الشلالات : كيف تتكون الشلالات جيولوجيًا وتكتسب مظهرها المميز ؟

تعد الشلالات من أجمل الظواهر الطبيعية على الإطلاق؛ حيث أن تدفق المياه خلال مسافة طويلة يضفي إحساساً جمالياً خاصاً يجعل من الشلالات ظاهرة تستحق الدراسة.

تكون الشلالات من الألف إلى الياء

تعريف الشلالات

تعريف الشلالات ببساطة هي بقعة من الأرض حيث المياه القادمة من منبع أو من نهر أو حتى من جبل جليدي منصهر تسقط من ارتفاع رأسي وتتجمع في القاع مشكلة بحيرة صغيرة قد تظل راكدة أو يردف منها نهر آخر مشكلة بذلك سلسلة من سريان الماء والتي تشكل واحداً من أجمل المعالم السياحية التي تجذب ملايين السياح حول العالم لمشاهدة جمال الطبيعة وسحرها الخلاب.

تشكيل الشلالات

لسنين طويلة ومنذ قديم الأزل عكف علماء الجيولوجيا والمهتمين بدراسة الطبيعة وظواهرها المختلفة على دراسة ظاهرة الشلالات وكيف تتكون؛ حيث أرجع البعض تكون الشلالات إلى حدوث شقوق مفاجئة ضمن زلزال أرضي كبير شمل أرجاء الكرة الأرضية كافة (وربما كان هذا هو الشلال الذي على أساسه تم تفسير كيفية تفكك قارات الأرض السبع عن بعضها بعد أن كانت تشكل معاً كتلة صخرية واحدة) ونتيجة لذلك الزلزال تشققت صخور ضخمة وتباعدت عن بعضها مما أدى إلى حدوث تغييرات جذرية في مسار المياه المتدفقة عبرها فبعد أن كانت تسير في اتجاه أفقي ثابت أصبح عليها أن تنتقل من مكان عالي لمكان منخفض نسبياً وبالتالي نشأت الشلالات.

ولكن النظرية الثانية والأحدث تعد أكثر إقناعاً عن نظيرتها الأولى، ففي البداية أوضح العلماء أنه إن كان الزلزال ضخماً بالقدر الكافي الذي يمكنه من تحطيم صخور أرضية عملاقة وتفريقها عن بعضها فبالتالي يفترض العقل والمنطق أنه بالأحرى سيكون قادراً أيضاً على ردم كافة الأنهار السائرة خلال تلك الصخور وبالتالي لن تتكون الشلالات من الأساس وعلى ذلك اعتمدت تلك النظرية في تفسير تكوين الشلالات على احتمالية المدى الطويل؛ أي أن الشلالات نشأت منذ البداية على مدى سنين طويلة وربما قروناً أيضاً نتيجة وجود عوامل الحفر والتعرية للصخور الذي أدى لتآكلها باستمرار واختفائها تدريجياً وبالتالي تغيير مسار جريان المياه وربما تسببت تلك العوامل الطبيعية في إحداث مثل ذلك التغيير على نفس النهر أكثر من مرة مما أدى إلى تكوين الشلالات المتتابعة وهي عبارة عن سلسلة متصلة من الشلالات لنفس المجرى المائي بسبب انخفاضات عدة في مساره.

ليست وحدها الزلازل هي التي تؤثر في تكوين الشلالات وتقوم بصنعها بل إن أغلب الظواهر الطبيعية أو بالأحرى الكوارث الأرضية تساهم وبشكل كبير في تكوين الشلالات أو حتى تعديل مسارها كالبراكين التي تقوم بإطلاق نيران ملتهبة في كل مكان فتعمل على صهر الأرض الصلبة وحفر مسارات فيها بداية من قمة البركان المنفجر ونزولاً حتى القاع ثم تأتي الأمطار والتي تملأ تلك المسارات المحفورة بالمياه فتشكل شلالاً، كذلك انزلاق الصخور الأرضية والتي يتسبب في تكوين شقوق وأخاديد في الأرض ومع وجود فارق في الارتفاع بين صخرة وأخرى يؤدي مرور المياه خلال تلك الصخور إلى تكوين الشلالات.

توليد الطاقة الكهربية

تستخدم الشلالات بشكل رئيسي في توليد الطاقة الكهربية أو بالأدق الطاقة الكهرومائية والتي تعني توليد الكهرباء من مصدر مائي؛ حيث تشكل المياه المندفعة من الأعلى للأسفل مصدر طبيعي لقوة دفع كبيرة تعتمد على الجاذبية والمسافة بين أعلى نقطة وأسفل نقطة في مسار الشلالات، حيث أن اندفاع الشلالات من الأعلى للأسفل مروراً بمولدات الكهرباء التي تعرف بالتوربينات يقوم بإنتاج الطاقة الكهربية عبر تحريك مراوح عملاقة مثبتة بالمولد الكهربي والذي يقوم بتحويل تلك الطاقة الحركية- المتمثلة في حركة الشلال- وبالتالي حركة مروحة المولد إلى طاقة كهربية ولذلك تعتمد كثير من الدول بشكل أساسي على الشلالات في توليد الطاقة الكهربية التي تحتاجها.

الشلالات المتجمدة

من أغرب الحقائق وأجملها في نفس الوقت عن الشلالات هو أن الشلال إذا تواجد في منطقة ذات درجة حرارة منخفضة نسبياً يمكن أن يتصل إلى مرحلة التجمد حيث تتحول المياه من الحالة السائلة إلى الحالة الصلبة مما يشكل منحنى من الثلوج ذو شكل جمالي خلاب يأسر كل من يراه.

أشهر الشلالات على مستوى العالم

تعد أشهر الشلالات الموجودة على سطح الأرض والمعروفة على مستوى العالم هي شلالات نياجرا والتي توجد في قارة أمريكا الشمالية على الحدود الفاصلة بين الولايات المتحدة الأمريكية وكندا وهي عبارة عن 3 شلالات تعد من أكثر البقاع السياحية التي تجذب السياح المعنيين بجمال الطبيعة من كافة أنحاء العالم.

بينما أطول الشلالات على الإطلاق ليست شلالات نياجرا ولكنها شلالات الملائكة التي توجد في دولة فنزويلا لكن رغم أنها الأطول على مستوى العالم إلا أنها لا تحظى بنفس القدر العالي من الشهرة التي تتمتع بها شلالات نياجرا، يصل طول شلالات الملائكة بفنزويلا إلى 3212 قدم مما يجعل المياه المتدفقة خلالها تتعرض للكثير من العوامل قبل وصولها إلى القاع فعلى سبيل المثال تعمل الحرارة الصادرة من الشمس في فصل الصيف في بعض الأحيان إلى تبخير مياه الشلالات حتى قبل وصولها إلى القاع. أما ثاني أطول الشلالات على مستوى العالم فهي شلالات توجيلا في جنوب أفريقيا والتي يصل طولها إلى 3100 قدم فوق سطح الأرض. كذلك تعد دولة سويسرا من أغنى الدول بالشلالات على مستوى العالم حيث تمتلك على أراضيها حوالي 72 شلالاً يتجمع معظمهم في وادي يعرف بوادي لوتر برونين.

من الشلالات الشهيرة أيضاً شلالات فيكتوريا في زيمبابوي التي تعرف على مستوى العالم بصوتها المرتفع نتيجة لوجود العديد من الصخور التي تعترض مسار المياه الجارية؛ فيسبب ارتطام المياه في الصخور بقوة حدوث أصوات مرتفعة حيث تقدر المسافة التي يسمع منها ذلك الصوت الصادر من ارتطام المياه بالصخور إلى ما يزيد عن 40 كيلومتراً ولذلك يطلق عليها في زيمبابوي دخان الرعد.

شلالات تحت سطح الأرض

حيث أن وجود الشلالات لا يتطلب سوى وجود سطح مرتفع وآخر منخفض ومياه تسري بين السطحين مما سيخلق مسافة رأسية كبيرة تكون الشلال تتواجد الكثير من الشلالات مختبئة داخل كهوف والتي تشكلت بفعل تفكك الصخور المكونة للكهف مما أدى إلى خلق مساحة كافية لمرور الماء خلالها ولعل أشهر تلك الشلالات تلك التي تعرف بشلالات روبي والتي تقع في ولاية تينيسي بالولايات المتحدة الأمريكية.

أنواع الشلالات

تنقسم الشلالات إلى أنواع عديدة تصنف بناء على الشكل أو الارتفاع أو كيفية سقوط المياه من أعلى لأسفل، ومن أشهر أنواع الشلالات شلالات الحافة والشلالات المتكتلة والشلالات المتتابعة التي تشمل وجود أكثر من شلال ضمن نفس المجرى المائي، وكذلك الشلالات المروحية وشلالات ذيل الحصان وأشهر أمثلتها واحد من شلالات نياجرا الثلاثة وهناك أيضاً الشلالات متعددة الخطوات والشلالات المجزأة.

تتأثر الشلالات كذلك بالتغيرات المستمرة في المناخ وتتابع فصول السنة الأربعة حيث يوجد نوع خاص من أنواع الشلالات يطلق عليه الشلالات الموسمية أي تلك التي تتواجد في مواسم معينة فقط من السنة حيث يزيد تدفقها خلال فصل الصيف وتندر خلال فصل الشتاء بسبب درجة الحرارة المنخفضة والتي تؤدي إلى انحسار المياه وربما تجمدها كذلك، ومن أشهر الأمثلة على الشلالات الموسمية شلالات ريبون الموجودة في الولايات المتحدة الأمريكية والتي تسقط من ارتفاع يصل إلى 1612 قدم أي ما يعادل حوالي 490 متراً.