أين تتكون الصخور المتحولة؟
تُمثّل عملية التحول استجابة الصخور للتغيرات التي تطرأ عليها بفعل الظروف المادية؛ لذا فإنّ مناطق سطح الأرض الأكثر نشاطاً بالعمليات الديناميكية تكون أكثر عرضةً لعمليات التحوّل المُكثّفة، فعلى سبيل المثال المنطقة الواقعة على أطراف المحيط الهادئ يكون فيها النشاط الزلزالي والبركاني مرتفعاً ممّا يتسبّب في دفن المواد فيها بشكل مكثّف.
تحدث عمليات التحول في الصخور بكثافة في المناطق الحدودية للقارات وأماكن تشكّل الجبال، حيث تتراكم الرواسب بشكل بطيء هناك فتحدث تغيّرات للصخور استجابةً للتغيّرات في ظروف الضغط ودرجات الحرارة؛ لذلك يكثر تواجد الصخور المتحولة في طبقات الغلاف الأرضي لأنّ معظم طبقات الأرض صلبة وتتوافر فيها هذه الظروف المساعدة لحدوث عملية التحوّل، ويُشار إلى أنّ تشكّل الصخور المتحولة عادةً ما يتمّ في أعماق القشرة الأرضية، ولكن على الرغم من ذلك غالباً ما تكون مكشوفةً على سطح الأرض؛ وذلك بسبب تغيّر الارتفاع الجيولوجي للصخور خلال حدوث عمليات تآكل الصخور والتربة.
الظروف المسؤولة عن عملية التحول
تؤثّر عملية التحوّل في الصخور بحيث تجعلها أكثر كثافةً وتماسكاً دون أن تُذيبها، كما تتكوّن معادن جديدة إمّا عن طريق إعادة ترتيب المكونات المعدنية للصخور أو من خلال التفاعلات التي تحدث مع السوائل التي تدخل إليها، وقد يؤدّي الضغط أو درجة الحرارة إلى تغيير الصخور المتحولة إلى أنواع جديدة من الصخور المتحولة، وعلى الرغم من تعرّض الصخور المتحولة للسحق والتهشيم والطيّ إلّا أنّها لا تسخن بدرجة كافية لتصل إلى درجة الذوبان، وفيما يأتي الظروف المسؤولة عن عمليات التحول في الصخور:
درجة الحرارة
تُعتبر الحرارة العامل الأهم في عملية تحول الصخور؛ وذلك لأنّها توفّر الطاقة اللازمة لتنشيط التفاعلات الكيميائية التي تؤدّي إلى إعادة تشكيل المعادن الموجودة في الصخور أو تكوين معادن جديدة، حيث إنّ زيادة درجة الحرارة تجعل الأيونات الموجودة داخل المعادن تتحرّك وتهتزّ بسرعة أكبر حتّى في المواد الصلبة البلورية التي تكون الأيونات فيها مرتبطةً بقوة، ومع هذا المستوى المرتفع من النشاط للأيونات يُصبح الانتقال للذرات الفردية أكبر بين مختلف المواقع في البنية البلورية.
الضغط
تُعتبر زيادة الضغط عاملاً مهمّاً يؤدّي إلى تكوين الصخور المتحولة، ويزداد الضغط لثلاثة أسباب رئيسية؛ وهي الوزن الكبير لتراكم طبقات الرواسب، والضغط الناجم عن اصطدام الصفائح أثناء عملية تشكّل الجبال ، بالإضافة إلى الضغط الناجم عن انزلاق الصفائح.
النشاط الكيميائي
تُساهم العوامل التي تتسبّب بالتغيرات الكيميائية في الصخور في تكوين الصخور المتحولة، حيث يُمكن للسوائل والأبخرة شديدة السخونة والناتجة عن الضغط الشديد أن تملأ مسام الصخور، ممّا يتسبّب في حدوث تفاعلات كيميائية والتي في دورها تُغيّر من التركيب الكيميائي للصخور، وهناك 3 مصادر رئيسية للسوائل النشطة كيميائيّاً وهي؛ مسامية الصخور الرسوبية، والسوائل الناتجة من تبريد الصهارة، بالإضافة إلى المياه الناتجة من جفاف المعادن مثل الجبس.
أبرز عمليات تحول الصخور
تتعرّض الصخور النارية، أو الرسوبية ، أو المتحولة، لمجموعة من العوامل التي تُغيّر بشكل جوهري من شكل الصخور وتركيبها، وتختلف عملية التحول للصخور باختلاف مدى تأثير كلّ عامل من عوامل التحوّل والبيئة المحيطة، وفيما يأتي توضيح لعمليات تحوّل الصخور المختلفة:
- التحول التماسي أو الحراري: (بالإنجليزية: Contact metamorphism)؛ يحدث هذا النوع من التحوّل بالقرب من الحفر البركانية بسبب ارتفاع درجات حرارة بشكل كبير، حيث يسخن السطح الخارجي للصخر بسبب ملامسته للحمم البركانية، فيقتصر التحوّل على المنطقة الملامسة فقط والتي تُسمّى بهالة التحول، وغالباً ما تكون الصخور الناتجة عن عملية التحول هذه صخوراً دقيقة الحبيبات.
- التحول الإقليمي: (بالإنجليزية: Regional metamorphism)؛ يحدث هذا النوع من التحوّل غالباً في المساحات الشاسعة، ويُحدث تشوهاً في الصخور بسبب الضغط، لذلك عادةً ما ينتج عنه صخور متحولة شديدة الترقق، مثل؛ الشيست، والغنيس، فعلى سبيل المثال عندما تصطدم كتلتان قاريّتان يؤدّي اصطدامهما إلى طيّ الصخور وزيادة سماكة قشرتها، الأمر الذي يدفع الصخور إلى مستويات أعمق حيث تتعرّض لدرجات حرارة أعلى وضغط أكبر.
- التحول التهشمي: (بالإنجليزية: Cataclastic metamorphism)؛ هذا النوع من التحوّل عندما تنزلق صخرتان باتجاه بعضهما البعض في مناطق الصدع، حيث تتولّد الحرارة عن طريق الاحتكاك، وتميل الصخور إلى التشوّه ميكانيكيّاً، حيث تُحطّم وتُسحق بسبب الجهد الناتج.
- التحول المائي الحراري: (بالإنجليزية: Hydrothermal metamorphism)؛ هذا النوع من التحوّل في الصخور التي تتغيّر نتيجة درجات الحرارة العالية والضغط المرتفع، حيث إنّ السوائل الساخنة تتحوّل عن طريق انتقال العناصر والأيونات الذائبة في المياه الحارّة، ويعد هذا النوع من التحول شائعاً في الصخور البازلتية التي تفتقر عموماً إلى المعادن المائية، وغالباً ما ينتج عنه رواسب خام غنية.
- تحول الدفن: (بالإنجليزية: Burial metamorphism)؛ هذا النوع من التحوّل عندما تُدفن الصخور الرسوبية إلى أعماق تصل إلى عدّة كيلومترات، فعندما ترتفع درجات الحرارة إلى أعلى من 300 درجة مئوية تنشأ معادن جديدة مثل الزيوليت قد لا يبدو عليها أنّها تحوّلت، وهذا النوع من التحوّل قد يتطوّر ليُصبح مثل التحول الإقليمي مع ازدياد درجات الحرارة والضغط.
- التحول الصدمي: (بالإنجليزية: Shock metamorphism)؛ هذا النوع من التحوّل عندما يصطدم جسم خارجي مثل نيزك أو مذنب بالأرض أو إذ حصل انفجار بركاني كبير جداً، ممّا يؤدّي إلى توليد ضغوط عالية جداً في الصخور المتأثّرة، ويُنتج هذا الضغط العالي معادن مستقرّة.
