لماذا تبرد بازلتات ممر العمالقة غالبًا في هيئة أعمدة تشبه السداسيات
لم تنمُ هذه الصخور من تلقاء نفسها على هيئة أشكال سداسية أنيقة؛ بل بردت وانكمشت وتشققت، وكانت الأعمدة هي القطع التي بقيت بعد ذلك. وقد يبدو هذا التفسير أقل سحرًا في البداية، لكنه يمنحك ما هو أفضل: صورة واضحة عمّا كانت تفعله الصخور أثناء تشكّل هذا النمط.
وهذا هو السبب الحقيقي في أن بازلت جسر العمالقة يبدو في كثير من الأحيان ذا جوانب ستة. فالشكل ليس خطة كامنة فيه أصلًا، بل هو نمط الفواصل الذي صنعه الإجهاد.
لماذا تبدو وكأنها مصنوعة يدويًا بينما هي في الحقيقة متشققة
قراءة مقترحة
من السهل أن نفترض أن الصخور نمت somehow على هيئة حزمة من أقلام حجرية. فالأعمدة متراصة بإحكام شديد إلى درجة تجعلها تبدو كأنها مكدسة أو منحوتة. لكن أعمدة البازلت تتكوّن بطريقة أكثر اعتيادًا، وإن كانت على نطاق أكبر بكثير.
ابدأ بسطح أبسط. تخيّل الطين وهو يجف بعد المطر، أو طبقة من الطلاء تنكمش وهي تتصلّب. تفقد المادة قدرًا يسيرًا من حجمها، وتعجز عن الانكماش على نحو متساوٍ، فيتراكم الشد حتى تنفتح الشقوق. لقد رأيت هذا النمط من قبل؛ والبازلت هو المشكلة نفسها، ولكن في مادة أشد صلابة.
وقد شرح الاتحاد الأوروبي لعلوم الأرض هذا ببساطة في مقال على مدونته عام 2023: يتكوّن البازلت العمودي لأن الحمم تبرد وتنكمش ثم تتشقق. وليس الأمر أن البلورات تنمو لتصبح دعائم سداسية جاهزة.
ما الذي كانت تفعله الحمم تحت السطح
عندما تبدأ كتلة سميكة من الحمم في البرودة، يشغل الجزء الأبرد منها حيزًا أقل قليلًا من الجزء الأشد حرارة. فالصخر يتمدّد عندما يسخن وينكمش عندما يبرد، حتى لو كان التغيّر طفيفًا. وفي تدفق حمم كبير، يصبح لهذا التغيّر الصغير شأن، لأن الصخر لا يستطيع أن يتحرك كله بحرية دفعة واحدة.
والعملية سلسلة مترابطة: يخلق الانكماش إجهادًا، ويفتح الإجهاد شقوقًا، ثم تتقدم تلك الشقوق إلى الداخل مع استمرار الحمم في البرودة.
كيف يتكوّن البازلت العمودي
تبرد الحمم
تبدأ كتلة سميكة من الحمم في فقدان حرارتها من أسطحها المكشوفة.
ينخفض الحجم قليلًا
يشغل الصخر الأبرد حيزًا أقل قليلًا من الصخر الأكثر حرارة.
يتراكم الإجهاد
ولأن الصخر لا يستطيع أن يتحرك كله بحرية، فإن الانكماش يخلق شدًا داخل التدفق.
تبدأ الشقوق
حالما يتجاوز الإجهاد ما يستطيع الصخر احتماله، تنفتح الكسور انطلاقًا من سطح آخذ في البرودة.
تبقى الأعمدة
ومع تقدم الشقوق إلى الداخل، تُقسِّم الصخور إلى كتل طويلة تصبح هي الأعمدة.
توقف الآن قليلًا عند الهندسة. إذا كان عليك أن ترسم شقوقًا على سطح ينكمش بأقل قدر ممكن من الجهد، فما الشكل الذي سينتهي بك الأمر إلى تكراره؟
الإجابة المألوفة هي الأشكال السداسية، أو ما يقترب منها. فهي تغطي السطح بإحكام، وتوزع الإجهاد على نحو متوازن نسبيًا، وتتجنب ترك فراغات محرجة. وهذا لا يعني أن الطبيعة تسعى إلى كمال رياضي. بل يعني أن نمو الشقوق المتكرر يميل إلى الاستقرار على تباعد فعّال.
وهنا الجزء الذي يجعل النمط كله مفهومًا: الأعمدة هي القطع المتبقية بين الشقوق. لم يقرر الصخر أن يصنع أشكالًا سداسية. إنما كانت الكسور هي التي تولّت الفرز، والحجر القائم هو ما بقي بعد ذلك.
لماذا يظهر الشكل السداسي كثيرًا، ولكن ليس دائمًا
تساعد الفيزياء على تفسير هيمنة الجوانب الستة من دون أن تشترط أشكالًا مثالية.
لماذا تعد الأشكال السداسية شائعة
ينمو البازلت طبيعيًا على هيئة أعمدة سداسية مثالية.
تميل شبكات الشقوق في البازلت المتبرد والمنكمش إلى التطور نحو تباعد فعّال، ولذلك ينتهي الأمر بكثير من الأعمدة المتبقية إلى أن يكون لها نحو ستة جوانب.
وبمجرد أن ترى ذلك، يصبح من السهل الاحتفاظ بالتسلسل في ذهنك. تبرد الحمم. ينخفض حجمها قليلًا. يتراكم الإجهاد. تبدأ الشقوق. تمتد الشقوق. وتتكيف الشبكة مع نموها، فتغدو لكثير من الكتل المتبقية نحو ستة جيران.
وهذه الكلمة «نحو» مهمة. فليست كل الأعمدة سداسية مثالية. كثير منها خماسي أو سباعي الأضلاع، وبعضها أكثر لا انتظامًا من ذلك.
فالحمم الحقيقية لا تبرد في ظروف مخبرية نظيفة. بعض الأجزاء يبرد أسرع. وبعض الشقوق تنطلق قبل غيرها. وبعضها يصطدم بغيره عند زوايا غير مريحة. النمط منتظم، لكنه مع ذلك نتاج منافسة وتوقيت وإجهاد غير متساوٍ.
طريقة سريعة لتختبر الفكرة بنفسك
يمكنك أن تختبر المنطق برسم بسيط.
ما الذي سيظهره رسمك
تترك خطوط الشقوق العشوائية والمتعرجة شظايا محرجة وتهدر المساحة.
تتراص الأشكال متعددة الأضلاع الأكثر انتظامًا على نحو أفضل، وتتقاسم الإجهاد بكفاءة أكبر.
هذا هو النموذج الذهني الذي يمكن إعادة استخدامه. سواء كنت تنظر إلى طين جاف، أو طلاء قديم، أو نشا يجف في طبق، أو جرف بازلت، فإن النمط يأتي غالبًا من المساومة الأساسية نفسها: مادة تنكمش فتتكسر إلى قطع تتقاسم الإجهاد بكفاءة.
وأعمدة البازلت ليست إلا النسخة الحجرية الكبرى من ذلك، ممتدة إلى الأسفل بينما يتقدم التبريد والتشقق عبر كتلة سميكة من الحمم. ويبدو النمط نادرًا لأن هذا الحجم نادر، لا لأن القاعدة مختلفة.
أوضح طريقة لفهم جسر العمالقة
بمجرد أن تتضح الآلية، يتوقف ذلك الانتظام الغريب في تلك الأعمدة عن الظهور كأنه عمارة حجرية. ويغدو أقرب إلى نمط تشققات تجمد في ثلاثة أبعاد.
فما يبدو في البداية صخرًا بُني على هيئة أشكال سداسية، ليس في الحقيقة إلا صخرًا تكسّر بكفاءة إلى حد أن أعمدة سداسية الجوانب كثيرًا ما تبقى في النهاية.