THE EARTHCACHE:
The Earthcache is a small lesson of metamorphism that you may learn by a simple field work involving mere observation of the terrain, in this case the boulders of the breakwater that protect Palm Jumeirah from all sorts of marine and coastal storms.
Regardless of the deviation that coordinate may display, follow the bellow instructions to place you at the exact location where you should make your observations:
1) Cross the road at the nearby pedestrian Zebra heading to the ocean and access the gap between bollards to get closer to the wall that marks the boundary of the breakwater. Jump the wall and position yourself on top of the breakwater.
2) Immediately after you positioned yourself in the breakwater there is a first boulder. Skip this one and observe the second boulder that displays white incrustation of calcite. Once there you are at the GZ.
3) Check here the PHOTO SPOILER which will enlighten you further to find the GZ.
For a complete and valid logging task you ought to (1) post a photo in your log that unmistakably gives account of your presence at the site and (2) reply to the following questions via mail or message of my profile:
Q1 - Standing up facing the sea, and by looking at the boulder, assuming that the whitish bands are calc-silicified metasomatic manifestations, how do they occur here?
A) Occur with a crossed geometry with horizontal and vertical bands.
B) Occur with a sub horizontal banded geometry in veins of different thickness.
C) Occur with a vertical banded geometry with veins of similar thickness.
Q2 - Overall, the boulders of the breakwater have similar lithology (meaning, are the same type of rocks) or you can observe different lithologies in the boulders filling the breakwater?
Q3 - Complete the statement with the appropriate terms taken from the listing: The three agents of metamorphism are: lithostatic pressure or regional metamorphism, temperature or contact metamorphism, and ___________________ or _________________.
BRIEF THEORETICAL CONCEPTS:
METAMORPHISM is a concept that describes the way host rocks or previously existing rocks (photolyte rock) are transformed and reconfigured from a chemical, mineralogical and textural point of view. There are three types of metamorphism:
A) Via lithostatic pressure associated with the forced intrusion of an igneous body, which "pushed" and pressed the sediments upwards and in this case it`s named Regional Metamorphism;
B) Via temperature, or temperature contrast between the intrusive and host rock and it is called Contact Metamorphism;
C) Via Hydrothermalism due to flows of heated aqueous solutions that fill the fissures of the rock, and this is called Metasomatism.
METASOMATISM refers to the process whereby a pre-existing rock, whether igneous, sedimentary, or metamorphic, undergoes changes in its composition and mineralogy. These changes are associated with chemical reactions triggered by contact with fluids (metasomatic agents), which invade the protolith (i.e., the rock from which the formation of a new rock occurred) by forming intrusive veins, dikes or sills. On a macro scale, this process takes place in subduction zones. In these zones, the formation of hydrothermal vents in the oceanic crust and in the upper edges of the mantle triggers the movement of convex fluids causing metasomatism in the edges of the upper layer of the subduction zone.
On a much smaller scale, there may be important metasomatism phenomena when hydrothermalism occurs in the halos of metamorphism surrounding the intrusion of a granitic pluton. In this case, the heated igneous body works in a similar way as a domestic water heater that heats the fluids (usually water) existing in the magma, causing its ascension or hydrothermal circulation and its accommodation in the fragility/craks of the host rock. This water released by magma is quite rich in dissolved minerals and, as it cools, it interacts with the existing rock, changing its composition. This alteration that sometimes occurs by pressurization, or by the precipitation generated by the natural convection of the heated water that, as it cools, sinks, precipitates, carrying with it all the broth of dissolved minerals that end up filling the cracks (weaknesses) of the host rock. This can alter the feldspars that weather into clays, or may occur with filling these fissures with Quartz, but also Pyrite, Hematite, Calcite and even Silver and Gold.
img1
img 2
outline showing the metasomatic transition phases: img 1: a) thermal metasomatism only, b) thermal metasomatism and vein formation, c) thermal metasomatism, formation of mesh veins and fluid convection / Img2: Appearance of metasomatized rock with the characteristic banding silicified.
LOCAL GEOLOGICAL FRAMEWORK:
Palm Jumeirah breakwater does not provide factual evidence of the local Geology since Dubai’s Geology is mostly composed of non-coherent sediments stretched in the vast desert such as sand. Building nice and figurative artificial islands by dumping tons and tons of sand and rocks is closer to an anthropocentric approach where Dubai certainly has the lead and exerted influence in the neighbouring Emirates with construction of sophisticated, pompous and luxury artificial islands.
Rocky outcrops are not easy to find in Dubai at the near surface. The rocks of Palm Jumeirah were quarried from the Hajar mountains (1, 1/2hrs north) and are part of the Musandam formation in Oman and were formed by a continental collision near the Arabian–Eurasian convergent plate boundary more than 70-million years ago.
This formation has been subject to heat (metassomatism) and injection of hydrothermal veins (calcite and secondary hydro magnesite) associated with the emplacement of the Semail (UAE-Oman) Ophiolite aprox 90 M.a, which now form the Hajar mountains, running N-S along the east coast.
Ophiolite is a section of Earth's oceanic crust and the underlying upper mantle that has been uplifted and exposed, and often emplaced onto continental crustal rocks. This generates temperature gradients causing metamorphosis and suggests that the passage of seawater through hot basalt in the vicinity of ridges, dissolved and carried elements that precipitated when the heated seawater came into contact with cold seawater.
THE PALM JUMEIRAH, SOME FACTS:
The Palm Jumeirah, was developed by the local company Nakheel and soon enough was completed, followed by the Palm Jebel Ali and a third version with Palm Deira, each larger than the previous ones, not to mention two other structures such as World Islands and the Dubai Waterfront.
The construction of Palm Jumeirah began in 2001 and turned out to be so grand that its silhouette is visible from space. The builders of the Palm Jumeirah were skilled Engineers from the Nederlands, which is not insignificant, because from experience, they know what they do in this matter. It consists of a central trunk 450m wide and 2.4km long, ornamented by 17 fronds, making a structure measuring 5 km long x 5 km wide. The breakwater is 11 km long and 200mt wide, with a slope that descends to the ocean floor and can withstand swell up to 5.2mt high (1.7mt above the biggest wave recorded on this coast). Its triangular shape aims to slow down the speed of the swell and cause it to break 15-20mts before the breakwater. According to Nakkhel Roughly, 120 million cubic meters of sand had to be dredged and brought over from the bottom of the Persian Gulf 10 nautical miles from the islands. More than 7 million tons of rocks were mined from the UAE’s northern Hajar mountains and, if we line up all these materials, a 2.0mts high x 0,5mts thick wall would circle the world three times. Check here for a sketch of Palm Jumeirah breakwater.
Sources:
- Thermodynamic and Transport Properties of Silicate Melts and Magma, Charles E. Lesher, Frank J. Spera, in The Encyclopedia of Volcanoes (Second Edition), 2015 (https://magma.geol.ucsb.edu/papers/)
- Land in Water: The Study of Land, Reclamation and Artificial Islands, Formation in the UAE Coastal Zone: A Remote Sensing and GIS Perspective, P.Subralu, et al (https://www.mdpi.com/2073-445X/11/11/2024)
- https://en.wikipedia.org/wiki/Ophiolite
______________________________ / ____________________________
(P.S: the following is a translation in Arabic via google translate)
آلام الأرض:
إن مخبأ الأرض هو درس صغير عن التحول الذي قد تتعلمه من خلال عمل ميداني بسيط يتضمن مجرد مراقبة التضاريس، وفي هذه الحالة صخور كاسر الأمواج التي تحمي نخلة جميرا من جميع أنواع العواصف البحرية والساحلية.
بغض النظر عن الانحراف الذي قد يظهره هذا الإحداثي، اتبع التعليمات التالية لوضعك في الموقع المحدد الذي يجب أن تقوم فيه بملاحظاتك:
1) اعبر الطريق عند منطقة Zebra للمشاة القريبة متجهًا إلى المحيط وقم بالوصول إلى الفجوة بين الحواجز لتقترب من الجدار الذي يمثل حدود حاجز الأمواج. القفز على الحائط ووضع نفسك على رأس حاجز الأمواج.
2) مباشرة بعد وضع نفسك في حاجز الأمواج، توجد أول صخرة. تخطي هذا ولاحظ الصخرة الثانية التي تعرض قشرة بيضاء من الكالسيت. بمجرد وصولك إلى GZ.
3) حدد هنا PHOTO SPOILER الذي سيوضح لك المزيد للعثور على GZ.
للحصول على مهمة تسجيل كاملة وصالحة، يجب عليك (1) نشر صورة في السجل الخاص بك توضح بشكل لا لبس فيه وجودك في الموقع و (2) الرد على الأسئلة التالية عبر البريد أو رسالة ملفي الشخصي:
س1 - الوقوف في مواجهة البحر، والنظر إلى الصخرة، بافتراض أن الخطوط البيضاء هي مظاهر ميتوسوماتية متحجرة كلسية، كيف تحدث هنا.
أ) تحدث بهندسة متقاطعة ذات نطاقات أفقية ورأسية.
ب) تحدث بهندسة نطاقات فرعية أفقية في عروق ذات سماكات مختلفة.
ج) تحدث بهندسة ذات نطاقات عمودية مع عروق ذات سماكة مماثلة.
س2 - بشكل عام، صخور حاجز الأمواج لها خصائص حجرية متشابهة (بمعنى، هي نفس نوع الصخور) أو يمكنك ملاحظة خصائص صخرية مختلفة في الصخور التي تملأ كاسر الأمواج؟
س3 - أكمل العبارة بالمصطلحات المناسبة المأخوذة من القائمة: العوامل الثلاثة للتحول هي: الضغط الصخري أو التحول الإقليمي، ودرجة الحرارة أو التحول التلامسي، و______ أو _________________.
مختصر المفاهيم النظرية:
التحول هو مفهوم يصف الطريقة التي يتم بها تحويل وإعادة تشكيل الصخور المضيفة أو الصخور الموجودة سابقًا (الصخور الضوئية) من وجهة نظر كيميائية ومعدنية وتركيبية. هناك ثلاثة أنواع من التحول:
أ) عن طريق الضغط الحجري المرتبط بالتدخل القسري لجسم ناري، والذي "دفع" وضغط الرواسب إلى الأعلى وفي هذه الحالة يسمى التحول الإقليمي؛
ب) عن طريق درجة الحرارة، أو التباين الحراري بين الصخور الدخيلة والمضيفة ويسمى بالتحول التماسي؛
ج) عن طريق الحرارية المائية نتيجة لتدفق المحاليل المائية الساخنة التي تملأ شقوق الصخر، وهذا ما يسمى الميتاسوماتيزم.
ومن نتائج هذا النوع من التحول التحول القوي وخاصة التكوينات التي كانت في بيئة بحرية أي مغمورة. في هذه المناطق، قد يتم تسجيل تدفق حراري مكثف أدى إلى حدوث تغيرات قوية في الصخور المضيفة مع انتقال العناصر من وإلى الصخور المضيفة، في محيط نقطة الاتصال.
تشير عملية التحول إلى العملية التي تخضع بموجبها الصخور الموجودة مسبقًا، سواء كانت نارية أو رسوبية أو متحولة، لتغييرات في تركيبها ومعادنها. ترتبط هذه التغييرات بالتفاعلات الكيميائية الناتجة عن ملامسة السوائل (العوامل الميتاسوماتية)، التي تغزو البروتوليث (أي الصخرة التي حدث منها تكوين صخرة جديدة). على المستوى الكلي، تحدث هذه العملية في مناطق الاندساس. في هذه المناطق، يؤدي تكوين الفتحات الحرارية المائية في القشرة المحيطية وفي الحواف العلوية للوشاح إلى حركة الموائع المحدبة مسببة التحول الجسدي في حواف الطبقة العليا من منطقة الاندساس.
على نطاق أصغر بكثير، قد تكون هناك ظواهر تحولية مهمة عندما تحدث الحرارة المائية في هالات التحول المحيطة بتدخل بلوتون الجرانيت. في هذه الحالة، يعمل الجسم الناري المسخن بطريقة مشابهة لسخان المياه المنزلي الذي يقوم بتسخين السوائل (عادة الماء) الموجودة في الصهارة، مما يتسبب في صعودها أو دورانها الحراري المائي وبقائها في هشاشة/شقوق الصخور المضيفة. هذه المياه المنبعثة من الصهارة غنية جدًا بالمعادن الذائبة، وعندما تبرد، فإنها تتفاعل مع الصخور الموجودة، وتغير تركيبها. هذا التغيير الذي يحدث أحيانًا عن طريق الضغط، أو عن طريق الترسيب الناتج عن الحمل الطبيعي للمياه الساخنة التي عندما تبرد، تغوص وتترسب، حاملة معها كل مرق المعادن الذائبة التي تنتهي في نهاية المطاف إلى ملء الشقوق (نقاط الضعف) في الصخرة المضيفة. يمكن أن يغير هذا الفلسبار الذي يتحول إلى طين، أو قد يحدث عند ملء هذه الشقوق بالكوارتز، ولكن أيضًا بالبيريت والهيماتيت والكالسيت وحتى الفضة والذهب.
مخطط يوضح عبارات الانتقال المتحولة: أ) المتحولة الحرارية فقط، ب) المتحولة الحرارية وتكوين الوريد، ج) المتحولة الحرارية، تكوين الأوردة الشبكية والحمل الحراري للسوائل / Img2: ظهور الصخور المتحولة مع النطاقات المميزة السليكونية.
الإطار الجيولوجي المحلي:
لا يقدم كاسر الأمواج في نخلة جميرا دليلاً واقعيًا على الجيولوجيا المحلية نظرًا لأن جيولوجيا دبي تتكون في الغالب من رواسب غير متماسكة ممتدة في الصحراء الشاسعة مثل الرمال. إن بناء جزر اصطناعية جميلة ومجازية عن طريق إلقاء أطنان وأطنان من الرمال والصخور هو أقرب إلى نهج مركزي إنساني حيث تتمتع دبي بالتأكيد بالريادة والنفوذ في الإمارات المجاورة من خلال بناء جزر اصطناعية متطورة ومبهرة وفاخرة.
ليس من السهل العثور على النتوءات الصخرية في دبي على السطح القريب. تم استخراج صخور نخلة جميرا من جبال الحجر (ساعة ونصف شمالاً) وهي جزء من تكوين مسندم في عمان، وقد تشكلت نتيجة اصطدام قاري بالقرب من حدود الصفائح العربية الأوراسية المتقاربة منذ أكثر من 70 مليون سنة. .
تعرض هذا التكوين للحرارة (الانتقالية) وحقن الأوردة الحرارية المائية (الكالسيت والمغنسيت المائي الثانوي) المرتبطة بوضع سمائل (الإمارات العربية المتحدة وعمان) الأفيوليت حوالي 90 مليون سنة والتي تشكل الآن جبال الحجر التي تمتد من الشمال إلى الجنوب على طول الشرق ساحل.
الأفيوليت هو جزء من القشرة المحيطية للأرض والوشاح العلوي الأساسي الذي تم رفعه وكشفه، وغالبًا ما يتم وضعه على صخور القشرة القارية. ويولد هذا تدرجات في درجات الحرارة تسبب التحول، ويشير إلى أن مرور مياه البحر عبر البازلت الساخن بالقرب من التلال يذوب ويحمل العناصر التي تترسب عندما تتلامس مياه البحر الساخنة مع مياه البحر الباردة.
نخلة الجميرا، بعض الحقائق:
تم تطوير نخلة جميرا من قبل شركة نخيل المحلية وسرعان ما تم الانتهاء منها، تليها نخلة جبل علي ونسخة ثالثة مع نخلة ديرة، كل منها أكبر من سابقاتها، ناهيك عن مبنيين آخرين مثل جزر العالم و واجهة دبي البحرية.
بدأ بناء نخلة جميرا في عام 2001، وتبين أنها كانت كبيرة جدًا بحيث يمكن رؤية صورتها الظلية من الفضاء. بناة نخلة جميرا كانوا هولنديين، وهذا أمر لا يستهان به، لأنهم من خلال الخبرة يعرفون ما يفعلونه في هذا الشأن. ويتكون من جذع مركزي عرضه 450 متراً وطوله 2.4 كيلومتراً، ومزخرف بـ 17 سعفة، مما يشكل هيكلاً يبلغ طوله 5 كيلومترات طولاً × 5 كيلومترات عرضاً. ويبلغ طول كاسر الأمواج 11 كيلومترًا وعرضه 200 مترًا، مع منحدر ينحدر إلى قاع المحيط ويمكنه تحمل ارتفاع يصل إلى 5.2 مترًا وارتفاعه 1.7 مترًا فوق أكبر موجة مسجلة على هذا الساحل. ويهدف شكلها المثلث إلى إبطاء سرعة الانتفاخ وتسبب تكسرها قبل كاسر الأمواج بـ 15-20 متراً. ووفقاً لنخيل، كان لا بد من تجريف ما يقرب من 120 مليون متر مكعب من الرمال ونقلها من قاع الخليج الفارسي على بعد 10 أميال بحرية من الجزر. تم استخراج أكثر من 7 ملايين طن من الصخور من جبال الحجر شمال دولة الإمارات العربية المتحدة، وإذا جمعنا كل هذه المواد، فإن جدارًا بارتفاع 2 متر × 0.5 0.5 متر سميك سيدور حول العالم ثلاث مرات. تحقق هنا للحصول على رسم تخطيطي لحاجز الأمواج في نخلة جميرا.
مصادر:
- الخصائص الديناميكية الحرارية والنقل لذوبان السيليكات والصهارة، تشارلز إي. ليشر، فرانك جيه. سبيرا، في موسوعة البراكين (الإصدار الثاني)، 2015 (https://magma.geol.ucsb.edu/papers/)
- الأرض في الماء: دراسة الأراضي والاستصلاح والجزر الاصطناعية والتكوين في المنطقة الساحلية بدولة الإمارات العربية المتحدة: منظور الاستشعار عن بعد ونظم المعلومات الجغرافية، بي سوبرالو وآخرون (https://www.mdpi.com/2073-445X/ 11/11/2024)
- https://en.wikipedia.org/wiki/Ophiolite