تأثير الحرارة على تطور تدهور السطح في الصخور الحاملة لنقوش صخرية المغطاة بالقشرة السوداء

لماذا يتقشر الفن الصخري القديم

في صحارى العالم، نقش الناس صوراً للحيوانات والبشر والرموز على الصخور العارية منذ آلاف السنين. اليوم تختفي العديد من هذه النقوش تدريجياً بينما تتقشر شرائح رقيقة من الصخور وتنفصل، حاملةً النقوش معها. تدرس هذه الدراسة عن كثب موقعاً شهيراً في شمال غرب الصين للإجابة على سؤال يبدو بسيطاً: لماذا تنفصل «جلد» الصخر الحامل للفن، وما علاقة ذلك بالحرارة؟

قشرة هشة على الحجر الصحراوي

يركز الباحثون على نقوش دامايدي في نينغشيا، وهي منطقة جافة تضم أكثر من 800 لوح صخري منحوت معرضة على قمم معرّضة للرياح. تُغطّى أسطح النقش بقشرة رقيقة داكنة تُسمى «القشرة السوداء» تجعل الصور بارزة لكنه يبدو أنها عُرضة للتلف. أظهرت المسوحات الميدانية أنه حيثما تنفصل القشرة على شكل بثور (ما يُسمى بالانتفاخ) ثم تتقشر (التقشير)، تُفقد النقوش غالباً. عندما تنفصل الشظايا، تكشف عن شريط ضيق من الصخر المُضعف أسفل القشرة، فوق رمال حجرية صلبة أقوى. يتّضح أن هذا البناء الطبقي — قشرة داكنة صلبة، طبقة وسطى رخوة ومُضعفة، وصخر أساس صلب — محوري لفهم كيفية تأثير الحرارة على الصخر.

الشمس والمطر واتجاه صخور الواجهة

رصد الفريق درجات الحرارة على السطح وداخل الصخر لعدة أشهر، مستخدماً حسّاسات محفوَرة على أعماق مختلفة وكاميرات حرارية بالأشعة تحت الحمراء لاكتشاف البثور المختبئة. وجدوا أن أول عشرة سنتيمترات من الصخر تتعرض لتقلبات يومية قوية في الحرارة، ترتفع بسرعة تحت شمس الظهيرة وتبرد ليلاً. الواجهات الصخرية الموجّهة تقريباً نحو الجنوب (حوالي 180 درجة في هذا الموقع في نصف الكرة الشمالي) تتلقى أطول وأقوى تعرّض للشمس. كانت هذه الألواح المواجهة للشمس ذات معدلات أعلى من الانتفاخ والتقشير، ما يربط الضرر بقوة بتسخين الشمس. وأدى المطر المفاجئ على صخور ساخنة إلى شكل ثانٍ من الإجهاد: تبريد سريع للسطح أسرع بكثير من قدرة داخل الصخر على المتابعة.

قياس سلوك طبقات الصخر

لفهم لماذا يتصرف السطح المغطى بالقشرة بشكل مختلف عن الحجر تحتها، جمع العلماء قطعاً صغيرة من القشرة السوداء والطبقة الوسطى الضعيفة والصخر الأساس السليم من مناطق قريبة، ولكن ليست مباشرة على النقوش. في المختبر قاسوا سرعة انتقال موجات الصوت عبر كل مادة (كمقياس للصلابة والتشقق) ومدى توصيل كل طبقة للحرارة وكم تتمدد عند التسخين. كان الحجر الرملي العميق صلباً، وموصلاً جيداً للحرارة، ويتوسع نسبياً بشكل كبير. كانت القشرة السوداء أيضاً نسبياً صلبة ومتمددة، وإن كانت أقل توصيلاً. أما الطبقة الوسطى الضعيفة، فكانت أطرى، وتوصل الحرارة بشكل سيئ، وتتوسع أقل. ببساطة، السطح الصخري مبني مثل قشرة صلبة ملتصقة بشريط وسيط أطرى وأكثر هشاشة، والذي بدوره يجلس على قلب صلب.

محاكاة الإجهاد داخل الصخر

باستخدام هذه القياسات بنى الفريق نماذج حاسوبية لكتلة صخرية تضمنت القشرة السوداء والطبقة الوسطى الضعيفة والصخر الأساس القوي. ثم فرضوا نوعين من التغير الحراري: تسخين وتبريد يومي بطيء، وتبريد مفاجئ مثل عاصفة صيفية تضرب صخوراً ساخنة. في المحاكاة أنتجت الدورات اليومية إجهادات متواضعة ولكن تمدداً وانكماشاً متقلبين ومتزايدين عند واجهات الطبقات. أما التبريد المفاجئ فأنشأ إجهادات أقوى كثيراً وقفزات حادة في الانفعال عبر الطبقة الوسطى الضعيفة. تركزت هذه القفزات داخل الشريط اللين، مشجعةً على تكوّن شقوق موازية للسطح. اعتماداً على نمط الحرارة، قد يحدث الفصل الأول إما بين القشرة والطبقة الوسطى الضعيفة أو بين الطبقة الوسطى والصخر الأعمق — وهو ما يطابق الملاحظات الميدانية عن شظايا قشرية رقيقة مقابل شرائح أكثر سماكة تتقشر.

ماذا يعني هذا لحماية الفن الصخري

تُبيّن الدراسة أن الصخور الحاملة للنقوش لا تنهار عشوائياً؛ فبنيتها الطبقية مجتمعة مع شمس قوية وتبريد مفاجئ تدفع انتفاخ القشرة والتقشير بشكل فاعل. لأن القشرة الخارجية والصخر الداخلي يتوسّعان وينكمشان أكثر من الشريط الأوسط الأضعف، تُجرّب الإجهادات الحرارية الشريط الأوسط بشكل متكرر حتى تنتشر الشقوق وتنفصل الشرائح السطحية. يعني ذلك أن جهود الحفظ ينبغي أن تركز على تقليل الصدمات الحرارية القصوى — خاصة التعرض المباشر للشمس الحارقة والمطر المفاجئ على الأسطح المحمّاة — عبر إجراءات مثل إنشاء هياكل تظليل أو إدارة مياه محكمة. وبصورة أوسع، تساعد هذه الأعمال في تفسير التقشر والتقشير المشاهدين على صخور صحراوية أخرى حول العالم، مقدمة صورة أوضح عن كيف يهدد المناخ وبنية الصخور معاً فنوناً قديمة لا تقدر بثمن.

الاستشهاد: Wu, C., Liu, C., Wang, J. et al. The effect of temperature on the development of surface deterioration on the petroglyph-bearing rocks with black crust. npj Herit. Sci. 14, 173 (2026). https://doi.org/10.1038/s40494-026-02447-1

الكلمات المفتاحية: الحفاظ على النقوش الصخرية, تجوية الصخور, الإجهاد الحراري, فن الصخور الصحراوي, صيانة الحجر