החוברת · דף לימוד
סלעים, מינרלים ומחזור הסלעים
גאוגרפיה · כיתה ח׳ · פרק 4: תהליכים פנימיים בכדור הארץ
שלוש משפחות של סלעים, מחזור אינסופי, ומה הסלעים שמתחתינו מגלים על ישראל
סלעים ומינרלים: אבני הבניין של הגאוספרה
הגאוספרה, השכבה הסלעית של כדור הארץ, בנויה מסלעים. סלע הוא חומר טבעי מוצק שמרכיב את הקרום, והוא עשוי ממינרלים אחד או יותר. מינרל הוא חומר בסיסי בעל הרכב כימי קבוע ומבנה גבישי, כמו קוורץ, פלדספר או קלציט. מדענים ממיינים את כל הסלעים לשלוש קבוצות עיקריות לפי אופן היווצרותם.
שלוש קבוצות הסלעים: מאיפה בא כל סלע?
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
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.
סלעי משקע: ספר 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
כיצד נוצר מאובן?
לרוב, יצורים מתים ומתפרקים לחלוטין. אז כיצד חלקם נשמרים כמאובנים?
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
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
כיצד פועל מחזור הסלעים?
מחזור הסלעים הוא מערכת שבה אותו חומר עובר בין שלוש הקבוצות שוב ושוב. כיצד ניתן לעקוב אחרי 'מסלול' של סלע?
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
הרי ירושלים והגליל: גיר
רמת הגולן: בזלת
נגב ואילת: גיוון גדול
זמן גיאולוגי: היסטוריה בסדר גודל של מיליארדים
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
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
מהן שלוש קבוצות הסלעים, ומה ההבדל בין גרניט לבזלת, אם שניהם סלעי יסוד?
מדוע ניתן למצוא מאובנים של יצורים ימיים בהרי ירושלים, שנמצאים כיום בגובה של יותר מ-700 מטר מעל הים?
מדוע מחזור הסלעים נחשב למערכת אחת שלמה ולא לתהליכים נפרדים? הסבירו בדוגמה.
גיאולוגית מוצאת שכבת גיר עם מאובנים של יצורים ימיים. מה היא יכולה להסיק על האזור?