مفصل التقشير

طُرحت هذه النظرية لأول مرة من قِبل عالم الجيومورفولوجيا الرائد غروف كارل جيلبرت عام ١٩٠٤. تقوم هذه النظرية على أن تآكل الطبقات السطحية وظهور الصخور المدفونة في أعماق الأرض إلى سطحها يسمح للصخور المضغوطة سابقًا بالتمدد شعاعيًا، مما يُولّد إجهادًا شديًا ويؤدي إلى تشقق الصخور في طبقات موازية لسطح الأرض. وقد أدى وصف هذه الآلية إلى ظهور مصطلحات بديلة لفواصل التقشر، بما في ذلك فواصل تخفيف الضغط أو فواصل تخفيف الحمل. على الرغم من جاذبية منطق هذه النظرية، إلا أن هناك العديد من التناقضات مع الملاحظات الميدانية والمخبرية التي تُشير إلى أنها قد تكون غير مكتملة، مثل: ^{[ ٦ ] [ ١٠ ] [ ١٢ ]}

• يمكن العثور على فواصل التقشر في الصخور التي لم تُدفن بعمق قط.
• تُظهر الدراسات المختبرية أن الضغط والاسترخاء البسيط لعينات الصخور في ظل ظروف واقعية لا يتسبب في حدوث تكسر.
• توجد فواصل التقشر في أغلب الأحيان في مناطق الإجهاد الانضغاطي الموازي للسطح ، في حين أن هذه النظرية تدعو إلى حدوثها في مناطق التمدد.

أحد التوسعات الممكنة لهذه النظرية لتتوافق مع نظرية الإجهاد الانضغاطي (الموضحة أدناه) هو كما يلي ^{[ 3 ]} (جودمان، 1989): يؤدي كشف الصخور المدفونة في أعماق كبيرة إلى تخفيف الإجهاد الرأسي ، ولكن قد تبقى إجهادات أفقية في كتلة صخرية متماسكة نظرًا لأن الوسط محصور جانبيًا. تتجه الإجهادات الأفقية نحو سطح الأرض الحالي عندما ينخفض ​​الإجهاد الرأسي إلى الصفر عند هذا الحد. وبالتالي، يمكن توليد إجهادات انضغاطية كبيرة موازية للسطح من خلال عملية الكشف، مما قد يؤدي إلى تكسر الصخور بفعل الشد كما هو موضح أدناه.

تتمدد الصخور عند تسخينها وتنكمش عند تبريدها، وتختلف معدلات التمدد والانكماش الحراري بين المعادن المكونة للصخور . قد تكون التغيرات اليومية في درجة حرارة سطح الصخور كبيرة جدًا، وقد أشار العديد من الباحثين إلى أن الإجهادات المتولدة أثناء التسخين تتسبب في تمدد الطبقة السطحية من الصخور وانفصالها على شكل طبقات رقيقة (مثلًا، وولترز، 1969). ^{[ 12 ]} لوحظ أن التقلبات الكبيرة في درجة الحرارة، سواءً اليومية أو الناتجة عن الحرائق، تُسبب ترققًا وتقشرًا رقيقًا على سطح الصخور، وهو ما يُعرف أحيانًا بالتقشر. ^{[ 13 ]} مع ذلك، ونظرًا لأن التقلبات اليومية في درجة الحرارة لا تتجاوز بضعة سنتيمترات في عمق الصخور (بسبب انخفاض موصليتها الحرارية )، فإن هذه النظرية لا تُفسر عمق التشققات الناتجة عن التقشر الذي قد يصل إلى 100 متر. ^{[ 1 ] [ 3 ] [ 6 ] [ 10 ]}

يمكن أن يؤدي التجوية المعدنية بفعل الماء المتغلغل إلى تقشر طبقات رقيقة من الصخور، حيث يزداد حجم بعض المعادن عند ترطيبها . ^{[ 10 ]} ومع ذلك، لا يؤدي ترطيب جميع المعادن إلى زيادة في الحجم، في حين تُظهر الملاحظات الميدانية لفواصل التقشر أن أسطح الفواصل لم تتعرض لتغير كيميائي كبير، لذا يمكن رفض هذه النظرية كتفسير لأصل فواصل التقشر واسعة النطاق والعميقة.

يمكن أن تُحدث إجهادات الضغط التكتونية الكبيرة الموازية لسطح الأرض (أو السطح الحر) كسورًا ناتجة عن الشد في الصخور، حيث يكون اتجاه انتشار الكسر موازيًا لأكبر إجهاد ضغط رئيسي، بينما يكون اتجاه فتح الكسر عموديًا على السطح الحر. ^{[ 3 ] [ 6 ] [ 7 ] [ 8 ] [ 9 ] [ 10 ] [ 14 ]} وقد لوحظ هذا النوع من التصدع في المختبر منذ عام 1900 على الأقل (في كل من التحميل الانضغاطي غير المحصور أحادي المحور وثنائي المحور؛ انظر غرامبرغ، 1989). ^{[ 15 ]} يمكن أن تتشكل شقوق الشد في مجال إجهاد الضغط نتيجة لتأثير الشقوق الدقيقة المنتشرة في بنية الصخر وامتداد ما يُسمى بشقوق الجناح من قرب أطراف الشقوق الدقيقة ذات التوجه المفضل، والتي تنحني بعد ذلك وتصطف مع اتجاه إجهاد الضغط الرئيسي. ^{[ 16 ] [ 17 ]} تُسمى الكسور المتكونة بهذه الطريقة أحيانًا بالكسور المحورية، أو التصدع الطولي، أو الكسور التمددية، وتُلاحظ عادةً في المختبر أثناء اختبارات الضغط أحادي المحور. يمكن أن ينتج إجهاد الضغط الأفقي العالي أو الموازي للسطح عن إجهادات تكتونية أو طبوغرافية إقليمية، أو عن طريق التعرية أو الحفر في الطبقات العلوية.

بالنظر إلى الأدلة الميدانية وملاحظات الحدوث ونمط الكسر والأشكال الثانوية، يبدو أن الإجهادات الانضغاطية العالية الموازية للسطح والكسر التمددي (الانقسام المحوري) هي النظرية الأكثر ترجيحًا لتفسير تكوين مفاصل التقشر.