מהו מחזור הסלע, וכיצד הוא מוגדר?

מחזור הסלעים הוא תהליך מתמשך בו נוצרים, הופכים וממוחזרים סלעים לאורך זמן, דבר חיוני לשמירה על יציבות קרום כדור הארץ. זוהי דוגמה לאופן שבו תהליכים טבעיים פועלים במערכת מורכבת ומשתנה כל הזמן.

כל הסלעים הקיימים על פני כדור הארץ משתתפים במחזור, ולאורך התהליך הם הופכים מסוג אחד לאחר. בדרך זו, החומרים של קרום כדור הארץ (השכבה העליונה של כדור הארץ, המורכבת מסלע מוצק) ממוחזרים ללא הרף ועוברים טרנספורמציה. מחזור הסלעים התרחש על פני כדור הארץ מאז היווצרות כוכב הלכת, לפני כ-4.5 מיליארד שנים.

תצורת סלע

השלב הראשון של המחזור הוא היווצרות סלעים על ידי תהליכים גיאולוגיים שונים. על פי תהליך ההיווצרות ניתן להבחין בין שלושה סוגי סלעים: אבן, מטמורפי ומשקע.

סלעי בקע הם אלה שנוצרו על ידי התמצקות מאגמה מתחת לפני כדור הארץ (סלעים חודרניים או פלוטוניים) או על ידי התמצקות של לבה שגורשה על ידי הרי געש על פני כדור הארץ (סלעים געשיים או מאציים אקסטרוסיבי). סלעים פלוטוניים, שנוצרים מתחת לפני השטח, יכולים להיחשף על ידי תנועות טקטוניות או על ידי שחיקה של השכבות העליונות.

לאחר שהגיעו לפני השטח, מתחיל מחזור של קרע והשפלה של הסלעים, על ידי תהליכים של

בליה ושחיקה. התוצאה של תהליכים אלו היא פירוק של שברי סלעים, הנקראים משקעים, כגון חצץ, חול, חימר או סחף.

סלעי משקע הם נוצרים על ידי הצטברות והתגברות של משקעים המצטברים בקרקעית גופי מים כגון נהרות, אגמים או אוקיינוסים. ליתיפיקציה היא תהליך ארוך ומורכב ההופך משקעים שהצטברו לסלעי משקע, שהם הסלעים הנפוצים ביותר על פני כדור הארץ.

סלעים מטמורפיים הם נוצרים כאשר סלעים קיימים נתונים לטמפרטורות ולחצים גבוהים, כפי שמתרחש במהלך היווצרות הרים (עבור התנגשות או הפחתה של לוחות טקטוניים) או באזורים הקרובים למרבצי מאגמה תת קרקעיים (הידועים בשם תאי מאגמה). תהליך המטמורפיזם יכול להשפיע ולהפוך כל סוג של סלע קיים לסלעים מטמורפיים; לפיכך, סלעי בטן ומשקע יכולים להפוך למטמורפיים.

טרנספורמציות סלע

לאחר שהסלעים נוצרו, הם יכולים לעבור טרנספורמציה על ידי התהליכים הגיאולוגיים שדיברנו עליהם:

• סלעי חום, על ידי בליה, שחיקה והתליה, הופכים לסלעי משקע וגלגול הופך סלעים צורניים לסלעים מטמורפיים.

• סלעים מטמורפיים יכולים גם להישחק ולתרום משקעים להיווצרות סלעי משקע.

• סלעי משקע, עקב שחיקה, תורמים ליצירת סלעי משקע נוספים, אך הם יכולים גם לעבור מטמורפיזם, ובכך להפוך לסלעים מטמורפיים.

• אם המטמורפיזם של הסלע חזק מאוד, כמו זה שמתרחש בקצוות ההפחתה של הלוחות הטקטוניים, סלע מטמורפי נמס והופך למאגמה, אשר על ידי התמצקות, תוליד סלעים מאציים, ויתחיל מחדש את המחזור.

במחזור הסלעים, הסלעים עוברים טרנספורמציה מסוג אחד לאחר, וגורלם הסופי של כל הסלעים הוא להפוך חזרה למאגמה, על ידי תהליכים כמו סובדוקציה טקטונית. הכרעה מתרחשת כאשר שני לוחות טקטוניים מתנגשים ואחד צולל מתחת לשני, ומניע סלעים לעומקים גדולים שבהם הטמפרטורה גבוהה מספיק כדי ליצור מאגמה.

הקצוות של הלוחות שבהם מתרחשת ההפחתה נקראים "קצוות מופחתים". שפה פעילה היא ממערב לדרום אמריקה, מול חופי פרו וצ'ילה. זהו הגבול בין שני לוחות טקטוניים: הלוח הדרום אמריקאי ולוח נסקה. בקצה, צלחת הנאזק צוללת מתחת לצלחת הדרום אמריקאית. הנחתה זו קשורה למקור רכס הרי האנדים ולפעילות הגעשית האינטנסיבית של האזור כולו.

ניתן לאחסן את המאגמה הנוצרת בתאי מאגמה ולהתקרר באיטיות ליצירת סלעים מעצים או פלוטוניים. להיגרש אל פני השטח, דרך הרי געש, וליצור סלעים געשיים, התורמים לסלע שזה עתה נוצר מחזור.

מחזור הסלע וטקטוניקת הלוחות

מחזור הסלעים חשוב מכיוון שהוא התהליך ששומר על יציבות קרום כדור הארץ. שפתות ההפחתה ידועות בשם "חישוקים הרסניים" מכיוון שבהן הסלע נמס והופך למאגמה. במילים אחרות, בקצוות הרסניים הקרום הישן נהרס וממוחזר. ישנם קצוות של לוחות שבהם הלוחות מתרחקים ללא הרף, ומאגמה זורמת ברציפות בחלל שביניהם. קצוות אלה ידועים כ"קצוות בנייה" מכיוון שקרום אוקיאני חדש נוצר מהם ללא הרף. קצוות הבניין הגדולים ביותר נוצרים באוקיינוסים ונקראים רכסי אמצע האוקיינוס. לכל אחד מהאוקיינוסים הגדולים של הפלנטה יש רכס גדול.

ביבשות, קצוות לוחות הבנייה נדירים יותר, וגורמים ליבשת להתפרק, כפי שקרה עם יבשת העל העתיקה של פנגיאה, בה היו כל היבשות הנוכחיות הצטרף. התפרקות פנגיאה הובילה לפתיחת האוקיינוס ​​האטלנטי וליבשות העל של גונדוואנה (דרום אמריקה, אפריקה, אנטארקטיקה ו אוסטרליה) ולוראסיה (צפון אמריקה ואירוסיה), אשר מאוחר יותר גם התפצלו, והולידו את תצורת היבשות נוֹכְחִי.

הפניות

מקור: ה. J.Tarbuck (2005). בחור. 4, 7 ו-8. מדעי כדור הארץ. מבוא לגיאולוגיה פיזיקלית., Ch. 2. (מהדורה 8). מערכת העריכה Pearson Education S. ל.