لطفا منتظر باشید ...
خاک شناسی (قسمت دوم)
گردآورندگان : ملیحه لشگری
اکرم سپاسی– عاطفه حبیبی
تاثير عوامل جوي
عوامل جوي از قبيل دما ، باد ، باران و تگرگ در تجزيه و تخريب سنگ هاي تشكيل دهنده خاك موثر مي باشند . اختلاف درجه حرارت روز و شب و فصولآ مختلف سال موجبات انبساط و انقباض سنگ ها را فراهم مي كند و چه بسا كه با ادامه اين تناوب سنگ متلاشي شده و تكه هايي از آن جدا مي گردد اين پديده در مناطق بياياني با اختلاف دماي بيشتر شب و روز به ويژه در فصولآ سرد از اهميت بيشتري برخوردار است . هر قدر غير يكنواختي در ساختمان و دانه هاي تشكيلآ دهنده سنگ بيشتر باشد ( سنگ هاي دگرگوني) پديده اختلآاف دما زيادتر مورد توجه قرار مي گرد . در واقع تفاوت رنگ ، بافت و ساختمان در قطعه يي واحد از يك سنگ اختلاف مقدار جذب گرما و تفاوت ميزان انبساط و انقباض را در اجزاء مختلف موجب مي گردد و در نتيجه متلاشي شدن با سهولت بيشتري صورت مي پذيرد .
دماي محيط و رطوبت در تجزيه و تخزيب سنگ ها اغلب مشاركتي فشرده دارند . كليه مواردي كه در خصوص تاثير آب در تشكيل خاك از سنگ گفته شد با افزايش دما تشديد مي گردد . در دنباله تاثير اختلآاف دما كه اغلب شكاف هايي در سنگ ها پديد مي آورد آب باران داخل سنگ نفوذ مي كند در دماي زير صفر يخ مي بندد و مالاَ به علت ازدياد حجم در متلاشي شدن سنگ كمك مي نمايد . سرانجام بايد اضافه نمود كه به ويژه در آب و هواي گرم و مرطوب ضربه هاي باران هاي شديد و تگرگ درشت قادر است همواره دانه هايي از سنگ هاي ناپايدار را جدا نموده و سهمي در تشكيل خاك از سنگ ها داشته باشد .
بادهاي شديد ضمن حمل دانه هاي شن و كوارتز آنها را با سرعت زياد به سمت ديواره سنگ ها پرتاب مي كنند و از آنها ذراتي را جدا مي سازد . اين پديده اغلب در مناطق بياباني به چشم مي خورد به طوري كه در اين مناطق عملآ مي توان خراش ها و خطوط برخورد ذرات شن و كوارتز را بر روي ديواره سنگ هايي كه در مسير باد قرار دارند ملاحظه نمود .
در تاثير عوامل جوي عملآ صاعقه را در ارتفاع ها نبايد از ياد برد اين پديده جوي اغلب موجبات شكاف هاي قابل توجهي را در سنگ هاي مناطق كوهستاني فراهم مي نمايد و در نتيجه ساير عوامل جوي با سهولت بيشتري موثر واقع مي گردند .
تاثير موجودات زنده
گياهان ، جانوران و ميكروارگانيسم ها به نوبه خود در تشكيل خاك از سنگ ها موثر مي باشند . گياهان زنده مي توانند در عين حالآ تاثير مكانيكي و شيميايي داشته باشند ريشه گياه ضمن رشد و ادامه حيات در درز و شكاف سنگ ها نفوذ مي كند با ترشح اسيدي خود مواد غير قابل حلآ در آب را به صورت محلول در مي آورد و با عمل تنفس بر CO2 محيط خود مي افزايد . بدين ترتيب فرايندهاي فيزيكي و شيميايي ريشه گياهان بر شدت تاثير آب و عوامل جوي مي افزايد و در نتيجه پديده هاي تجزيه و تخريب در محيط فعالآيت گياهان به مراتببيشتر از مناطق فقير از رستني ها اتفاق مي افتد .
ميكرو ارگانيسم علاوه بر فعاليت موثر خود بر روي مواد آلآي و تغيير و تحولآ آنها در جهت معدني شدن عده يي نيز به ويژه از نوع اتوتروف عملآ در تخريب سنگ هاي اوليه دخالت مي نمايند . اين باكتري ها قادرند ساختمان بدن خود را از تغذيه عناصري چون كلسيم و كربن موجود در سنگ هاي آهكي بسازند سرانجام مي توان گفت كه از بقاياي كليه ميكرو ارگانيسم پس از طي مراحل اوليه تجزيه و تخريب مقداري اسيدهاي آلي توليد مي گردد و اسيدهاي مزبور به نوبه خود قادرند حتي سيليكات هاي سنگ هاي اوليه را تجزيه و از آنها سيليس را آزاد نمايند .
ساخت خاك
دانه هاي تشكيل دهنده خاك با واسطه كلوئيدهاي آلي و معدني حجم درشت تري را تشكيل مي دهند ، چگونگي اجتماع اين دانه ها به دور هم و شكل كلوخه هاي حاصله معرف ساخت يك خاك مي باشد . در واقع ساختمان خاك مكمل بافت آن در بيان خواص مختلف فيزيكي است .
دو خاك كه از نظر تركيب فيزيكي دانه هاي تشكيل دهنده ( بافت) مشابه مي باشند ، ممكن است از نظر چگونگي تشكل اين دانه ها به دور هم ( ساخت) كاملاَ با هم تفاوت داشته باشند . به همين دليل است كه در تعيين بسياري از خواص فيزيكي خاك بررسي در وضعيت خاك دست نخورده يعني به صورتي كه در طبيعت وجود دارد انجام مي پذيرد تا تاثير ساختمان خاك در خواص مزبور منظور گردد .
وقتي خاك در تركيب فيزيكي خود به قدر كافي اجزاء كلوئيدي داشته باشد و شرايط فيزيكو شيميايي آن طوري باشد كه كلوئيدها تجمع حاصل نمايند در اين صورت كلوئيدها همانند ملات يا سيماني دانه هاي به ابعاد مختلف را به هم پيوند مي دهند ( تشكيل خاكدانه) و فضاي خالي يا تخلخل كافي نيز در بين خاكدانه ها ايجاد مي گردد . برعكس در شرايط پراكنش كلوئيدها يا در خاك هايي كه از اين اجزاء فقيرند چنين تشكل و پيوندي بين دانه هاي تشكيل دهنده خاك صورت نمي پذيرد در نتيجه دانه هاي ريزتر به صورت تكدانه فاصله بين دانه هاي درشت تر را پر كرده و در مجموع خاك حالت فشرده و ساختمان فيزيكي نامناسبي به خود مي گيرد . ( شكل 6-3 )
شكل 6-3 تجمع و پراكنش كلوئيدها ( تشكيل ساختمان فيزيكي مناسب و نامناسب)
اجزاء ساخت خاك
همان طور كه بافت خاك از تركيب فيزيكي دانه هاي به قطرهاي مختلف تشكيل شده ساخت خاك نيز از به هم پيوستن واحدهاي كوچكتركه خود از تشكيل دانه هاي خاك حاصل شده اند به وجود آمده است . در واقع ساختمان خاك حاصل چگونگي توزيع دانه سنجي اجزاء جامد آن و وجود نيروهاي الكتروستاتيك در محل هاي باردار مواد معدني ( رسي) و آلي ( هوموسي) مي باشد . اين نيروها به دانه هاي ريز كلوئيدي حالتي از سيمان را مي دهند كه از آن به هم پيوستگي دانه ها تشكيل اجزاء كوچك ساختمان خاك و سرانجام ساخت هاي درشت تر منتج مي گردد .
اسكلت
از تجمع دانه هاي مستقل و هم تبلور دانه هاي درشت تر حاصل مي شود كه به آن اصطلاح اسكلت اتلاق مي گردد . اين چنين تشكل بسيار محم و استوار است به طوري كه دانه هاي درشت تر سازمان يافته در چنين وضعيتي همانند يك دانه واحد عمل مي كنند . هر يك از دانه هاي اخير قطري بيشتر از 2m دارد و بدين ترتيب اسكلت مي تواند مانند يك دانه شن يا سيلت تظاهر نمايد .
پلاسما
پلاسما از تجمع كم و بيش همگن دانه هاي كوچكتر از 2m تشكيل مي گردد . بنابراين پلاسما اجزاء كلوئيدي را چه به صورت معدني و چه به صورت آلي در بر مي گيرد و خود مي تواند در مقام يك كلوئيد كمپلكس عمل نمايد .
پوسته
پوسته از چند قشر كم و بيش متمايز پلاسما تشكيل مي گردد و در مقابل نور پلاريزه حالت انكسار مضاعف دارد . پوسته ها سطح واحدهايي چون اسكلت و شكاف ها يا محدوده حفره هايي حاصل از جانوران زنده خاك مانند كرم هاي خاكي را مي پوشانند . متخصصين خاكشناسي براي واحدهايي از خاك كه توسط پوسته ها از هم متمايزند اصطلاح پذر را به كار مي برند ، در واقع كوچك ترين واحد يك پذر همان خاكدانه يا آگرگا مي باشد .
خاكدانه
كوچك ترين واحد شكل يافته ساختمان خاك را خاكدانه مي نامند كه شامل دانه هاي خاك همراه با مقداري عناصر فعال كلوئيدي مي باشد . اغلب خاكشناسان خاكدانه را به صورت يك واحد طبيعي خاك تعريف مي نمايند كه در آن اجزاء و دانه هاي اوليه خاك با هم مجموعه يي چسبناك را به وجود آورده اند .
در يك خاكدانه علآوه بر طبيعت دانه هاي اوليه شرايط فيزيكي ،شيميايي و بيولوژيكي تشكيلآ دهنده خاك به نحوي بارز خودنمايي مي كنند . به طوري كه بررسي شكل ، ابعاد ، تركيب و چگونگي تشكيل خاكدانه و حتي مطالعه اجزاء كوچك تر متشكله آن فصلي از خاكشناسي را باز مي نمايد ( ميكرومورفولوژي يا به قول كوبينا ميكروپدولوژي) . در واقع خاكدانه از نظر شكل ، چسبندگي و پايداري به عنوان واحدي از ساخت خاك ، بيانگر چگونگي كيفيت ساختمان خاك به ويژه از نظر پايداري مي باشد .
رنگ خاك
رنگ مشخصه يي از خاك است كه به آساني قابل تشخيص مي باشد و براي منطقه يي محدود علامت بارزي براي تمايز انواع خاك آن محدوده به حساب مي آيد . رنگ خاك معمولآ معلول پديده هاي پدوژنر يا يكي از عواملآ تشكيل خاك مي باشد مع ذالك ممكن است كه تعيين كننده رنگ خاك است نقش اساسي را در تشكيل خاك نداشته و يا اين كه رنگ معيني از خاك و حتي سنگ هاي مشابه نتيجه تاثير عوامل متفاوت باشد . بدين ترتيب در استفاده از مشخصه رنگ به عنوان علآمت بارز گروه معيني از خاك بايد همواره جانب احتياط را رعايت نمود و در طبقه بندي خاك ها نبايد رنگ را به عنوان تعيين كننده اصلي به حساب آورد .
عناصر و عوامل تعيين كننده رنگ خاك
مهم ترين مواد تعيين كننده رنگ خاك عبارتند از : هوموس و تركيب هاي معدني مانند اكسيدها ، سولفورها ، سولفات ها ، كربنات و كلرورها . رنگ هاي روشن و متمايل به سفيد معمولا فراواني مواد معدني متمايل به سفيد يا بي ررنگ است كه از آن ميان مي توان سيليس ، آهك (كلسيم كربنات) ، گچ (كلسيم سولفات) ، نمك ( سديم كلرور) و رس خالص ( آلومينيم سيليكات) را نام برد . رنگ روشن به ندرت در افق هاي سطحي خاك هاي تكامل يافته مشاهده مي شود ( مگر در مناطق خشك و صحرايي) اين رنگ اغلب در افق هاي تحتاني ، در خاك هاي جوان و تكامل نيافته و يا خاك هاي فرسايش يافته يي كه افق هاي سطحي خود را از دست داده اند ديده مي شود . رنگ هاي تيره و متمايلآ به سياه ( قهوه يي تيره ، خاكستري تيره) اغلب معلول فراواني موادي مانند هوموس ، سولفور آهن ، اكسيد منگز و سديم كربنات مي باشد ، در حالي كه رنگ هاي متمايلآژ به قرمز تابژ ( با عبور از قهوه يي ، نارنجي و زرد) از فراواني تركيب هاي آهن در درجات مختلآف اكسيداسيون ناشي مي گردند . به نظر مي رسد كه سنگ مادر تشكيل دهنده خاك اولين منبع تعيين رنگ خاك باشد ، خاك هاي همرنگ سنگ مادر معمولآ جوان يا از نظر مواد آلآي و هوموسي فقير مي باشند .
در وضعيت موجود رنگ خاك نه تنها عناصر و واد تعييد كننده ، رنگ بلكه عوامل و پديده هايي كه وجود اين عناصر و چگونگي توزيع و تاثير آنها را در خاك موجب شده اند همواره موثر مي باشند . اكسيداسيون و هيدراتاسيون تركيبات آهن دار اغلب با تغيير ررنگ همراه است ، با باز كردن شكافي در خاك رس و قرار دادن آن در معرض فعل و انفعال هاي فوق پس از چند ماه رنگ قشر سطحي شكاف خاكستري متمايل به آبي به خاكستري متمايل به زرد و در نهايت به رنگ زرد كم و بيش تيره مي رسد .
همين ترتيب چنين تناوب رنگ در خاك هاي آهكي فشرده حاوي آهن كه در معرض هوا قرار مي گيرد مشاهده مي گردد . اين وضعيت در خاك هاي با سفره آب نسبتاَ سطحي نيز قابل رويت است ، حركت سفره و تغيير سطح آن تناوبي از پديده هاي اكسيداسيون و احياء را موجب مي گردد به طوري كه تنوعي از رنگ هاي روشن زرد و نارنجي در ضخامتي كه در بالاي سفره آب قرار دارد ( اكسيداسيون تشكيل سولفات آهن) و رنگ هاي تيره متمايل به آبي در قسمت اشباع از آب (احياء و تشكيل سولفات آهن) تظاهر مي نمايد .
عملآ بي رنگ شدن گاهي در افق هايي از خاك مشاهده مي گردد اين پديده اغلب در اثر فقير شدن خاك از هوموس يا ساير مواد رنگي اتفاق مي افتد . شستشو و فرسايش علتي عمده در بي رنگ شدن خاك ها مي باشد ، در نتيجه اين عملآ هوموس و تركيب هاي آهن از افقي شسته شده و خاك رنگ خود را مي بازد (پودزولي شدن) . در مقابل در خاك هايي مانند راندزين كه بر روي سنگ مادر آهكي ، شرايط آب و هوايي مرطوب و رستني هاي كافي تشكيل مي گردند گرايش رنگ خاك از روشن ( به علت سنگ مادر آهكي) به سمت تيره ( به علت مواد آلي و هوموس حاصل از بقاياي رستني ها ) به عنوان عاملي از تكامل به حساب مي آيد ، به طوري كه در اين گروه از خاك درجه بالاي تيره شدن خود نشانه يي از حاصلخيزي بيشتر آنها مي باشد .
گاهي رنگ عمومي خاك در رابطه با تيپ ژنتيكي آن است ، مثلاً خاك هايي مناطق خشك معمولاَ از هوموس فقيرند و در نتيجه بي رنگ ، خاكستري روشن و يا بژ مي باشند ، خاك هاي مناطق حاره معمولاً قرمزند . خاك هاي مناطق معتدله اغلب به رنگ هاي قهوه يي ديده مي شوند و نام اين خاك ها ( براون) نيز بي ارتباط با رنگ آنها نمي باشد . خاك هاي مرطوب و ماندايي ( هيدرومورف) اغلب حالت مرمري و تيره به خود مي گيرند . سرانجام خاك هاي آلي و هوموسي رنگ سياه يا قهوه يي مايل به سياه دارند .
تعيين رنگ خاك
به ندرت اتفاق مي افتد كه تمامي پروفيل خاك رنگ واحدي داشته باشد . معمولاَ افق هاي يك نيمرخ رنگ هاي كم و بيش متفاوتي را نشان مي دهند حتي ممكن است در يك افق رنگ لكه ها و دانه هاي تجمعي با رنگ زمينه آن تفاوت داشته باشد كه در اين صورت در دفترچه تشريح به چنين عدم يكنواختي دقيقاً اشاره مي گردد .
رنگ خاك با شدت نور خورشيد و به ويژه رطوبت به طور محسوسي تغيير مي نمايد به همين دليل سعي مي شود كه نيمرخ مورد مطالعه همواره در جهت تابش خورشيد حفر شود و مطالعه در وضعيت خشك صورت پذيرد . حتي گاهي براي تشريح دقيق تر پروفيل به ويژه در خاك هايي كه رنگ نقش مهم تري در تفسير نتايج دارد رنگ هر دو حالت خشك و مرطوب تعيين مي گردد .
در حال حاضر براي نشان دادن رنگ خاك از يك كد بين المللي به نام « مانسل» استفاده مي شود . اين كد به صورت دفترچه يي معرفي شده كه هر برگ ان شامل تعدادي نمونه رنگ خاك است . هر رنگ مانسل به كمك سه پارامتر هيو ، واليو ، كرومامشخص مي گردد . در ميان رنگ هاي اصلي دو رنگ زرد و قرمز ( يكي يا هر دو) در كليه خاك هاي كره زمين به عنوان دو رنگ غالب شناخته شده اند و هيو نماينده رنگ طبيعي غالب در رابطه با طول موج نور است . تمامي رنگ هاي معرفي شده در هر صفحه دفترچه مانسل مربوط به هيو معيني مي باشند كه در آن از حروف Y , R (زرد و قرمز) و عددي كه درجه غلبه اين دو رنگ را نشان مي دهد استفاده شده است . مثلآ 10R نماينده يك طيف قرمز غالب است كه بنابر مقياس كد شدت آن 10 يا حداكثر است ، در صفحه ديگر 2.5Y نشان دهنده رنگ غالب زرد با شدت 5/2 مي باشد . در صفحه هايي كه هر دو حرف Y , Rديده مي شوند ، برتري غالب بودن يك رنگ با عدد هيو مشخص مي گردد . مثلآ 5 YR نمايانگر تساوي غلبه دو رنگ 7.5 YR معرفبرتري غلبه رنگ زرد و 2.5Y R نشان دهنده برتري غلآبه رنگ قرمز مي باشد .
واليو درجه تيره گي و روشني رنگ را بيان مي كند كه در هر صفحه دفترچه تغييرات آن در جهت عمودي از پايين تيره (واليو = 5/2 ) تا بالاي روشن (واليو = 8) مشاهده مي شود . كروما در جهت افقي و تغييرات آن از صفر تا 8 مي باشد ، به طوري كه هر قدر اين عدد بزرگ تر باشد نمايند. درجه خلوص زيادتر يا شدت عمل بيشتر رنگ هايي طيفي زرد و قرمز است بدين ترتيب5 YR 6 معرف خاكي است با رنگ بژ كمي متمايل به قرمز كه در آن هيو5 YR ، واليو6 و كروما 4 مي باشد .
