تحتوي الصخور والمعادن على أدلة ثمينة حول كيفية تشكل الأرض وتطورها على مدى مليارات السنين، ولكن ما الفرق بين الاثنين؟
في جوهرها، الصخور عبارة عن مجاميع من معدنين أو أكثر. وفي الوقت نفسه، فإن المعادن هي مواد صلبة تفتقر إلى الكربون، مع استثناءات قليلة مثل الماس، ويتم ترتيبها في “بنية بلورية” متكررة بشكل منظم.
الفرق بين الصخر والمعدن
وتقول إريكا أندرسون، الأمينة الفخرية لعلم المعادن والصخور في متحف هانتيريان بجامعة جلاسكو في اسكتلندا، في حديثها لموقع Live Science عن الفرق بين الصخر والمعدن: “المعادن هي في الأساس اللبنات الأساسية للصخور. إنها مثل الذرات في الجزيء، لذا فإن المعادن هي الذرات”.
ويتمتع كل نوع من المعادن ببنية بلورية فريدة من نوعها، تنتج عن تركيبها الكيميائي وتحدد مجموعة من الخصائص الفيزيائية، مثل الصلابة أو اللون أو المغناطيسية، وفقًا لهيئة المسح الجيولوجي الأمريكية (USGS). على سبيل المثال، الهاليت – الشكل الطبيعي لكلوريد الصوديوم (NaCl)، والذي يُصنع منه ملح الطعام – هو معدن ناعم يشكل شظايا بلورية شفافة على شكل مكعب. يمكن أن يكون للمعادن المختلفة، مثل الأراغونيت (CaCO3) والكالسيت (CaCO3)، نفس التركيب الكيميائي، لكن تركيبها البلوري وخصائصها الفيزيائية تختلف بسبب كيفية تشكل كل منها.
وتضيف أندرسون: “بالنسبة لكل معدن، سيكون لديهم طريقة محددة لربط تلك الذرات ببعضها البعض. تحتوي بعض المعادن على نفس العناصر تمامًا، ولكنها مرتبطة بشكل مختلف، مما يجعلها معادن مختلفة”.
وتابعت أن أحد الأمثلة الجيدة على المعادن هو الكوارتز، الذي يوجد في جميع أنحاء العالم وفي صخور مختلفة، مثل الجرانيت والكوارتزيت. يتكون الكوارتز من العناصر الكيميائية السيليكون والأكسجين وله الصيغة الكيميائية (SiO2). المعدن عديم اللون في شكله النقي، ولكن الشوائب يمكن أن تجعل بلورات الكوارتز تبدو معتمة أو تصبغها باللون الوردي أو الأرجواني أو الأصفر أو البني.
واعتبارًا من مايو 2024، أدرجت الرابطة الدولية للمعادن – الهيئة العلمية المسؤولة عن تحديد المعادن والموافقة عليها وتسميتها – 6050 نوعًا معدنيًا. ويميز الخبراء المعادن بناء على بنيتها البلورية، وهي الطريقة المحددة التي يتم بها ترتيب ذراتها أو عناصرها.
في حين أن بعض المعادن مثل الهاليت لها هياكل بلورية بسيطة نسبيًا، إلا أن البعض الآخر يمكن أن يحتوي على 10 عناصر أو أكثر، مثل الخومياكوفيت والجورجبارسانوفيت.
وقالت أندرسون: “إننا نكتشف باستمرار معادن جديدة، لأننا نستكشف المناطق التي قد تكون بها ظروف لم نكن نعرف عنها”.
دورة الصخور
هناك ثلاثة أنواع رئيسية من الصخور – النارية والرسوبية والمتحولة – مع خلطات معدنية مختلفة اعتمادًا على مكان وكيفية ظهور الصخور.
يقول ريتشارد بيفينز، الأستاذ الفخري لعلوم الأرض في جامعة أبيريستويث في المملكة المتحدة، إن الصخور النارية – التي تتشكل عندما تتصلب الصهارة إما في أعماق الأرض أو على السطح بعد ثوران بركاني، على سبيل المثال – تحتوي على عدد محدود من المعادن التي تتبلور. العلوم الحية في البريد الإلكتروني “وتسمى هذه المعادن الشائعة المكونة للصخور وتشمل الفلسبار والأوليفين والبيروكسين والميكا والكوارتز والأمفيبول”.
وقد تتعرض الصخور النارية للحرارة والضغط العاليين، أو تتعرض للسوائل التي تغير تركيبها المعدني. بمجرد تغير تركيبها المعدني، تعتبر الصخور متحولة، مع أمثلة بما في ذلك الفيليت والشست والكوارتزيت والرخام. إن الصخور النارية والمتحولة الموجودة على سطح الأرض تتآكل وتتفكك حتماً عندما تعمل الرياح والمياه عليها. يتم نقل الشظايا وتكوين رواسب تتصلب لتكوين صخور جديدة تسمى الصخور الرسوبية. وقال بيفينز: “تتكون الصخور الرسوبية بشكل أساسي من معادن موجودة في الصخور التي تآكلت لتشكل الرواسب”.
اقرأ أيضاً: