פצחי בוץ

מתוך אנציקלופדיה, המכון למדעי כדור הארץ, האוניברסיטה העברית

קפיצה אל: ניווט, חיפוש

פצחי בוץ הינם סטרוקטורת ייבוש הנוצרת כתוצאה מייבוש פני שטח עשירים בסדימנט חרסיתי.



דרך היווצרותם:

פצחי הבוץ נוצרים על פני הקרקע כתוצאה מייבוש איטי של סדימנט בוצי אשר נחשף לכוחות השמש והרוח. את שכבות הבוץ מאפיין גודל גרגר העולה עם העומק. זאת כתוצאה משקיעה בשלוליות שהסדימנט הגיע אליהן באנרגיה גבוהה, אך שקע עם בהדרגה עם שוך הסערה, כאשר גרגרים גדולים שוקעים ראשונים וגרגירים קטנים שוקעים אחרונים.

הסידוק שיוצר את פצחי הבוץ מתפתח באופן שיטתי מהגבול התחתון של הבוץ לכיוון פני השטח החופשיים ולטרלית לכיוון הסדקים הסמוכים. כתוצאה מאיבוד נוזלים, נפח שכבות הבוץ יורד ונוצרים כוחות מתיחה המחולקים באופן שווה לטרלית ונחלשים עם העומק. שחרור המתיחה, יוצר דוגמאות אופייניות של סידוק פוליגונלי על פני שטח הסדימנט.

פגמים על פני השטח כמו עקבות של ציפורים, שבילים של חילזון וטיפות גשם יוצרים סידוק אשר נע מפני הקרקע כלפי מטה. יחד עם זאת, בהיעדר פגמים על פני השטח, הסידוק מתפתח מהבסיס של שכבות הבוץ כלפי מעלה (כלפי פני השטח החופשיים). לפגמים בגרגרים הקרובים לבסיס הפוליגון, השפעה קריטית (השפעה רבה יותר מאשר שינויי המתיחה הנוצרים עקב אובדן הלחות) על התפתחות ופיזור הסידוק. רוב הסדקים המתפתחים מהבסיס מתחילים מפגם ומתפתחים כלפי מעלה. דוגמאות לפגמים העשויים להוות טריגר להיווצרות סדק הם; מיקרו סדקים, חורים וגבולות גביש היוצרים צורה א-סימטרית של הגרגרים.

התקדמות הסידוק בעיקר אנכית, עד שהסידוק מגיע לפני השטח ומשחרר לחץ (מה שמקל על התפשטות אופקית). שלב ההתפשטות האופקית יוצר לעיתים קרובות סגמנטציה אופקית לאורך גבולות השכבה והסתעפות של הסידוק. סידוק זה מסתיים בדרך כלל כשהוא פוגש סידוק קודם לו, אותו איננו יכול לעבור.

בהסתכלות על מישור הסידוק ניתן לראות את מקור ההפרעה שממנה יצא הסידוק ,לעקוב אחר כיוון התפשטותו ולהסיק לגבי כיווני המאמצים העיקריים. התפשטות הסידוק באה לידי ביטוי על מישור הסידוק ב"סידוק נוצה" כאשר החלק התחתון של הנוצה, אשר בדרך כלל מסומנת בגומה קטנה, הוא הנק' ממנה התחיל הסידוק אשר והקו ממנו "יוצאות הנוצות" מבטא את כיוון התקדמות הסידוק. כיוון המישור עליו נחשף סידוק הנוצה ניצב למאמץ העיקרי 3σ (מתיחה). התקדמות הנוצה ,קרוב למקור הסדק, מקבילה למאמץ העיקרי 1σ (לחיצה) ומאונכת ל 2σ (מאמץ לחיצתי) . 1σ בדרך כלל ניצב לשיכוב. הרחק ממקור הסדק, ישנה התרחבות בעיקר רוחבית. במבט על מישור הסדק הלחץ האופקי יותר משמעותי (בשל ההתכווצות שנגרמת מההתייבשות) מאשר הלחץ שמפעילה עמודת הסדימנטים (הלחץ האנכי). לפיכך, 1σ ו2σ מחליפים כיוונים. הסתעפות וסגמנטציה לאורך הגבול של השכבה קשורים להחלפה זאת. על מנת שמשטר המתיחה יהיה מספיק עוצמתי ליצירת סידוק, עליו להגיע לרמת קריטית. הסידוק מוגבל על ידי אדהזיה בין השכבות היבשות והחומר בבסיס. הגבלה זאת גורמת להצטברות אנרגיה אלסטית, עד לרמה הקריטית. היכן שהמערך הפוליגונלי מאוד מפותח נוצרים עמודים פריזמתיים מרשימים על פני מספר סנטימטרים עד מטרים אשר מופרדים על ידי סידוק עמוק, ומחולקים לסטים משניים של סדקים. דורות צעירים יותר של פצחי בוץ עשויים לחלק פוליגונים לתת-פוליגונים. ככל שהסדימנט בעל גודל גרגר קטן יותר, עשיר בסמיקטיט והומוגני הצורה של הפוליגונים הנוצרים יותר מושלמת ( הסבר על צורה מושלמת בהמשך ) והקסגונלית.



פלאוגאוגרפיה:

פצחי בוץ משמשים כלי לשחזור פלאוגאוגרפי. הם מספקים עדות לאי התאמה ברצף הסלעים. פצחים מתפתחים בבוץ עשיר בחרסיות ולכן מעידים על השקעה באגן עם אנרגיית מים נמוכה כגון שלוליות , שולי אגמים או משטחי בוץ של גאות ושפל. הפצחים עשויים להעיד על שינוי אקלימי המלווה בהתייבשות הבוץ . שימור פצחי הבוץ עשוי להעיד על שינוי אקלימי נוסף אשר מלווה בהצפה מחדש וחידוש משטר ההשקעה. כתוצאה ממשטר ההשקעה המחודש הסדקים עשויים להתמלא על ידי סדימנט ולהישמר . פצחי הבוץ שנקברו עוברים בעומק ליתיפיקציה, ואם הם נחשפים בפני כדור הארץ הם בדרך כלל מתבלים יותר ממילוי הסדקים. לפיכך, פצחי בוץ מאובנים יראו לעיתים קרובות כתבליט של מילוי של הסדקים או תבליט ומילוי מאוחר יותר שלהם.

פצחי הבוץ בעלי מאפיינים גיאומטריים המשותפים להרבה סדקי התכווצויות אחרים, כגון סדקי התקררות בדייקים וסילים בזלתיים, סדקים אשר נוצרים באדמה קפואה ומיקרו-סדקים הנוצרים במהלך ייבוש שכבות דקות של חומרים שונים (כפי שניתן לראות הרבה פעמים בצבע שהתייבש בסדרי גודל יותר גדולים). ניתן להסיק מהמאפיינים הגיאומטריים מידע לגבי קצב הייבוש והרכב המים; ייבוש מהיר של הבוץ יוצר צפיפות נמוכה של פצחי בוץ לעומת ייבוש איטי שלו אשר יוצר צפיפות גבוהה של פצחי בוץ. הבדל זה עשוי להעיד האם פצחי הבוץ נוצרו בתנאי שמש או תנאי צל. הרכב המים עשוי להשפיע על עיקול פצחי הבוץ. פצחי בוץ הנוצרים כתוצאה מהתייבשות מים מתוקים נוטים להתעקל בשוליהם כלפי מעלה ויוצרים צורה דמויית צלוחית, בעוד שפצחי בוץ הנוצרים כתוצאה מהתייבשות מים מלוחים אינם מתעקלים מעלה או מטה בשוליהם אלא נותרים שטוחים (Kindle E. M , 1917) .



קלסיפיקציה של פצחי בוץ, המבוססת על: שלמות, אוריינטציה, צורה והרכב (Allen, J.R.L. , 1982):

• שלמות

פצחי בוץ מושלמים יוצרים רשת של סדקים מחוברים. חיבור הסדקים מתרחש כאשר סדקים בודדים מתחברים הדדית ויוצרים יחדיו סדק מתמשך. סדקי בוץ לא מושלמים בצורתם כאשר הסדקים אינם מתחברים אחד עם השני.

• צורה

סידוק אורתוגונלי . - בסידוק בעל אוריינטציה מועדפת, הסידוק בדרך כלל מושלם (יוצר רשת של סדקים מחוברים) ,הפוליגונים הנוצרים לא בעלי צורה פוליגונלית מושלמת ולעיתים נוצרות שורות של פוליגונים לא סימטריים. - בסידוק בעל אוריינטציה רנדומלית הסידוק איננו מושלם (לא יוצר רשת של סדקים מחוברים) ולפיכך לא נוצרים פוליגונים.

סידוק לא אורתוגונלי . - בסידוק לא מושלם, הסידוק עשוי ליצור נקודות משולשות בודדות מ-3 סדקים או יותר (ההופעה יותר שכיחה היא של 3 סדקים). - בסידוק מושלם עשויות להיווצר מגוון של צורות גיאומטריות .

• התעקלות פצחי הבוץ

התעקלות פצחי הבוץ מתרחשת במהלך השלבים האחרונים, בשלב איבוד הנוזלים שלהם. ההתעקלות בדרך כלל מתרחשת בשכבה החשופה העליונה של בוץ המשוכב בדקות. השכבה מתעקלת כאשר כתוצאה מאידוי המים מהסדינמט נפרדות השכבות במישורים שבין שכבה לשכבה. השכבה העליונה הרבה יותר חלשה ממקבץ השכבות תחתיה ולכן היא מתעקלת כאשר הנוזלים מתייבשים.



מקורות מידע :

1) .Allen, J.R.L., 1982, "Sedimentary Structures: Their Character and Physical Basis" (v. 2): Elsevier, Oxford, P. 593

2) .Gerard V. Middleton.,2006, Encyclopedia of Sediments and Sedimentary Rocks, P. 212-214

3) .Kindle, E. M., 1917, "Some Factors Affecting the Development of Mud-Cracks". Journal of Geology 25 (2), P. 135–144

4) Weinberger, R., 1999, "Initiation and growth of cracks during desiccation of stratified muddy sediments" Journal of Structural Geology 21 P. 379-386

5) Weinberger, R., 2001, "Evolution of polygonal patterns in stratified mud during desiccation: The role of flaw distribution and layer boundaries". Geological Society of America Bulletin 113, P. 20-31

כלים אישיים