כל סלע מספר סיפור
שלוש משפחות של סלעים, מחזור אינסופי, ומה הסלעים שמתחתינו מגלים על ישראל
סלעים ומינרלים: אבני הבניין של הגאוספרה
שלוש קבוצות הסלעים: מאיפה בא כל סלע?
הדרך הטובה ביותר להבין את שלוש קבוצות הסלעים היא להתחיל בשאלה: מה היה צריך לקרות כדי ליצור כל סלע? התשובה לשאלה הזו מגדירה את הקבוצה.
שלוש קבוצות הסלעים
| קבוצה | שם בעברית | כיצד נוצרת | מאפיינים | דוגמאות |
|---|---|---|---|---|
| סלעי יסוד (פרץ/תהום) | סלעי מרתף / סלעי ראשית | ממגמה או לבה שהתקררה והתמצקה | לרוב קשים, בעלי גבישים, אינם מכילים מאובנים | בזלת (פרץ - מלבה מהירה), גרניט (תהום - ממגמה איטית) |
| סלעי משקע | סלעי שכבה / סלעי אגירה | משכבות חומר שהושקעו והתגבשו לאורך זמן | מופיעים בשכבות, עשויים להכיל מאובנים | גיר, אבן חול, חרסית, צור, מלח גס |
| סלעי תמורה | סלעי מטמורפוזה | מסלע קיים שהשתנה בחום ולחץ גבוהים בלי להינמס לחלוטין | בדרך כלל קשים מהמקור, בעלי מבנה מסודר | שיש (מגיר), קוורציט (מאבן חול) |
* שם הקבוצה מתאר את הצורה: 'יסוד' = נוצר ממגמה שהיא יסוד האדמה; 'משקע' = שכבות שהושקעו; 'תמורה' = שינוי (תמורה) בחום ולחץ.
סלעי יסוד: ממגמה לסלע
סלעי יסוד נוצרים כאשר מגמה (ממעמקי האדמה) או לבה (על פני השטח) מתקררת ומתמצקת. כיצד ניתן להבדיל בין שני הסוגים? התשובה: לפי מהירות ההתקררות.
שני סוגי סלעי יסוד: גרניט ובזלת
גרניט - סלע תהום
נוצר מ: מגמה שהתקררה לאט מאוד בתוך האדמה. מראה: גבישים גדולים הנראים לעין (כי היה זמן להתגבש). צבע: בדרך כלל בהיר עם נקודות צבעוניות. שימוש: חומר בנייה פופולרי לדלפקים ולאנדרטאות.
בזלת - סלע פרץ
נוצר מ: לבה שהתקררה מהר על פני השטח. מראה: גבישים קטנים מאוד, כמעט בלתי נראים (כי ההתקררות הייתה מהירה). צבע: כהה, שחור-אפור. נוכחות בישראל: מרכיב עיקרי של רמת הגולן.
כלל-אצבע פשוט לסלעי יסוד: גרניט = גבישים גדולים = התקרר לאט = בתוך האדמה. בזלת = גבישים קטנים = התקרר מהר = על פני השטח. מהירות ההתקררות קובעת את גודל הגבישים.
סלעי משקע: ספר ההיסטוריה של כדור הארץ
סלעי משקע נוצרים כאשר חלקיקים קטנים, שברי סלע, שאריות של יצורים חיים, או מינרלים מומסים, מושקעים בשכבות ולחוצים יחד לאורך מיליוני שנים. כל שכבה היא כמו עמוד בספר ההיסטוריה של כדור הארץ.
סלעי משקע נפוצים ומה הם מספרים
גיר (קירטון)
נוצר ממעטפות ושלדים של יצורים ימיים זעירים (כמו פורמינפרה) שצללו לקרקעית הים ונערמו. רוב הרי ישראל בנויים מגיר, שנוצר כשישראל הייתה מכוסה בים רדוד לפני כ-100 מיליון שנה.
אבן חול
נוצרת מחול שנסחף על ידי נהרות או רוח, הושקע ולוחץ. אבן חול אדומה-חומה נמצאת בנגב ובפטרה שבירדן.
חרסית
נוצרת מחלקיקים דקים מאוד שהושקעו בסביבה ימית. נפוצה בעמקים. חרסית יכולה לספוג מים ולהפוך לרכה ולא יציבה.
מלח (הליט)
נוצר מאידוי של מים מלוחים. בתחתית ים המלח ובסביבתו יש שכבות עבות של מלח גס, שנוצרו כשים המלח היה רדוד יותר והתאדה.
מאובנים: חלון אל העבר
אחת התכונות הייחודיות ביותר של סלעי משקע היא שהם עשויים להכיל מאובנים. מאובנים הם שרידים של יצורים חיים מהעבר שנשתמרו בתוך הסלע. הם מספרים לנו לא רק מי חי כאן בעבר, אלא גם איזה אקלים שרר, מה הייתה צורת הסביבה, ומאפשרים לתארך שכבות.
כיצד נוצר מאובן?
לרוב, יצורים מתים ומתפרקים לחלוטין. אז כיצד חלקם נשמרים כמאובנים?
כדי שיצור יהפוך למאובן, נדרשים מספר תנאים: ראשית, קבורה מהירה בתוך שכבות חול, בוץ או חרסית, לפני שהגוף מתפרק. שנית, תנאים מתאימים: סביבה ימית שקטה, ביצה, או חול מדברי מאפשרים שימור. לאורך הזמן, מינרלים מחליפים את החומר האורגני המקורי, ומה שנשאר הוא עותק מינרלי מדויק של היצור המקורי.
לא כל יצור הופך למאובן. יצורים עם שלד קשה (כמו צדפות, עצמות, שיניים) נשמרים הרבה יותר בקלות מיצורים רכים. לכן רוב המאובנים שאנחנו מוצאים הם של יצורים בעלי שלד.
בישראל, בגלל שרוב הסלעים הם גיר שנוצר בים, ניתן למצוא מאובנים של יצורים ימיים בהרבה מקומות, כמו בהרי ירושלים ובנגב.
סלעי תמורה: הסלע שהתחנך מחדש
סלעי תמורה הם סלעים שהיו קיימים בצורה אחת, ואז נחשפו לחום ולחץ גבוהים כל כך עד שמינרליהם שינו את מבנם, אבל הסלע לא נמס לחלוטין. זה שינוי שמשאיר את הסלע מוצק, אבל הופך אותו לחזק ומסודר יותר.
דוגמאות לסלעי תמורה ומה הם היו לפני
שיש - המקור: גיר
גיר שנחשף לחום ולחץ גבוהים הופך לשיש. השיש קשה וצבעוני יותר מהגיר המקורי, ומשמש לפסלים ולאדריכלות (כמו הפרתנון ביוון). כל שיש היה בעבר גיר.
קוורציט - המקור: אבן חול
אבן חול שנחשפה לחום ולחץ הופכת לקוורציט, סלע קשה מאוד שקשה לשבור. חול שנדחס יחד ואז עבר שינוי הופך לאחד הסלעים הקשים ביותר.
מחזור הסלעים: מערכת אחת שלמה
אחת הרעיונות הגדולים במדעי כדור הארץ הוא שהסלעים אינם קבועים לנצח. כל סלע יכול להפוך לסוג אחר בתנאים מתאימים. אותו חומר עובר שוב ושוב בין שלוש הקבוצות, במחזור שנקרא מחזור הסלעים.
←←←
כיצד פועל מחזור הסלעים?
מחזור הסלעים הוא מערכת שבה אותו חומר עובר בין שלוש הקבוצות שוב ושוב. כיצד ניתן לעקוב אחרי 'מסלול' של סלע?
1. מגמה עולה ומתמצקת: מגמה שמגיעה לפני השטח (לבה) מתקררת ויוצרת סלע יסוד כמו בזלת.
2. שחיקה ושקיעה: בזלת נחשפת לאוויר ומים, מתבלה לחלקיקים, שנסחפים על ידי גשם ונהרות אל הים או עמק. שם הם מושקעים ולחוצים לאורך מיליוני שנים ויוצרים סלע משקע.
3. חום ולחץ: כשסלע משקע נקבר עמוק (בגלל תנועת לוחות) ונחשף לחום ולחץ גבוהים, הוא הופך לסלע תמורה.
4. נמיסה: אם הסלע יורד עמוק מספיק, הוא נמס חזרה למגמה. והמחזור מתחיל מחדש.
מחזור הסלעים הוא מעגל סגור. אין 'התחלה' ואין 'סוף', כמו מחזור המים. כל שלב תלוי בשלב הקודם ומוביל לבא. זו מערכת אחת שלמה שמופעלת בידי שני כוחות: חום הפנים (מניע את הגעש ותנועת הלוחות) ואנרגיית השמש (שמניעה בליה ושקיעה).
המחשה אינטראקטיבית: מחזור הסלעים
שלבים במחזור הסלעים
| מעבר | מה קורה | כמה זמן לוקח |
|---|---|---|
| מגמה ← סלע יסוד | לבה מתקררת ומתמצקת; ממגמה עמוקה יוצא גרניט | אלפים עד מאות אלפי שנים |
| סלע ← שחיקה ← שקיעה ← סלע משקע | סלע מתבלה לחלקיקים, שנסחפים ומושקעים ומתמצקים | מיליוני שנים |
| סלע ← חום ולחץ ← סלע תמורה | סלע נקבר עמוק ונחשף לחום ולחץ, משנה מבנה | עשרות עד מאות מיליוני שנים |
| סלע ← נמיסה ← מגמה | סלע יורד לעומק ונמס חזרה למגמה | מיליוני שנים |
* מחזור הסלעים הוא אחד האיטיים ביותר בטבע. בוץ שהושקע היום עשוי להפוך לסלע תמורה בעוד מיליארד שנה.
סלעים בנוף ישראל: ספר גיאולוגי פתוח
הנוף הישראלי הוא ספר גיאולוגי פתוח. כל אזור בנוי מסלעים שמספרים היסטוריה שונה מאוד מזו של האזורים השכנים. שלוש הקבוצות כולן מיוצגות.
הרי ירושלים והגליל: גיר
רוב ההרים המרכזיים של ישראל, כולל הרי ירושלים והגליל, בנויים מסלעי גיר (קירטון). הגיר נוצר לפני כ-100-70 מיליון שנה, כשישראל הייתה מכוסה בים רדוד. שאריות יצורים ימיים נערמו לשכבות עבות ונלחצו לגיר. אבני הבנייה הלבנות של ירושלים הן גיר מקומי.
רמת הגולן: בזלת
רמת הגולן בנויה בעיקר בזלת, סלע יסוד כהה. הבזלת נוצרה מלבה שנשפכה לפני כ-1-3 מיליון שנה, כשפעילות געשית ניכרת פקדה את הצפון. שדות הבזלת הפוריים של הגולן נותנים אדמה עשירה ומיוחדת לגידולים.
נגב ואילת: גיוון גדול
הנגב מגוון גיאולוגית: אבן חול אדומה-חומה, גיר, סלעי יסוד עתיקים מאוד (גרניט ודיוריט) ליד אילת, וסלעי תמורה. הרי אילת בנויים חלקית מסלעים בני מיליארדי שנים, מהעתיקים ביותר בישראל.
זמן גיאולוגי: היסטוריה בסדר גודל של מיליארדים
כדי לדבר על תולדות הסלעים, צריך לדבר על זמן בסדר גודל שקשה לתפוס. כדור הארץ נוצר לפני כ-4.6 מיליארד שנה. החיים המורכבים הראשונים הופיעו לפני כ-600 מיליון שנה. כדי להבין כמה זמן זה, גיאולוגים חולקים את ההיסטוריה לעידנים גיאולוגיים.
עידנים גיאולוגיים עיקריים
| עידן | לפני כמה שנים | מה קרה בו |
|---|---|---|
| פרקמבריון | 4,600 - 541 מיליון שנה | יצירת כדור הארץ, הופעת חיים חד-תאיים, ואחר כך רב-תאיים |
| פלאוזואיקון (העתיק) | 541 - 252 מיליון שנה | פיצוץ קמבריון, ים שכיסה ישראל, ראשוני היצורים הגדולים |
| מזוזואיקון (האמצעי) | 252 - 66 מיליון שנה | עידן הדינוזאורים, ים שכיסה את ישראל (שכבות הגיר שלנו נוצרו!) |
| קנוזואיקון (החדש) | 66 מיליון שנה עד היום | עם חלוף הדינוזאורים, עידן היונקים, הרי הגולן, הבקע הסורי-אפריקני |
* חלק גדול מסלעי הגיר החשופים בישראל נוצר בסוף המזוזואיקון. הגיר של הרי ירושלים נוצר בתקופת הקרטיקון (לפני 145-66 מיליון שנה), כשאזור ישראל היה מכוסה ים רדוד עשיר ביצורים ימיים.
כיצד מתארכים סלעים? שלוש שיטות
אחד האתגרים הגדולים בגיאולוגיה הוא לקבוע את גיל הסלעים. לא ניתן לשאול את הסלע מתי נוצר, אך ישנן שיטות מדעיות אמינות.
שלוש שיטות לתארוך סלעים
תארוך לפי שכבות (סטרטיגרפיה)
עיקרון פשוט: שכבה תחתונה ישנה יותר משכבה עליה. כשחופרים ומוצאים שכבות, אפשר לסדר אותן כרונולוגית. בתוספת ידע על קצב ההשקעה, ניתן לאמוד גיל.
תארוך לפי מאובנים
מינים שונים חיו בתקופות שונות. כשמוצאים מאובן שמינו ידוע, ניתן לתארך את הסלע שסביבו לפי התקופה שבה חי אותו מין. כך מאובן של דינוזאור מגביל את הסלע לעידן שבו חיו הדינוזאורים.
תארוך רדיואקטיבי
יסודות רדיואקטיביים (כמו אורניום) מתפרקים בקצב קבוע לתוצרים מוכרים. מדידת יחס בין היסוד המקורי לתוצרי הפירוק מאפשרת חישוב הגיל במדויק. שיטה זו עובדת לגילים של מיליוני עד מיליארדי שנים.
תארוך פחמן-14
מתאים לחומרים אורגניים עד גיל של כ-50,000 שנה. פחמן-14 רדיואקטיבי נקלט בגופות יצורים חיים, ולאחר המוות הוא מתפרק בקצב קבוע. מדידת הכמות שנותרה מאפשרת תארוך מדויק.
שאלות לחשיבה
שאלה לחשיבה
מהן שלוש קבוצות הסלעים, ומה ההבדל בין גרניט לבזלת, אם שניהם סלעי יסוד?
שלוש הקבוצות: סלעי יסוד (ממגמה/לבה), סלעי משקע (משכבות שהושקעו), סלעי תמורה (מסלע שהשתנה בחום ולחץ). גרניט ובזלת שניהם סלעי יסוד, אך שונים: גרניט נוצר ממגמה שהתקררה לאט בתוך האדמה, ולכן יש לו גבישים גדולים. בזלת נוצרת מלבה שהתקררה מהר על פני השטח, ולכן יש לה גבישים קטנים מאוד. מהירות ההתקררות קובעת את גודל הגבישים.
יסוד = מהתקררות (גרניט=לאט/תהום, בזלת=מהר/פרץ), משקע=משכבות, תמורה=משינוי בחום ולחץ.
שאלה לחשיבה
מדוע ניתן למצוא מאובנים של יצורים ימיים בהרי ירושלים, שנמצאים כיום בגובה של יותר מ-700 מטר מעל הים?
הסיבה: הרי ירושלים בנויים מגיר, שנוצר לפני כ-100-70 מיליון שנה כשהאזור היה מכוסה ים רדוד. שאריות יצורים ימיים נערמו לשכבות עבות בקרקעית הים. לאורך מיליוני שנים, תנועת הלוחות הרימה את האזור וחשפה את הסלעים. כך מאובנים של יצורים ימיים שחיו בים נמצאים היום בהר. זה ממחיש שהנוף שאנחנו רואים אינו מה שתמיד היה.
גיר של ים + תנועת לוחות שהרימה הרים = מאובנים ימיים בהר.
שאלה לחשיבה
מדוע מחזור הסלעים נחשב למערכת אחת שלמה ולא לתהליכים נפרדים? הסבירו בדוגמה.
כי כל שלב תלוי בשלב הקודם ומוביל לבא, ואותו חומר עובר שוב ושוב בין שלוש הקבוצות. לדוגמה: לבה מהרי הגולן מתמצקת לבזלת (סלע יסוד). הבזלת מתבלה לחלקיקים שנסחפים לכנרת ומושקעים כסלע משקע. אם תנועת לוחות תקבור את הסלע עמוק, הוא יכול לעבור תמורה ולהפוך לסלע תמורה, ובסוף אולי לנמס חזרה למגמה. הכול מחובר במעגל אחד.
מחזור הסלעים הוא מעגל סגור: אותו חומר, שלוש צורות, מחזוריות אין-סופית.
שאלה לחשיבה
גיאולוגית מוצאת שכבת גיר עם מאובנים של יצורים ימיים. מה היא יכולה להסיק על האזור?
ראשית, גיר הוא סלע משקע ימי, ולכן האזור היה מכוסה ים בזמן היווצרות השכבה. שנית, סוג היצורים הימיים מקבע את זמן ההיווצרות לעידן מסוים, לפי התקופה שבה אותם יצורים חיו. שלישית, השכבה חשופה היום, כלומר תנועת לוחות או תהליכי שחיקה חשפו אותה. כך שכבת גיר אחת מספרת שלוש עובדות: ים, זמן, ושינוי.
סלע = ראיה; כל תכונה שלו מספרת על התנאים שבהם נוצר.
מושגי מפתח: הסלעים ומחזורם
ארבע נקודות מפתח:
- שלוש קבוצות: יסוד (מגמה/לבה) | משקע (שכבות) | תמורה (חום ולחץ)
- גרניט vs בזלת: שניהם יסוד, אך גרניט התקרר לאט (גבישים גדולים), בזלת מהר (גבישים קטנים)
- מאובנים רק בסלעי משקע; משמשים לתארוך ולהבנת תנאי הסביבה בעבר
- מחזור הסלעים: מעגל סגור שמופעל בחום פנים (געש/לוחות) ואנרגיית שמש (בליה/שקיעה)
יהלום הוא גרסה מיוחדת של פחמן. הוא נוצר עמוק מאוד בתוך האדמה, בלחץ ובחום אדירים, שדוחסים אטומי פחמן לתצורה גבישית קשה מאוד. הוא עולה לפני השטח בהתפרצויות געשיות מיוחדות. כלומר, יהלום עשוי בעצם מאותו יסוד כמו הפחם הנפוץ. כוח הלחץ שבתוך כדור הארץ הוא מה שיוצר את כל ההבדל בין אבן פחם ליהלום.