الأكاسيد في التربة

اكاسيد في تربه

Oxides and hydroxides in soil - Oxydes et hydroxydes dans le sol

الأكاسيد في التربة

فلاح أبو نقطة

 أكاسيد السليسيوم

أكاسيد الحديد

أكاسيد الألمنيوم

أكاسيد المنغنيز

الأكاسيد oxides هي مجموعة واسعة من المركبات الثابتة نسبياً التي تتكون من الاتحاد الكيميائي للأكسجين مع عنصر آخر أو مركب عضوي، ويُعدُّ الماء مثالاً على الأكاسيد غير العضوية، فهو أكسيد الهدروجين، وكذلك الحال لأكسيد الكربون الذي يعد مع الماء ناتجين للاحتراق. ومن الناحية النظرية يمكن لجميع العناصر - باستثناء الغازات النبيلة - أن تتحد مع الأكسجين معطية الأكاسيد ولاسيما حين تسخينها.

وقد ينضم الهدروجين إلى الأكسجين في التفاعلات لتتكون الهدروكسيدات أو الأكسيهدروكسيدات، ومثال عليها هدروكسيدات الألمنيوم Al(OH)3 وأكسيهدروكسيدات الألمنيوم AlOOH، ويمكن جمعها هنا تحت مصطلح الأكاسيد.

يتبين من الجدول (1) أن الأكسجين يؤلف 49 % من وزن التربة، في حين يؤلف السليكون (السليسيوم) والألمنيوم والحديد 33 % و 7.1 % و 3.8 % على التوالي، ويتحد جزء من هذه العناصر مع الأكسجين مكوناً أكاسيدها التي تعد أكثر الأكاسيد انتشاراً في التربة. أما القواعد (الأسس) والقواعد الترابية المتحررة من التجوية فسرعان ما تتحد مع الماء وغاز ثنائي أكسيد الكربون معطية الكربونات التي تنتشر في ترب المناخات الجافَّة.

نظراً للانتشار الواسع لأكاسيد السليسيوم والحديد والألمنيوم في الترب ولدورها الكبير في التأثير في خصائص التربة وخصوبتها، سيتناول البحث أهم أنواع الفلزات minerals والأكاسيد في التربة.

أكاسيد السليسيوم:

 وتدعى السليكا silica بالإنكليزية والسليس silice بالفرنسية، صيغتها العامةSiO2.nH2O، وأهمها ما يلي:

1- الكوارتز Quartz (SiO₂):

الكوارتز فلز أولي، أي إنه ينتج من تجوية الصخور النارية من دون أن يطرأ أي تغير في تركيبه الكيميائي.

يتبلور الكوارتز في الفصيلة ثلاثية الميل، قساوته 7، كثافته 2.65، بريقه دهني أو زجاجي، ويتصف سطح بلوراته أو مجمعاته الحبيبية بعدم استوائه. الكوارتز فلز عديم اللون أو أبيض دخاني، وقد يأخذ العديد من الألوان، ويطلق على الكوارتز الملون أسماء محددة: الأسود:  موريون، الدخاني: توباز رديء، الأصفر: سترين، البنفسجي: أمثيست، الشفاف للماء: بلور صخر. وغالباً ما تصبغ حبيبات الكوارتز بأغشية خارجية حمراء أو صفراء ناجمة عن احتوائها على أكاسيد الحديد والمنغنيز.

يُعد الكوارتز أحد المكونات الدائمة للحجر الرملي واللوس loess والمجموعات الميكانيكية الخشنة في التربة، إذ يُقدر بـ (60-40 %) من وزن التربة والصخور الأم، وتزداد نسبته في مجموعة الرمل ذات الأقطار (1.0-0.01) مم لتصل إلى 90-70 % من وزن تلك المجموعة.

الكوارتز فلز خامل وثابت جداً، وعند تفتته الشديد يمكن أن ينحل بصعوبة بالغة في المحاليل الطبيعية. تؤدي السيادة المطلقة لهذا الفلز في المواد الأم والترب إلى انخفاض مستوى خصوبتها بدرجة كبيرة، ويُعد الكوارتز في الترب الموضعية (غير المنقولة) وقشور التجوية فلزاً ثابتاً جداً يتراكم نسبياً، لهذا يمكن الحكم على عمر التربة ونشاط عمليات التجوية اعتماداً على نسبته في التربة وقشور التجوية.

2- أكاسيد السليسيوم غير المتبلورة:

غالباً ما تصادف أكاسيد السليسيوم بحالة غروية غير بلورية أو خفية التبلور في الصخور الرسوبية وقشور التجوية والترب بنسب كبيرة.

تحتوي المياه الجوفية والسطحية عموماً على محاليل ممددة حقيقية أو غروية من مركبات السليسيوم الناجمة عن تخرب السليكات والألوموسليكات، وكذلك من تمعدن المخلفات العضوية. يتغير تركيز SiO2 في المياه الطبيعية بين 10 - 200 مغ/لتر، ويؤدي ترسبه من المحاليل إلى تكوين أنواع عديدة من فلزات أكاسيد السليسيوم غير البلورية، تتحول عند تخلصها من الماء إلى أشكال خفية التبلور وأنواع عديدة من الكوارتز ثانوي النشأة. ويدخل الجزء الأكبر من أكاسيد السليسيوم  الذائبة في الماء في تكوين فلزات الغضار.

تضم الأكاسيد غير المتبلورة  الفلزات الآتية:

أ - الهلامات السليسية المائية (mSiO₂.nH₂O):

تصادف نادراً مقارنة بغيرها من أكاسيد السليسيوم، وغالباً ما توجد في الترب القلوية تراكيز قليلة من هلامات السليس القادرة على الحركة، ومن سليكات الصوديوم حيث تعمل على زيادة لزوجة التربة الرطبة وتماسكها، وتصلبها عند جفافها.

ب - الأوبال Opal، (SiO₂)nH₂O

تصادف في الصخور الرسوبية والترب هلامات صلبة من أكاسيد السليسيوم  تدعى الأوبال الذي يحتوي على نسب متفاوتة من الماء، وغالباً ما يلاحظ في الأوبال بعض الشوائب من مركبات الحديد والألمنيوم والكلسيوم والمغنزيوم.

الأوبال النموذجي فلز عديم التبلور، شفاف أبيض مع صباغات مختلفة، كثافته 1.9-2.3.

يشكل الأوبال تجمعات أو عقداً أو طبقات أو أغشية داخل الصخور الرسوبية والفراغات. ويصادف في الترب بشكل حبيبات ناعمة سلتية أو رملية أو عقد، وأحياناً بحالة أغشية أو طبقات رقيقة على سطوح حبيبات التربة والحصى. تصادف في بحيرات المناطق المدارية طبقات من الأوبال مترسبة في القيعان. إن تشكل الأوبال ومساحيقه في الترب والصخور والبحيرات مرتبطٌ بترسبه من الماء الأرضي أو الجوفي الذي يحتوي على نواتج تجوية الصخور والفلزات.

يتميز الأوبال الحديث بانخفاض كثافته وارتفاع نسبة الماء فيه، إذ تصل إلى 18-20 % من وزنه، ومع مرور الزمن، وخاصة عند الجفاف وارتفاع درجة الحرارة والضغط، يتخلى الأوبال عن مائه ويصبح أكثر تراصاً حيث يرتفع كثافته، ويمكن أن يتحول تدريجياً إلى صوان أو إلى يشب جاسبر jasper. فالصوان إذاً هو أوبال خالٍ من الماء شديد التراص ليس له بنية محددة. تصادف غالباً عقد كبيرة من الصوان الأوبالي في الحجر الجيري والكوارتزيت. بعد تجوية الحجر الجيري يبقى الصوان بشكل مواد حجرية. من الملاحظ عند تكون الصخور الرسوبية وكذلك عند تكون الترب في ظروف مائية ترسُّب مركبات السليسيوم غير المتبلورة بصورة هلامات سليسية لا تلبث أن تتحول تدريجياً إلى أوبال، وهذا يتحول بدوره إلى صوان ثم إلى كالسيدون.

ج - الكالسيدون (SiO₂) Chalcedon:

الكالسيدون هو أكسيد سليسيوم خالٍ من الماء، ذو بنية بلورية دقيقة، كثافته 2.59-2.61، وهذا أقل من كثافة الكوارتز. يشكل الكالسيدون أغشية في شقوق الصخور الاندفاعية وفي فراغات الصخور الرسوبية، كما يصادف بشكل عقد أو تجمعات كروية، وقد تشاهد في الترب أحياناً تجمعات ناعمة من الكالسيدون. يتوقف لونه على نوع الشوائب التي يحويها؛ لذلك تميز عدة أنواع منه، أكثرها أهمية هو العقيق الأبيض Agate . ويُعد الكالسيدون من المكوِّنات الأساسية للصوان واليشب.

يحل الأوبال والكالسيدون غالباً محل الكالسيت أو أكاسيد الحديد في لب الأخشاب المنطمرة، وفي العظام مكوناً أشكالاً سليسية كاذبة. ويمكن القول إن الكالسيدون قد يتحول مع الوقت وببطء شديد إلى كوارتز.

أكاسيد الحديد:

إن أهم أكاسيد الحديد هي الليمونيت والهيماتيت والمغنيتيت، وهي مجموعة سائدة من أكاسيد الحديد المائية تنتشر بكثرة في قشور التجوية والترب. وتعطي أكاسيد الحديد المائية للترب ألواناً بنية وحمراء وصفراء مع مختلف ظلال هذه الألوان.

تصادف هذه الأكاسيد بشكل عقد أو عقيدات ترابية أو بشكل صفائح ودروع وتجمعات لخامات الحديد. وتؤثر التغيرات الطفيفة في نسب الماء وفي درجة تشتت (نعومة) هذه الفلزات في لون بنية تجمعات أكاسيد الحديد المائية ومواد التربة التي تحتوي عليها.

يعتقد أن أصل هذه الأكاسيد يرجع إلى الترسبات الحديثة لماءات الحديدي Fe(OH)₂ ولماءات الحديد Fe(OH)₃. تصادف الماءات مع كبريتيد الحديد (البيريت) في الترب المالحة وخاصة المبتلّة، وفي السبخات والخث وغيرها، وتجدر الإشارة إلى أن ماءات الحديد هذه غير ثابتة، فعندما تفقد ماءها فإنها تتحول تدريجياً إلى ليمونيت وهيماتيت ومغنيتيت.

أ -      الليمونيت 2Fe₂ O₃. 2H₂O) Limonite):

فلز غير متبلور نموذجي، يتغير لونه من البني الأصفر إلى البني، مخدشه بني فاتح أو مصفر، وبريقه كامد، تتغير قساوته من 1-4 وأحياناً إلى 5، كثافته 3.0-4.0. وعندما يفقد جزءاً من مائه فإنه يتحول إلى غوتيت Fe₂O₃.H₂O.

ب- الهيماتيت Fe₂O₃) Hematite)

يدعى أحياناً أكسيد الحديد الأحمر، وهو خالٍ من الماء، ويعد فلزاً خفي التبلور، يوجد بشكل مجمعات صفائحية، لونه بلون الحديد الأسود أو محمر، ومخدشه أحمر كرزي، بريقه شبه فلزي، قساوته 5.5-6، وكثافته 5-5.2.

ج - المغنيتيت FeOFe₂O₃) Magnetite):

لونه حديدي أسود، مخدشه أسود، بريقه شبه فلزي، قساوته 5.5-6 وكثافته 4.9-5.2، ويختلف عن سابقه بخواصه المغنطيسية.

 تعد أكاسيد الحديد عاملاً في تكوين بنى التربة، وهي تؤدي دوراً مهماً جداً في الترب الحمراء والصفراء واللاتيرايت laterite. تتصف هذه الفلزات بمقدرتها على امتزاز أنيونات الفسفات بصورة تبادلية، وتنتشر أكاسيد الحديد والحديدي في الترب المستنقعية والغدقة.

أكاسيد الألمنيوم:

عند تجوية الألمينوسليكات تظهر المحاليل الإيونية والغروية لمركبات الألمنيوم التي تنتج بعد ترسبها وتخثرها فلزات عديمة التبلور من أكاسيد الألمنيوم المائية، تحت تأثير بعض العوامل كالحرارة أو تراكيز المحاليل والرطوبة وغيرها، ذلك أن ماءات الألمنيوم غير المتبلورة تتحول بمرور الزمن بصورة تامة أو جزئية إلى أكاسيد بلورية خالية من الماء، ولكنه من الملاحظ وجود ترسبات ضخمة من أكاسيد الألمنيوم المائية غير المتبلورة في أماكن يبلغ عمرها ملايين السنين.

تعد فلزات أكاسيد الألمنيوم المائية من مميزات الترب القديمة في المناطق المدارية وشبه المدارية عندما لا يشارك الماء الجوفي في تكوين تلك الترب، كما تلاحظ تجمعات من تلك الفلزات في الترب المستنقعية. يدخل تحت أكاسيد الألمنيوم الفلزات التالية:

أ - الجبسيت Gibbsite (الهدرارجيليت) (Hydrargillite)  Al(OH)₃):

يوجد بصورة غروية أو خفي التبلور، يشكل هذا الفلز في ترب البوكسيت Bauxite الاستوائية عقداً أو قشوراً ومجمعات فاتحة اللون، لونه عادة أبيض أو أصفر شاحب، يكون عادة ملوناً بالبني نظراً لوجود أكاسيد الحديد، مخدشه عديم اللون، بريقه زجاجي، قساوته 2.5-3.5 وكثافته 2.43.

ب- البومايت  Boehmite (Al₂O₃) أوAlOOH :

فلز خفي التبلور أو عديم التبلور، وهو بلا لون، أو أبيض مصفراً، يتلون بالبني نتيجة وجود أكاسيد الحديد، مخدشه بلا لون، بريقه كامد عندما يكون بشكل مجمعات، قساوته 3.5، وكثافته 3.01-3.06. يعد هذا الفلز مثالاً نموذجياً للبوكسيت وللترب الأليتية القديمة في المناطق المدارية وشبه المدارية.

ج- الدياسبور Diaspore (Al₂O₃ . H₂O):

غالباً مايكون بلورياً محتوياً على جزيء ماء، وقد يكون غير بلوري، لونه بني مصفر أو أبيض أو بنفسجي فاتح أو رمادي مخضر، مخدشه عديم اللون، بريقه زجاجي أو كامد على المجمعات، قساوته 6-7، وكثافته 3.3-3.5. يصادف الدياسبور غالباً في بوكسيت العصور القديمة.

د- الكوروندوم Corundum (Al₂O₃):

فلز أولي لا مائي، يتبلور في الفصيلة الثلاثية، يوجد بشكل بلورات هرمية أو مجمعات حبيبية، أوكتل، لونه رمادي أزرق داكن (سفير)، أحمر (ياقوت)، أسود (إمبري)، مخدشه أبيض أو عديم اللون، بريقه زجاجي إلى ألماسي، قساوته 9، وكثافته 3.9-4.1. أحد فلزات جدول موس لقياس القساوة. يصادف هذا الفلز في البوكسيت عند تعرضه لعمليات الاستحالة كالضغط والحرارة العاليين. يتكون هذا الفلز عند تخلي الدياسبور عن الماء.

إن احتواء الترب على كميات كبيرة من أكاسيد الألمنيوم المائية المتبلورة وخفيّة التبلور يعمل على تكوين بنية جيدة، ويضعف امتزاز التربة للكاتيونات، ولكنه يزيد امتزاز الأنيونات التبادلي وغير التبادلي وخاصة الفسفات.

تعد أكاسيد الألمنيوم من مميزات الترب الأليتية واللاتيريتية والحمراء في المناطق المدارية وشبه المدارية الرطبة حيث يدل وجودها على تجوية شديدة للفلزات الأولية والثانوية.

أكاسيد المنغنيز:

إن فلزات أكاسيد المنغنيز وهدروكسيداته هي مكونات مهمة في التربة لسببين اثنين؛ أولهما: أن المنغنيز عنصر أساسي في التغذية النباتية والحيوانية، وثانيهما: أن مجال الأكسدة والإرجاع الواسع لأكاسيد هذا العنصر تتحكم بمقدار المتاح منه في التربة. إذ تعمل ظروف الأكسدة على خفض المتاح من المنغنيز لدرجة تؤدي إلى نقصه وعوز المزروعات، على حين قد تؤدي ظروف الإرجاع إلى تراكم المنغنيز المتاح ليصل مستويات سامة للمزروعات.

إن لأكاسيد المنغنيز وهدروكسيداته سعة امتصاص عالية للعناصر الثقيلة، وبالتالي فهي تتحكم بإتاحة عدد من عناصر النزرة التي يعد بعضها أساسياً في تغذية النبات والحيوان. وإن وجوده بتكافؤاته الثلاثة (الثنائي والثلاثي والرباعي) يجعل فلزاته عديدة جداً، ومن أهم فلزاته المنتشرة في التربة ما يلي:

أ- المُغرة السوداء MnO₂) wade):

مجموعة واسعة الانتشار من ثنائي أكسيد المنغنيز، عديمة التبلور، ترابية المنظر، ذات لون بني أسود، تحتوي على الماء ومزيج من الأكاسيد الأخرى. تحتوي هذه المجموعة غالباً على البوتاسيوم والنحاس والزنك والكوبلت والحديد وغيرها. تتكون هذه الفلزات في ظروف الإرجاع؛ لذلك تنتشر في الترب المستنقعية.

ب- البسيلوميلان Psilomelane MnO(Ba,H₂O):

وهي قريبة الشبه من المجموعة السابقة إلا أنها تتكون في ظروف الأكسدة، تتبلور في الفصيلة أحادية الميل، لونها أسود وكذلك مخدشها، بريقها شبه فلزي وكامد، قساوتها 4-6 وأقل من ذلك إذا كانت بصورة مجمعات، وكثافتها 4.4-4.7.

ج- المنغنيت (Manganite MnOOH):

يتبلور في الفصيلة أحادية الميل، لونه أسود حديدي داكن، مخدشه بني محمر، بريقه شبه فلزي، قساوته 4، وكثافته 4.3.

د – الهاوسمانيت Mn₃O₄) Hausmannite):

يتبلور في الفصيلة ثلاثية الميل، ألوانه متعددة من البني الداكن حتى الأسود، مخدشه بني داكن محمر، بريقه شبه فلزي، قساوته 5.5، وكثافته 4.8.

هـ- البيرولوزيت (Pyrolusite MnO₂):

يتبلور في الفصيلة الرباعية، ألوانه داكنة من الرمادي الداكن حتى الأسود، مخدشه أسود حديدي، بريقه فلزي، قساوته 6.5-6، وكثافته 5.0-4.5.

يلخص الجدول (2) فلزات الأكاسيد وأهم خصائصها.

التصنيف : البيئة

النوع : البيئة

المجلد: المجلد الثاني

رقم الصفحة ضمن المجلد : 0

آخر أخبار الهيئة :

البحوث الأكثر قراءة

اصدارات الموسوعة العربية

أسماء الباحثين

هل تعلم ؟؟

• - هل تعلم أن الأبلق نوع من الفنون الهندسية التي ارتبطت بالعمارة الإسلامية في بلاد الشام ومصر خاصة، حيث يحرص المعمار على بناء مداميكه وخاصة في الواجهات

• - هل تعلم أن الإبل تستطيع البقاء على قيد الحياة حتى لو فقدت 40% من ماء جسمها ويعود ذلك لقدرتها على تغيير درجة حرارة جسمها تبعاً لتغير درجة حرارة الجو،

• - هل تعلم أن أبقراط كتب في الطب أربعة مؤلفات هي: الحكم، الأدلة، تنظيم التغذية، ورسالته في جروح الرأس. ويعود له الفضل بأنه حرر الطب من الدين والفلسفة.

• - هل تعلم أن المرجان إفراز حيواني يتكون في البحر ويتركب من مادة كربونات الكلسيوم، وهو أحمر أو شديد الحمرة وهو أجود أنواعه، ويمتاز بكبر الحجم ويسمى الش

• هل تعلم أن الأبسيد كلمة فرنسية اللفظ تم اعتمادها مصطلحاً أثرياً يستخدم في العمارة عموماً وفي العمارة الدينية الخاصة بالكنائس خصوصاً، وفي الإنكليزية أب

• - هل تعلم أن أبجر Abgar اسم معروف جيداً يعود إلى عدد من الملوك الذين حكموا مدينة إديسا (الرها) من أبجر الأول وحتى التاسع، وهم ينتسبون إلى أسرة أوسروين

• - هل تعلم أن الأبجدية الكنعانية تتألف من /22/ علامة كتابية sign تكتب منفصلة غير متصلة، وتعتمد المبدأ الأكوروفوني، حيث تقتصر القيمة الصوتية للعلامة الك

شراء النسخة الورقية