات، وهي كائنات مجهرية وحيدة الخلية تزخر بها محيطات العالم، والوسيلة الوحيدة لتصنيفها هي من خلال دراسة أصدافها. وتحتوي هذه العينة بشكل أساسي على النوع Baculogygypsina sphaerulata، وهنالك أيضا صدفة مستديرة لإحدى المنخربات من النوع Amphistegina madagascariensis (في أعلى يمين الصورة)، وكذلك قوقعة حلزونية زجاجية لإحدى معديات الأرجل (في يسار وسط الصورة).

 

http://oloommagazine.com/images/Articles/13/SCI97b13N1_H01_006607.jpg http://oloommagazine.com/images/Articles/13/SCI97b13N1_H01_006608.jpg http://oloommagazine.com/images/Articles/13/SCI97b13N1_H01_006609.jpg http://oloommagazine.com/images/Articles/13/SCI97b13N1_H01_006610.jpg
إنديان كي (الشعاب الهندية)

فلوريدا

جزيرة ليفوكا، مجموعة هابي

تونگا، جنوب غربي المحيط الهادي

شاطئ سيڤن مايل (الأميال السبعة)

دونگارا، أستراليا

تاكيتومي شيما

جزر ريوكيو، اليابان

 

http://oloommagazine.com/images/Articles/13/SCI97b13N1_H01_006611.jpg

جزيرة ليفوكا ـ مجموعة هاپي، تونگا، جنوب غربي المحيط الهادي
تشكل بقايا الزنبقانيات crinoids جزءا من الرمل الموجود فوق بعض الجزر في جنوب المحيط الهادي، ولقد كان الاعتقاد السائد سابقا أنها نباتات (اسمها الشائع زنبق البحر sea lily)، ولهذه «الحيوانات» ساق stem طويلة مؤلفة من مجموعة من الصفائح المتكلسة الشبيهة بالعجلة. فبعد موت هذه الحيوانات تتحلل أنسجتها وتنفصل عنها الساق وتتساقط الأقراص الحجرية بأعداد ضخمة إلى قعر المحيط، أما الجزء الآخر فيجد طريقه إلى الشاطئ ليشكل جزءا من رواسبه الكلسية. وتتباين أشكال الأقراص حسب الأنواع التي كانت تنتمي إليها، ولقد تعرَّضت حواف الكثير منها، كما هو ظاهر في الشكل، لعوامل التحات مما أدى إلى الكشف عن تركيبها الداخلي المعقد المتكون من حجيرات عديدة.

 

 المؤلفان

Walter N. Mack – Elizabeth A. Leistikow

http://oloommagazine.com/images/Articles/13/SCI97b13N1_H01_006612.jpgمصغرة 32 مرة

يجمعهما اهتمامهما لفترة طويلة بموضوع الرمل. تلقى ماك (في اليسار) تعليمه في مجال علم الأحياء المجهرية، وحصل على الدكتوراه من جامعة كاليفورنيا في سان فرانسيسكو عام 1947، وعمل مدرسا في جامعة ولاية ميتشيگان لمدة تجاوزت 30 عاما، وتقاعد عام 1977. وتعود هوايته وافتتانه بالرمل إلى وقت مبكر من حياته المهنية عندما كان في إجازة على شاطئ بحيرة ميتشيگان، ومنذ ذلك الحين قام بمساعدة أصدقائه ومعارفه بجمع حبيبات الرمل من كافة أصقاع الأرض، وكان يضعها تحت المجهر لتصويرها ودراستها. أما ليستيكاو فقد تتلمذت على يد ماك، وحصلت على إجازة في الطب وعلى الدكتوراه من جامعة ولاية وين، وتعمل في الأنظمة الصحية FSH/Mayo في لاكروس بولاية وسكنسن.

Scientific American, August 1996

(1)الحوية :حجرة في صدفة حيوان بحري.(التحرير)

تسوق لمجلتك المفضلة بأمان

مقالات ذات صلة

اترك تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني.

For security, use of Google's reCAPTCHA service is required which is subject to the Google Privacy Policy and Terms of Use.

I agree to these terms.

شاهد أيضاً
إغلاق
زر الذهاب إلى الأعلى