סלעים של עידנים
ידוע כי אבן גיר מתפרקת על ידי גשמים. אבל, גם באקלים צחיח, מזג אוויר מתבלה. ישנם תהליכים פיזיקליים/מכניים, ביוכימיים ואולי אפילו ביולוגיים:
1. בליה פיזית/מכנית נשלטת על ידי טמפרטורות מוחלטות גבוהות, טווחי טמפרטורות קיצוניים ומחסור בלחות. תופעה זו ידועה כהתפתחות קארסטית חסרה - כי המסת סלע האם יוצרת תכונות הקשורות למים: נחלים, מעיינות, מערות וכו '. מדובר בתופעת מאקרו או מזו.
2. מדבריות צחיחים עשויים למעשה להיות בעלי לחות מספקת להיווצרות טל ולגשם מדי פעם (מדבר מוגדר כבעל פחות מ-250 מ"מ גשם בשנה).
a. רמות הלחות האלה עלולות להוביל לתופעות מיקרו-קארסטיות, שעלולות להנציח את עצמן מכיוון שהרמות הנמוכות של גשם/טל עלולות ליצור בורות בסלע, שעם הזמן יהפכו לגדולים יותר מכיוון שהם מסוגלים להחזיק יותר לחות.
b. תופעה א ( לעיל) יכולה להוביל בסופו של דבר להתיישבות של אצות אנדוליתיות ואפיליטיות ו/או ציאנובקטריה. אצות אנדוליתיות מסוגלות לרכוש את המשאבים הדרושים לצמיחה מהחלק הפנימי של סלע. אצות אפיליתיות הן אצות גדולות שיכולות לגדול על מצע אינרטי; סלעים וסלעים. ציאנובקטריה החיה על סלעים יכולה לשאוב מים מהמינרלים בסלעים.
ג. כתוצאה מ A (לעיל), לחות הטל והקרקע מובאים אל פני השטח על ידי אידוי קפילריות, והמינרלים המומסים שלהם מושקעים על פני הסלע ויוצרים לכה מדברית או פטינה. זה למעשה עוצר את בליית הסלעים.
Rocks of Ages
It is well known that limestone breaks down by rainfall. But, even in arid climates, limestone weathers. There are physical/mechanical, biochemical, and maybe even biological processes:
1. Physical/mechanical weathering is governed by high absolute temperatures, extreme temperature ranges, and paucity of moisture. This is known as lacking karst development - that being dissolving bedrock creates water-related attributes: streams, springs, caves, etc. These are macro- or meso-phenomenon.
2. Arid deserts may actually have sufficient moisture for dew formation and occasional rainfall (a desert is defined as having less than 250 mm of rain per year).
a. These moisture levels could lead to micro-karst phenomena, which could be self-perpetuating because the low levels of rain/dew could form pits in the rock, which, over time, will become larger because they are able to hold more moisture.
b. The phenomenon in a (above) can lead ultimately to the colonization of endolithic and epilithic algae and/or cyanobacteria. Endolithic algae are able to acquire the necessary resources for growth from the inner part of a rock. Epilithic algae are large algae that can grow on inert substrata; rocks and boulders. Cyanobacteria living on rocks can extract water from the minerals in the rocks.
c. As a result of a (above), dew and soil moisture brought to the surface by capillarity evaporation, their dissolved minerals are deposited on the rock surface forming Desert Varnish or Patina. This actually arrests the rock weathering.
לכה מדברית/פטינה
הסלע החשוף שלפניכם באתר הוא איאוקן ואבן גיר קרטיקון מאוחרת, מעורבבת עם סלעים אחרים ודולומיט. תוכלו להבחין בצבע של חלק מהסלעים - חום כהה; זאת בשל ציפוי דק של מינרלים - תחמוצות ברזל ומנגן וסיליקה. זוהי לכה מדברית הידועה גם בשם פטינה, וזה יכול לקחת אלפי שנים כדי ליצור שכבה של לכה סלע בעובי שבריר של מילימטר ושכבות ננומטר. הטל ולחות הקרקע מביאים את המינרלים המומסים אל פני השטח, שחיקת הרוח מסירה את המלחים הרכים יותר, הרוח גם מביאה חימר ומלטשת את הפטינה לגימור מבריק.
Desert Varnish/Patina
The exposed rock in front of you at the site is Eocene and late Cretaceous limestone, mixed with other rocks and Dolomite. You will notice the color of some of the rocks, a dark brown; this is due to a thin coating of minerals - iron and manganese oxides and silica. This is Desert Varnish also known as Patina, and it can take thousands of years to form a layer of rock varnish that is just a fraction of a millimeter thick and exhibits nanometer layering. The dew and soil moisture bring the dissolved minerals to the surface, wind abrasion removed the softer salts, bring clay, and polishes the Patina to a glossy finish.
ברזל מהווה 5 אחוזים מקרום כדור הארץ והוא שני בשפע לאלומיניום בין המתכות ורביעי בשפע מאחורי חמצן, סיליקון ואלומיניום בין היסודות. ברזל, שהוא המרכיב העיקרי של ליבת כדור הארץ, הוא היסוד הנפוץ ביותר בכדור הארץ בכל
Iron makes up 5 percent of Earth’s crust and is second in abundance to aluminum among the metals and fourth in abundance behind oxygen, silicon, and aluminum among the elements. Iron, which is the chief constituent of Earth’s core, is the most abundant element in Earth as a whole (about 35 percent).
מנגן הוא האלמנט הנפוץ ביותר בכדור הארץ אחרי ברזל; פחות או יותר הוא דומה לברזל בתכונותיו הפיזיקליות והכימיות, אך הוא קשה ושביר יותר. מנגן מופיעה במספר מרבצים משמעותיים, אשר העפרות החשובות ביותר (שהן בעיקר תחמוצות) מורכבות בעיקר ממנגן דו חמצני (MnO2) בצורות שונות.
Manganese is second only to iron among the elements in its abundance in Earth’s crust; it is roughly similar to iron in its physical and chemical properties but is harder and more brittle. It occurs in a number of substantial deposits, of which the most important ores (which are mainly oxides) consist primarily of manganese dioxide (MnO2) in various forms.
עם זאת, תצפיות מיקרוסקופיות ומיקרו-כימיות מראות כי חלק מרכזי בלכה הוא חימר, שיכול להגיע רק ברוח. חימר, אם כן, פועל כמצע כדי לתפוס חומרים נוספים המגיבים יחד באופן כימי כאשר הסלע מגיע לטמפרטורות גבוהות בשמש.
Microscopic and micro-chemical observations, however, show that a major part of varnish is clay, which could only arrive by wind. Clay, then, acts as a substrate to catch additional substances that chemically react together when the rock reaches high temperatures in the sun.
אף על פי כן, מחקר חדש (Lingappa et al. 2021) קבע כי לכה מדברית (לפחות במקרים מסוימים) היא למעשה שארית של אורגניזמים ביולוגיים. האורגניזם הוא ציאנובקטריה מסוג Chroococcidiopsis, הנפוץ בסביבות עניות בחומרים מזינים אורגניים (כגון מדבריות). הוא למעשה צובר מנגן ומרכז אותו על פני הסלע. החרסית והסיליקה הנישאים ברוח מלטשים אותו לגימור מבריק.
That being said, new research (Lingappa et al. 2021) has established that Desert Varnish (at least in some cases) is actually a residue of biological organisms. The organism is a Cyanobacteria in the genus Chroococcidiopsis, common in environments poor in organic nutrients (such a deserts). It is actually accumulating manganese and concentrating it on the rock surface. The clay and silica bearing wind polish it to a glossy finish.
באתר זה תוכלו לראות פטרוגליפים. המילה מגיעה מהקידומת היוונית 'פטרו-' שמשמעותה "אבן", ו"גלייפו" שמשמעותה "גילוף". פטרוגליפים אלה נוצרו באמצעות מספר טכניקות כולל חתך, חבטות, ניקור ושחיקה. הפטינה על הסלע הוסר כדי לחשוף את האבן המארחת הפנימית, הבהירה,. גילופים אלה תוארכו כבני כמה אלפי שנים.
At this site you will see Petroglyphs. The word comes from the Greek prefix ‘petro-‘ meaning "stone", and ‘glypho’ meaning “carve”. These petroglyphs were created using several techniques including incision, pounding, pecking and abrasion. The rock Patina was removed to reveal and expose the inner, light colored, host stone. These carvings have been dated to several millennia old.
References
Eisenberg-Degen, D. & S.A. Rosen. 2013. Chronological trends in Negev rock art: the Har Michia petroglyphs as a test case. Arts 2:225-252.
Lingappa, U.F., C.M. Yeager, A. Sharma, et al. 2021. An ecophysiological explanation for manganese enrichment in rock varnish. PNAS 118 (25): e2023188118.
Smith, B.J., P.A. Warke, & C.A. Moses, 2000. Limestone weathering in contemporary arid environments: a case study from southern Tunisia. Earth Surf. Process. Landforms 25:1343-1354.
Wikipedia Commons, 15 March 2022. Desert varnish. https://en.wikipedia.org/wiki/Desert_varnish
שאלות
1. בקואורדינטות האתר, פנו לכיוון צפון מזרח. הביטו בסלעים שלפניכם ועשו סיבוב איטי של 360 מעלות. מהם הצבעים של הסלעים ומה אתה מבחין שמייחד אותם? האם זה זה גם נכון בחתכי סלעים אחרים בהמשך השביל?
2. האם לכה מדברית היא תהליך פעיל? איך אתה יודע את זה?
3. התבוננו סביב על הסלעים השונים במעלה ובמורד השביל. האם אתם רואים חזזית (תרכובת של שני צמחים מיקרוסקופיים: חוטים פטרייתיים ותאי אצות) על סלעים כלשהם? למה אתה חושב שזה כך?
4. צלמו תמונה של חיה וסמל.
Questions
1. At the site coordinates, face NE. Look at the rocks in front of you and make a slow 360° turn. What colors are the rocks and what do you notice that is distinctive about them? Is this the same for other rock outcroppings further down the trail?
2. Is Desert Varnish an active process? How do you know this?
3. Look around a various rock outcroppings up and down the trail. Do you see lichen (a composite of two microscopic plants: fungal filaments and algae cells) on any rocks? Why do you think that is?
4. Take a photograph of an animal and a symbol.