تضم مدينة البتراء المدمرة العديد من الآثار الرائعة والمقابر والمحاجر والمعابد والسلالم والمسارح المدمرة التي بُنيت جميعها مباشرةً من الصخور الرملية، وخاصةً الأحجار الرملية من العصرين الكمبري والأوردوفيشي. ومنذ حوالي 2200 سنة مضت، نحت الأنباط (العرب القدماء الذين سكنوا شمال الجزيرة العربية) أكثر من 900 مبنى من الصخور الرسوبية، حيث كانوا على دراية بالخصائص الجمالية للصخور الرسوبية.
تظهر على جميع الآثار الصخرية في البتراء علامات التلف بسبب العوامل الجوية الناجمة عن المؤثرات الخارجية مثل الماء والرطوبة والملح. كما أدت الأنشطة البشرية المنشأ والمخاطر الطبيعية مثل الفيضانات والزلازل إلى تفاقم الوضع. يمكن رؤية آثار التجوية هذه في كل مكان في المدينة الصخرية. واليوم، تعد آثار البتراء الصخرية من بين أكثر الآثار المهددة بالانقراض في العالم. وفي عام 2007، تم اختيارها كواحدة من عجائب الدنيا السبع
عوامل التجوية التي تساهم في تدمير الآثار الصخرية
يصف التجوية تحلل الصخور الذي يحدث بشكل طبيعي وبالتالي يمثل عملية أساسية في تكوين التربة. وبالتالي فإن التجوية تسبب تغيرات في الخصائص الفيزيائية والكيميائية والمعدنية للصخور. يتم التعبير عن التغير في الصخور والرواسب في شكل تحوّل وتحلل وتدمير.
إن عوامل التجوية السائدة التي تسبب تحلل الآثار الصخرية هي الماء والملح والرطوبة.
وقد تبيّن أن التجوية بالملح هي أهم نشاط تجوية مضرّ ناجم عن الماء أو الرطوبة. وقد أظهرت نتائج التحقيقات أن جميع الأنواع الرئيسية لانفصال الصخور، مثل الترسب الكنتوري والتشقق والتحلل الحبيبي، ترتبط بوجود الأملاح.
الرياح هي عامل آخر من عوامل التجوية التي تؤثر على تحلل الآثار الصخرية. لا تتسبب الرياح في انهيار الحجارة. ومع ذلك، فهي تساهم بشكل كبير في تآكل الأحجار الرخوة وتبخر السوائل الملحية وحركتها عبر الصخور.
تتسبب درجات الحرارة المرتفعة في العديد من الآثار الصخرية في البتراء. فمعظم المعالم الأثرية الواقعة في الجنوب والغرب مكشوفة مباشرة للشمس، مثل المقبرة الحريرية. وتؤثر التقلبات الناجمة عن العزل المباشر والإجهاد الحراري المرتفع على الآثار وترجح هجوم المؤثرات الجوية. يوضح الشكل الأول الفرق في درجات حرارة سطح الصخور على مدار اليوم. يوضح الشكل الثاني متوسط معدلات التجوية لكل 100 عام.
هناك أيضاً علاقة قوية بين تأثيرات المياه والأضرار الناجمة عن الطقس. عند هطول الأمطار، تتدفق المياه الجارية على واجهات الآثار الصخرية. وقد تبين أن الآثار المواجهة للجنوب الغربي أكثر تأثراً بتأثير المياه بسبب هطول الأمطار من الآثار المواجهة للشمال الشرقي. إن تدفق المياه من العناصر المعمارية هو سمة من سمات العديد من الآثار في البتراء، حيث أن هطول الأمطار غالباً ما يتجاوز قدرة الرواسب الصخرية على امتصاص المياه. كما تتأثر المناطق السفلية من العديد من الآثار بزيادة الرطوبة.
عمليات الانهيار في الصخور فيما يتعلق بالانقطاعات الجيولوجية
الانقطاعات هي عبارة عن أسطح فاصلة في الصخور، مثل الواجهات بين أنواع مختلفة من الصخور، والانتقال بين الطبقات الرسوبية ذات التركيبات المختلفة، والشقوق والصدوع في الصخور. تمثل هذه المناطق نقاط ضعف في الصخور. حيث يمكن أن تتغلغل الرطوبة في الصخور.
تتميز الصخور في منطقة البتراء بشبكة مكثفة من الفواصل الناتجة عن الأحداث التكتونية السابقة في المنطقة. كما يمكن تمييز الأسطح الفاصلة في العديد من الآثار الصخرية. وقد أدت آليات الانهيار مثل الانزلاق المستوي أو الانزلاق المكاني أو الميل في بعض الحالات إلى أضرار تتراوح بين فقدان صخور صغيرة وانهيار هياكل كاملة.
وقد عانت العديد من الآثار من أضرار بسبب عمليات الفشل المرتبطة بالانقطاعات الجيولوجية، وخاصة الفواصل. يمكن رؤية هذه الفواصل في كل مكان في البتراء.
يمكن التمييز بين ثلاثة أنواع شائعة من عمليات الفشل عند الانقطاعات وهي الفشل المستوي والفشل على شكل إسفين والفشل المائل.
الفشل. يمكن ملاحظتها جميعاً في الآثار المنحوتة في الصخور في البتراء.
. الفشل المستوي
يصف الانهيار المستوي انزلاق كتلة صخرية على طول فاصل واحد. يكون المستوى الذي يحدث فيه الانزلاق موازياً أو موازياً تقريباً لسطح النصب التذكاري. يكون ميل سطح الكسر أصغر من ميل سطح النصب التذكاري.
يوضح الشكل انهيارًا ناتجًا عن انزلاق مستوٍ على طول شق.
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الفشل الوتدي
يصف الانهيار الإسفيني انزلاق كتلة صخرية على طول فاصلتين متقاطعتين. في البتراء، المجموعة الأكثر شيوعًا من هذه القواطع التي تؤدي إلى الفشل الإسفيني هي مجموعة من الوصلات.
يمكنك أن ترى هنا فقدان الكتل الصخرية على الحافة بسبب الانزلاق المكاني
. السقوط المتساقط
يصف الانهيار المتساقط سقوط صخرة مفصولة عن الكتلة الصخرية بفاصل مائل بشكل حاد، شريطة أن يكون مركز ثقل الصخرة خارج قاعدتها.
وقد دُمِّر الجزء الأيمن من هذا النصب القائم بذاته بسبب الميل عند شق منحدر بشدة.
استمتع بزيارتك لمدينة البتراء الصخرية! ألقِ نظرة عن كثب على الجدران الصخرية للمقابر الملكية ثم أجب عن الأسئلة التالية قبل تسجيل الدخول:
1. على أي من المقابر الملكية يمكنك التعرف على الفواصل والفواصل الكبيرة؟
2. اختر واحدة من المقابر الملكية ووصف بإيجاز عمليات الفشل التي يمكنك التعرف عليها فيها.
3. ما هي العوامل المناخية التي تساهم بشكل خاص في اضمحلال المقبرة الحريرية وكيف يمكنك التعرف على ذلك؟
4. التقط صورة لك أو لشيء شخصي على المقبرة الحريرية وأرفقها بسجلك!
أرسل لي بريداً إلكترونياً بإجاباتك! بعد إرسال الإجابات يمكنك التسجيل على الفور. إذا كان هناك خطأ ما، سأتصل بك. لست بحاجة إلى انتظار إصدار السجل! استمتع في هذه الرحلة الجيولوجية الاستكشافية!
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The ruined city of Petra includes many impressive monuments, tombs, quarries, temples, staircases and theatres, all built directly from sandstone rocks, especially sandstones from the Cambrian and Ordovician periods. About 2200 years ago, the Nabataeans (ancient Arab people who inhabited northern Arabia) had carved more than 900 buildings out of sedimentary rock, as they were aware of the aesthetic properties of sedimentary rock.
All the rock monuments in Petra show signs of damage due to weathering caused by external influences such as water, moisture and salt. Anthropogenic activities, natural hazards such as floods and earthquakes have also aggravated the situation. These traces of weathering can be seen everywhere in the rock city. Today, the rock monuments of Petra are among the most endangered monuments in the world. In 2007, they were voted one of the Seven Wonders of the World.
Weathering factors that contribute to the destruction of rock monuments
Weathering describes the decomposition of rock, which occurs naturally and thus represents a fundamental process in the formation of soil. Weathering thus causes changes in the physical, chemical and mineralogical properties of rock. The change in rocks and sediments is expressed in the form of transformation, decomposition and destruction.
The predominant weathering factors that cause the decay of rock-cut monuments are water, salt and moisture.
Salt weathering has been found to be the most important and damaging weathering activity caused by water or moisture. The results of investigations have shown that all major types of rock separation, such as contour deposition, spalling and granular decomposition, are associated with the presence of salts.
Wind is another weathering factor that influences the decay of rock-cut monuments. Wind does not cause the collapse of stones. However, it does contribute significantly to the erosion of loose stones and the evaporation of salt liquids and their movement through the rock.
High temperatures are induced at many of the rock monuments in Petra. Most of the monuments located in the south and west are directly exposed to the sun, for example the Silk Tomb. Fluctuations due to direct insulation and high temperature stress affect the monuments and favour the attack of weather influences. The figure shows the difference in rock surface temperatures over the course of the day. The second figure shows the average weathering rates per 100 years.
There is also a strong correlation between the effects of water and weather damage. When it rains, run-off water flows over the facades of the rock monuments. It was found that the south-west facing monuments are more affected by water impact due to precipitation than the north-east facing monuments. Water flowing from architectural elements is a feature of many monuments in Petra, as rainfall often exceeds the water absorption capacity of the rock sediments. The lower areas of many monuments are also affected by increased humidity.
Failure processes in rocks in connection with geological discontinuities
Discontinuities are separating surfaces in rocks, such as interfaces between different types of rock, the transition between differently structured sedimentary layers, fissures and crevices in the rock. These areas represent weak points in the rock. This is where moisture can penetrate into the rock.
The rocks in the Petra region are characterised by an intensive network of partitions resulting from earlier tectonic events in the region. Separation surfaces are also recognisable on many rock monuments. Failure mechanisms such as planar sliding, spatial sliding or tilting have in some cases already led to damage ranging from the loss of small boulders to the collapse of entire structures.
Many monuments have suffered damage due to failure processes associated with geological discontinuities, especially joints. Such joints can be seen everywhere in Petra.
Three common types of failure processes at discontinuities can be distinguished, namely plane, wedge-shaped and tilting failure.
failure. They can all be observed at the rock-cut monuments in Petra.
1. Plane failure
In-plane failure describes the sliding of a rock mass along a single discontinuity. The plane on which the sliding occurs is parallel or nearly parallel to the surface of the monument. The inclination of the fracture surface is smaller than the inclination of the surface of the monument.
The figure shows a collapse due to planar sliding along a cleft.
2. Wedge failure
Wedge failure describes the sliding of a rock mass along two intersecting discontinuities. In Petra, the most common combination of such discontinuities that leads to wedge failures is that of two joints.
Here you can see the loss of rock blocks on the ledge due to spatial sliding.
3. Toppling failure
Toppling failure describes the fall of a boulder that is separated from the rock mass by a steeply inclined discontinuity, provided that the centre of gravity of the boulder lies outside its base.
The right part of this freestanding monument was destroyed by tilting at a steeply dipping cleft.
Enjoy your visit to the rock city of Petra! Take a close look at the rock walls of the royal tombs and then answer the following questions before logging:
1. On which of the royal tombs can you recognise larger joints and partitions?
2. Choose one of the royal tombs and briefly describe which failure processes you can recognise in it.
3. Which weather factors contribute in particular to the decay of the silk tomb and how can you recognise this?
4. Take a photo of yourself or a personal item on the silk tomb and attach it to your log!
Send me an email with your answers! After sending the answers you can log right away. If something is wrong, I will contact you. You don't need to wait for the log release! Have fun on this geological journey of discovery!
Die Ruinenstadt Petra umfasst viele beeindruckende Denkmäler, Gräber, Steinbrüche, Tempel, Treppen und Theater, die alle direkt aus Sandsteinfelsen, insbesondere Sandsteinen aus dem Kambrium und Ordovizium, errichtet wurden. Vor etwa 2200 Jahren hatten die Nabatäer (altes arabisches Volk, das Nordarabien bewohnte) mehr als 900 Gebäude aus Sedimentgestein geschnitzt, da sie sich der ästhetischen Eigenschaften von Sedimentgestein bewusst waren.
Alle Felsmonumente in Petra weisen Schäden durch Verwitterung, aufgrund äußerer Einflüsse wie Wasser, Feuchtigkeit und Salz auf. Auch anthropogene Aktivitäten, Naturgefahren wie Überschwemmungen und Erdbeben haben die Situation verschlimmert. Diese Spuren der Verwitterung sind in der Felsenstadt überall zu sehen. Die Felsdenkmäler von Petra gehören heute zu den am stärksten gefährdeten Denkmälern der Welt. Im Jahr 2007 wurden sie zu einem der sieben Weltwunder gewählt.
Verwitterungsfaktoren die zur Zerstörung der Felsendenkmäler beitragen
Die Verwitterung beschreibt die Zersetzung von Gestein, die auf natürliche Art und Weise geschieht und damit einen grundlegenden Prozess der Entstehung des Bodens darstellt. Somit sorgt die Verwitterung für die Veränderung der physikalischen, chemischen und mineralogischen Eigenschaften von Gestein. Die Veränderung der Gesteine und Sedimente drückt sich in Form von Umwandlungen, Zersetzungen und Zerstörungen aus.
Die vorherrschenden Witterungsfaktoren, die den Verfall der in den Fels gehauenen Denkmäler verursachen, sind Wasser, Salz und Feuchtigkeit.
Es wurde festgestellt, dass Salzverwitterung die wichtigste und schädlichste durch Wasser oder Feuchtigkeit verursachte Verwitterungsaktivität ist. Die Ergebnisse von Untersuchungen haben gezeigt, dass alle wichtigen Arten der Gesteinstrennung, wie Konturablagerungen, Abplatzungen und körnige Zersetzung, mit dem Vorhandensein von Salzen verbunden sind.
Wind ist ein weiterer Verwitterungsfaktor ist, der den Verfall der in den Fels gehauenen Denkmäler beeinflusst. Der Wind verursacht nicht den Einsturz von Steinen. Dennoch trägt er erheblich zur Erosion loser Steine sowie zur Verdunstung von Salzflüssigkeiten bei.
An vielen Felsdenkmälern in Petra werden hohe Temperaturbelastungen induziert. Meist sind die im Süden und Westen gelegenen Denkmäler direkt der Sonne ausgesetzt, beispielsweise das Seidengrab. Schwankungen durch direkte Isolierung und hohe Temperaturbelastung beeinträchtigen die Denkmale und begünstigen den Angriff von Witterungseinflüssen. Die erste Abbildung zeigt die Differenz der Gesteinsoberflächentemperaturen im Tagesverlauf. Auf der zweiten Abbildung sieht man die durchschnittlichen Verwitterungsraten pro 100 Jahre.
Auch besteht ein starker Zusammenhang zwischen Wassereinwirkung und Witterungsschäden. Bei Regen fließt abfließendes Wasser über die Fassaden der Felsdenkmäler. Es wurde festgestellt, dass die von Süden nach Westen ausgerichteten Denkmäler stärker von Wassereinwirkungen aufgrund von Niederschlägen beeinflusst werden als die von Norden nach Osten ausgerichteten Denkmäler. Aus architektonischen Elementen fließendes Wasser ist ein Merkmal vieler Denkmäler in Petra, da der Niederschlag oft die Wasseraufnahmekapazität der Gesteinssedimente übersteigt. Auch die unteren Bereiche vieler Denkmäler sind von erhöhter Luftfeuchtigkeit betroffen.
Versagensprozesse im im Gestein im Zusammenhang mit geologischen Diskontinuitäten
Diskontinuitäten sind Trennflächen in Gesteinen, wie Grenzflächen zwischen verschiedenen Gesteinsarten, der Übergang zwischen unterschiedlich aufgebauten Sedimentschichten, Spalten und Klüfte im Gestein. Diese Bereiche stellen Schwachstellen im Gestein dar. Hier kann bevorzugt Feuchtigkeit in das Gestein eindringen.
Charakteristisch für die Gesteine in der Petra-Region ist ein intensives Trennflächennetzwerk, das aus früheren tektonischen Geschehen in der Region resultierte. Auch an vielen Felsmonumenten sind Trennflächen erkennbar. Versagensmechanismen wie ebenes Gleiten, räumliches Gleiten oder Kippen haben teilweise schon zu Schäden geführt, die vom Verlust kleinerer Felsblöcke bis hin zum Einsturz ganzer Bauwerke reichen.
Viele Denkmäler haben Schäden erlitten durch Versagensprozesse im Zusammenhang mit geologischen Diskontinuitäten, insbesondere Fugen. Solche Fugen sieht man überall in Petra.
Drei gängige Arten von Versagensprozessen an Diskontinuitäten können unterschieden werden, nämlich ebenes, keilförmiges und kippendes
Versagen. Sie alle lassen sich an den Felsmonumenten Monumenten in Petra beobachten.
1. Ebenes Versagen
Versagen in der Ebene beschreibt das Gleiten einer Gesteinsmasse entlang einer einzigen Diskontinuität. Die Ebene, auf der das Gleiten auftritt, verläuft parallel oder fast parallel zur Oberfläche des Denkmals. Die Neigung der Bruchfläche ist kleiner als die Neigung der Oberfläche des Denkmals.
Die Abbildung zeigt einen Einsturz infolge ebenen Gleitens entlang einer Kluft.
2. Keilversagen
Keilversagen beschreibt das Gleiten einer Gesteinsmasse entlang zwei sich schneidender Diskontinuitäten. In Petra ist die häufigste Kombination solcher Diskontinuitäten, die zu Keilbrüchen führt, die von zwei Fugen.
Hier sieht man den Verlust von Gesteinsblöcken am Sims infolge räumlichen Gleitens.
3. Umsturzversagen
Kippversagen beschreibt den Fall eines Felsblocks, der von der Felsmasse durch eine steil geneigte Diskontinuität von der Gesteinsmasse getrennt wird, sofern der Schwerpunkt des Blocks außerhalb seiner Basis liegt.
Der rechte Teil dieses freistehenden Monumentes wurde durch Kippen an einer steil einfallenden Kluft zerstört.
Genießt euren Besuch in der Felsenstadt Petra! Schaut euch die Gesteinswände der Königsgräber genau an und beantwortet dann bitte vor dem Loggen folgende Fragen:
1. An welchen der Königsgräbern könnt ihr größere Fugen und Trennflächen erkennen?
2. Wählt euch eines der Königsgräber aus und beschreibt kurz, welche Versagensprozesse ihr an diesem erkennen könnt.
3. Welche Witterungsfaktoren tragen besonders zum Zerfall des Seidengrabes bei und woran erkennt ihr das?
4. Macht ein Foto von euch oder einem persönlichen Gegenstand am Seidengrab und fügt es eurem Log bei!
Schickt eine Mail mit euren Antworten an mich! Nach dem Absenden der Antworten könnt ihr gleich loggen. Falls etwas nicht in Ordnung ist, melde ich mich. Ihr braucht nicht die Logfreigabe abwarten! Ich wünsche euch viel Spaß bei dieser geologischen Entdeckungsreise!
Quellen: Ravi Panwar: "Petra Jordan: Eine Welterbestätte in Gefahr", mediatum.ub.tum.de, wikipedia, www.stone.rwth-aachen.de/zdgg.pdf