✅ حلول أسئلة الكتاب الرسمية
عدد الأسئلة: 7
سؤال ١: توقع المظهر الذي سيبدو عليه صخر ناري تكون من صهارة خرجت إلى السطح فبدأت تبرد بسرعة، ثم قلت سرعة تبريدها مع الوقت.
الإجابة: نسيج دقيق (دقيق الحبيبات) في الجزء السفلي، ونسيج خشن (خشن الحبيبات) في الجزء العلوي.
خطوات الحل:
- **الشرح:**
لنفهم هذا السؤال، علينا أن نتذكر العلاقة بين سرعة تبريد الصهارة وحجم بلورات الصخر الناتج. عندما تبرد الصهارة بسرعة، لا يكون هناك وقت كافٍ لتكوين بلورات كبيرة، فينتج نسيجاً دقيق الحبيبات. وعندما تبرد ببطء، يكون هناك وقت كافٍ لتكوين بلورات كبيرة، فينتج نسيجاً خشن الحبيبات.
في هذا السيناريو، بدأت الصهارة تبرد بسرعة عند خروجها إلى السطح، مما يعني أن الجزء الذي برد أولاً (الجزء العلوي الذي يتلامس مع الهواء أو الماء البارد) سيكون دقيق الحبيبات. ثم قلت سرعة التبريد مع الوقت، مما يعني أن الجزء الذي برد لاحقاً (الجزء السفلي) سيكون لديه وقت أطول لتكوين بلورات، فيصبح خشن الحبيبات.
إذن، بناءً على تسلسل التبريد، سيكون المظهر: **نسيج دقيق (دقيق الحبيبات) في الجزء العلوي، ونسيج خشن (خشن الحبيبات) في الجزء السفلي**.
سؤال ٢: اعمل قائمة بالعناصر الثمانية الرئيسة الموجودة في معظم أنواع الصهارة. أضف الرمز الكيميائي لكل عنصر.
الإجابة: O, Si, Al, Fe, Mg, Ca, Na, K
خطوات الحل:
- **الخطوة 1 (المفهوم):**
الصهارة هي مادة صخرية منصهرة تحت سطح الأرض. معظم أنواع الصهارة تتكون من مجموعة من العناصر الرئيسية التي تشكل المعادن المكونة للصخور النارية.
**الخطوة 2 (التطبيق):**
بناءً على التركيب الكيميائي الشائع للقشرة الأرضية والوشاح، فإن العناصر الثمانية الأكثر وفرة في الصهارة هي:
1. الأكسجين (O)
2. السيليكون (Si)
3. الألومنيوم (Al)
4. الحديد (Fe)
5. المغنيسيوم (Mg)
6. الكالسيوم (Ca)
7. الصوديوم (Na)
8. البوتاسيوم (K)
**الخطوة 3 (النتيجة):**
إذن قائمة العناصر مع رموزها الكيميائية هي: **O, Si, Al, Fe, Mg, Ca, Na, K**.
سؤال ٣: لخص العوامل التي تؤثر في تكوين الصهارة.
الإجابة: الحرارة، الضغط، الماء، تركيب الصخر الذي تخرج منه.
خطوات الحل:
- **الشرح:**
الفكرة هنا هي فهم الظروف التي تؤدي إلى انصهار الصخور وتكوين الصهارة. هناك عدة عوامل رئيسية تتحكم في هذه العملية:
1. **الحرارة:** زيادة درجة الحرارة هي العامل الأساسي الذي يؤدي إلى انصهار الصخور. كلما ارتفعت الحرارة، زاد احتمال تكوين الصهارة.
2. **الضغط:** يؤثر الضغط عكسياً على الانصهار. فزيادة الضغط ترفع درجة انصهار الصخور، مما يجعل الانصهار أصعب. انخفاض الضغط (مثل عند تصدع القشرة) يمكن أن يسبب انصهاراً.
3. **الماء:** وجود الماء يخفض درجة انصهار الصخور بشكل كبير. فحتى كميات قليلة من الماء يمكنها تسهيل تكوين الصهارة عند درجات حرارة أقل.
4. **تركيب الصخر:** التركيب الكيميائي والمعدني للصخر الأصلي يحدد درجة حرارة انصهاره ونوع الصهارة المتكونة. فالصخور المختلفة تنصهر عند درجات حرارة مختلفة.
إذن، العوامل المؤثرة هي: **الحرارة، الضغط، الماء، وتركيب الصخر الذي تخرج منه**.
سؤال ٤: قارن بين الصهارة واللابة.
الإجابة: الصهارة تحت الأرض، اللابة فوقها (فوق سطح الأرض).
خطوات الحل:
- **الشرح:**
لنفهم هذا السؤال، علينا أن نعرف أن كلاً من الصهارة واللابة يشيران إلى مادة صخرية منصهرة، لكن الفرق الأساسي يكمن في موقعها.
**الصهارة** هي المادة الصخرية المنصهرة الموجودة **تحت سطح الأرض**، سواء في غرف صهارية داخل القشرة أو في الوشاح العلوي. هي المصدر الأساسي للصخور النارية الجوفية.
**اللابة** هي نفس المادة الصخرية المنصهرة ولكن بعد أن تخرج وتتدفق **على سطح الأرض** (فوق سطح الأرض) من خلال البراكين أو الشقوق. هي المصدر الأساسي للصخور النارية السطحية (البركانية).
باختصار، الفرق الرئيسي هو الموقع: الصهارة تحت الأرض، واللابة فوقها.
إذن المقارنة: **الصهارة تحت الأرض، اللابة فوقها (فوق سطح الأرض)**.
سؤال ٥: توقع إذا كانت درجة الحرارة تزداد نحو مركز الأرض، فلماذا يصبح مركز الأرض صلبًا؟
الإجابة: لأن الضغط الهائل يرفع درجة الانصهار في المواد الصلبة.
خطوات الحل:
- **الشرح:**
هذا السؤال يتطلب فهم العلاقة بين الحرارة والضغط وتأثيرهما على حالة المادة (صلبة أو سائلة).
نعم، درجة الحرارة تزداد كلما تعمقنا نحو مركز الأرض. ومع ذلك، فإن حالة المادة (صلبة أو منصهرة) لا تعتمد على درجة الحرارة وحدها، بل تعتمد على مقارنة درجة الحرارة الفعلية بدرجة الانصهار للمادة تحت تلك الظروف.
**الضغط** عامل حاسم هنا. في مركز الأرض، الضغط هائل جداً بسبب وزن كل المواد فوقه. هذا الضغط الهائل يؤثر على درجة انصهار المواد الصلبة؛ فهو يرفع درجة الانصهار المطلوبة لتحويل المادة من الحالة الصلبة إلى السائلة.
لذلك، على الرغم من أن درجة الحرارة في المركز مرتفعة جداً، إلا أن درجة الانصهار للمواد (مثل الحديد والنيكل في اللب الداخلي) تكون مرتفعة أكثر بسبب الضغط الشديد. نتيجة لذلك، تظل درجة الحرارة الفعلية أقل من درجة الانصهار المرتفعة تلك، مما يحافظ على المادة في الحالة الصلبة.
إذن السبب: **لأن الضغط الهائل يرفع درجة الانصهار في المواد الصلبة**، مما يجعلها تبقى صلبة على الرغم من الحرارة العالية.
سؤال ٦: استدل على محتوى السيليكا في صهارة مشتقة من الانصهار الجزئي لصخر ناري. هل سيكون أكثر، أم أقل، أم مساويًا لمحتوى الصخر نفسه؟ وضح إجابتك.
الإجابة: أكثر سيليكا؛ لأن المعادن الغنية بالسيليكا تنصهر أولاً.
خطوات الحل:
- **الشرح:**
لنفهم هذا السؤال، علينا أن نعرف عملية الانصهار الجزئي. الانصهار الجزئي يحدث عندما تتعرض صخرة للحرارة، فتنصهر بعض معادنها قبل الأخرى، ولا تنصهر الصخرة كاملة دفعة واحدة.
المعادن المختلفة لها درجات انصهار مختلفة. المعادن الغنية بالسيليكا (مثل الكوارتز والفلسبار القلوي) عادة ما تكون لها درجات انصهار **أقل** من المعادن الفقيرة بالسيليكا (مثل الأوليفين والبيروكسين).
عند حدوث الانصهار الجزئي لصخر ناري، فإن المعادن ذات درجة الانصهار المنخفضة (وهي المعادن الغنية بالسيليكا) ستنصهر أولاً. وبالتالي، فإن الصهارة الأولى المتكونة من هذا الانصهار الجزئي ستكون مستخلصة بشكل انتقائي من هذه المعادن الغنية بالسيليكا.
هذا يعني أن تركيز السيليكا (SiO₂) في هذه الصهارة المشتقة حديثاً سيكون **أعلى** من متوسط تركيز السيليكا في الصخر الأصلي الذي لم ينصهر كله.
إذن الإجابة: **أكثر سيليكا؛ لأن المعادن الغنية بالسيليكا تنصهر أولاً** خلال عملية الانصهار الجزئي.
سؤال ٧: ادعى أحد هواة جمع الصخور أنه وجد أول مثال على البيروكسين والفلسيار الغني بالصوديوم في الصخر نفسه. اكتب تعليقًا على هذا الادعاء.
الإجابة: مستبعد؛ لاختلاف درجات تبلورهما إلا في ظروف خاصة.
خطوات الحل:
- **الشرح:**
لنعلق على هذا الادعاء، نحتاج إلى فهم ظروف تبلور المعادن من الصهارة. البيروكسين والفلسيار (الفلسبار) الغني بالصوديوم (مثل الألبيت، وهو نوع من بلاجيوكليز الفلسبار) معادن شائعة، لكنها عادة ما تتبلور في ظروف ودرجات حرارة مختلفة.
- **الفلسبار الغني بالصوديوم (الصوديك)** يتبلور عادة في المراحل المتأخرة من تبلور الصهارة، عندما تكون الصهارة غنية بالسيليكا والقليل من الحديد والمغنيسيوم، ودرجات الحرارة منخفضة نسبياً.
- **البيروكسين** معدن مافيك (غني بالحديد والمغنيسيوم) يتبلور في المراحل المبكرة من تبلور الصهارة، عندما تكون الصهارة فقيرة بالسيليكا وغنية بالحديد والمغنيسيوم، ودرجات الحرارة مرتفعة.
هذا الاختلاف في درجات الحرارة والتركيب الكيميائي المفضل يعني أن هذين المعدنين لا يتواجدان عادة معاً في نفس الصخر الناري، إلا في ظروف خاصة جداً أو في أنواع صخور محددة جداً (مثل بعض الأنورثوسايت أو في صخور متحولة معينة).
لذلك، ادعاء العثور على أول مثال لهما معاً في نفس الصخر الناري يبدو **مستبعداً** من الناحية الجيولوجية المعتادة، إلا إذا كان في ظروف استثنائية أو إذا كان تعريف الصخر أو المعدن غير دقيق.
إذن التعليق: **مستبعد؛ لاختلاف درجات تبلورهما إلا في ظروف خاصة**.
🎴 بطاقات تعليمية للمراجعة
عدد البطاقات: 5 بطاقة لهذه الصفحة
كيف يصنف الجيولوجيون أنواع الصهارة؟
الإجابة: تُصنف الصهارة إلى بازلتية أو أنديزيتية أو ريوليتية اعتمادًا على كمية السيليكا التي تحتويها.
الشرح: كمية السيليكا هي العامل الحاسم في تصنيف الصهارة وتحديد خصائص الصخور الناتجة منها.
تلميح: فكر في المعيار الأساسي المستخدم للتصنيف.
التصنيف: تعريف | المستوى: سهل
لماذا تحتوي العروق غالبًا على الكوارتز؟
الإجابة: لأن الكوارتز يتبلور في أثناء اندفاع الجزء السائل المتبقي من الصهارة في الشقوق الصخرية، وهو من آخر المعادن تبلورًا.
الشرح: العروق تتكون من الصهارة المتبقية الغنية بالسيليكا بعد انفصال المعادن الأخرى، والكوارتز يتبلور من هذه المادة السائلة عندما تملأ الشقوق.
تلميح: تذكر توقيت تبلور الكوارتز وحركة الصهارة المتبقية.
التصنيف: مفهوم جوهري | المستوى: متوسط
ما هي آلية التبلور الجزئي (Partial Crystallization)؟
الإجابة: عملية تنفصل فيها البلورات المتكونة من الصهارة في ظروف خاصة، مما يتوقف التفاعل بين الصهارة والمعدن، وينتج عن ذلك جسمان ناريان مختلفان في مكوناتهما عندما ينفصل سائل الصهارة عن البلورات.
الشرح: هذه العملية تفسر سبب وجود معادن مثل الأوليفين في الصخر رغم تحوله المحتمل إلى بيروكسين، حيث أن انفصال البلورات يوقف التفاعل الكيميائي المستمر.
تلميح: فكر في ما يحدث للبلورات بعد تكوينها من الصهارة وكيف يؤثر ذلك على تكوين الصخور النارية.
التصنيف: مفهوم جوهري | المستوى: متوسط
ما هي آخر معدنين يتبلوران من الصهارة خلال عملية التبلور الجزئي؟
الإجابة: الفلسبار البوتاسي والكوارتز.
الشرح: هذان المعدنان يتبلوران في المراحل النهائية لأن الصهارة المتبقية تصبح غنية بالسيليكا والعناصر التي تتكون منها.
تلميح: تذكر أن الصهارة تصبح أغنى بالسيليكا وعناصر الألومنيوم والبوتاسيوم مع استمرار التبلور الجزئي.
التصنيف: مفهوم جوهري | المستوى: سهل
ما الفرق بين الصهارة واللابة؟
الإجابة: الصهارة هي مادة صخرية منصهرة تحت سطح الأرض تحتوي على صخور منصهرة وغازات مذابة وبلورات معدنية، بينما اللابة هي الصهارة بعد خروجها إلى سطح الأرض.
الشرح: هذا التمييز مهم في الجيولوجيا حيث أن خصائص وسلوك المادة المنصهرة تختلف حسب ضغط وبيئة التواجد.
تلميح: فكر في موقع كل منهما (تحت السطح vs على السطح).
التصنيف: فرق بين مفهومين | المستوى: سهل