التجوية بفعل الصقيع

التجوية الصقيعية مصطلح جامع لعدة عمليات تجوية ميكانيكية ناتجة عن الإجهادات الناجمة عن تجمد الماء وتحوله إلى جليد . ويُستخدم هذا المصطلح كمصطلح شامل لمجموعة متنوعة من العمليات، مثل تفتيت الصقيع، وتشكيل الجليد بالجليد، والتكسير الجليدي. قد تحدث هذه العملية على نطاق واسع من المقاييس المكانية والزمنية، من دقائق إلى سنوات، ومن إزاحة حبيبات المعادن إلى تكسير الصخور . وتكون أكثر وضوحًا في المناطق المرتفعة وخطوط العرض العليا ، وترتبط بشكل خاص بالمناخات الألبية ، وشبه الجليدية ، وشبه القطبية البحرية ، والقطبية ، ولكنها قد تحدث في أي مكان عند درجات حرارة دون الصفر (بين -3 و-8 درجة مئوية (27 و18 درجة فهرنهايت) ) في حال وجود الماء. ^{[ 1 ]}  

تتمدد بعض أنواع التربة المعرضة للصقيع أو ترتفع عند تجمدها نتيجةً لهجرة الماء عبر الخاصية الشعرية لتكوين عدسات جليدية بالقرب من جبهة التجمد. ^{[ 2 ]} تحدث هذه الظاهرة نفسها داخل مسام الصخور. تتراكم كتل الجليد وتزداد حجمًا مع جذبها للماء السائل من المسام المحيطة. يؤدي نمو بلورات الجليد إلى إضعاف الصخور التي تتفتت مع مرور الوقت. ^{[ 3 ]} يحدث هذا بسبب تمدد الجليد عند تجمد الماء، مما يُسبب ضغطًا كبيرًا على جدران الصخور. تُعد هذه العملية شائعة جدًا في جميع المناطق الرطبة والمعتدلة التي توجد بها صخور مكشوفة، وخاصة الصخور المسامية مثل الحجر الرملي . غالبًا ما يُعثر على الرمل أسفل أسطح الحجر الرملي المكشوف مباشرةً، حيث تتساقط حبيباته واحدة تلو الأخرى. تُعرف هذه العملية عادةً باسم تقشر الصقيع . في الواقع، غالبًا ما تكون هذه أهم عملية تجوية للصخور المكشوفة في العديد من المناطق.

يمكن أن تؤثر عمليات مماثلة على أرصفة الأسفلت، مما يساهم في ظهور أشكال مختلفة من التشققات وغيرها من الأضرار، والتي، عند اقترانها بحركة المرور وتسرب المياه، تسرع من حدوث التخدد، وتكوين الحفر ، ^{[ 4 ]} وغيرها من أشكال خشونة الرصف. ^{[ 5 ]}

كان التفسير التقليدي للتجوية الصقيعية هو التمدد الحجمي للماء المتجمد. فعندما يتجمد الماء ، يزداد حجمه بنسبة تسعة بالمئة. وفي ظروف معينة، يكون هذا التمدد قادرًا على إزاحة الصخور أو تكسيرها. عند درجة حرارة -22  درجة مئوية، من المعروف أن نمو الجليد قادر على توليد ضغوط تصل إلى 207 ميجا باسكال ، وهي ضغوط كافية لتكسير أي صخرة. ^{[ 6 ] [ 7 ]} ولكي تحدث التجوية الصقيعية عن طريق التمدد الحجمي، يجب ألا تحتوي الصخرة تقريبًا على هواء قابل للانضغاط لتعويض تمدد الجليد، مما يعني أنها يجب أن تكون مشبعة بالماء ومتجمدة بسرعة من جميع الجوانب حتى لا يتسرب الماء ويبقى الضغط مُسلطًا على الصخرة. ^{[ 6 ]} تُعتبر هذه الظروف غير عادية، ^{[ 6 ]} مما يحد من أهميتها في نطاق بضعة سنتيمترات من سطح الصخرة وعلى الفواصل الكبيرة الموجودة المليئة بالماء في عملية تُسمى التجوية الجليدية .

لا ينتج التمدد الحجمي دائمًا عن ضغط الماء المتجمد، بل قد ينتج عن إجهادات في الماء غير المتجمد. عندما يُحدث نمو الجليد إجهادات في ماء المسام تؤدي إلى تكسر الصخر، تُسمى النتيجة بالتكسير الهيدروليكي. يُفضل حدوث التكسير الهيدروليكي في وجود مسامات كبيرة مترابطة أو تدرجات هيدروليكية كبيرة في الصخر. أما في حالة وجود مسامات صغيرة، فقد يؤدي التجمد السريع للماء في أجزاء من الصخر إلى طرد الماء، وإذا كان طرد الماء أسرع من قدرته على الهجرة، فقد يرتفع الضغط، مما يؤدي إلى تكسر الصخر.

منذ بدء الأبحاث في مجال التجوية الفيزيائية حوالي عام 1900، كان يُعتقد، حتى ثمانينيات القرن العشرين، أن التمدد الحجمي هو العملية السائدة وراء التجوية الصقيعية. ^{[ 8 ]} وقد تم دحض هذا الرأي في منشورات والدر وهاليت عامي 1985 و1986. ^{[ 6 ] [ 8 ]} في الوقت الحاضر، يعتبر باحثون مثل ماتسوكا ومورتون "الظروف اللازمة للتجوية الصقيعية عن طريق التمدد الحجمي" غير مألوفة. ^{[ 6 ]} ومع ذلك، تُظهر غالبية الأدبيات الحديثة أن فصل الجليد قادر على توفير نماذج كمية للظواهر الشائعة، بينما لا يُقدم التمدد الحجمي التقليدي والبسيط هذه الإمكانية. ^{[ 9 ] [ 10 ] [ 11 ] [ 12 ] [ 13 ] [ 14 ] [ 15 ]}

• قد يؤدي الضغط الهيدروستاتيكي أيضًا إلى التآكل بالاشتراك مع الجليد الذي يسد طرق التدفق الخارجي في المناطق الجبلية.
• التلف الناتج عن تجمد المياه - أضرار هيكلية ناجمة عن تجمد المياه 
• ضغط الماء المسامي – ضغط المياه الجوفية المحتجزة داخل التربة أو الصخور، في الفجوات بين الجزيئات 
• التجوية
• براتشن – نواتج التجوية لبعض الصخور في جبال الألب 
• الانزلاق الأرضي - عمليات انهيار المنحدرات الناتجة عن التجميد والذوبان