تربة سربنتينية

المعالجة الحيوية

وفي السياق ذاته، استُعمِلت النباتات الفريدة التي تعيش في التربة السربنتينية في المعالجة النباتية، وهي ضرب من المعالجة الحيوية. فلما طوّرت هذه النباتات تكيفات متخصصة مع التركيزات العالية من الفلزات الثقيلة، اُستعملت في إزالة تلك الفلزات من التربة الملوثة.

الأراضي الجرداء السربنتينية

وفي هذا الصدد، الأراضي الجرداء السربنتينية منطقة بيئية فريدة توجد في أجزاء من الولايات المتحدة، في مساحات صغيرة متفرقة من جبال الأبالاش وسلاسل جبال الساحل في كاليفورنيا وأوريغن وواشنطن. ويرجّح ظهور هذه الأراضي الجرداء بوجه خاص في المناطق فوق المافية التي لم تتلقَّ قط رواسب معتبرة من مواد غير مافية أغنى بالمغذيات، سواء أحملها الماء (بما فيه الجليديات) أم حملتها الريح (التي تجلب الرواسب الطفالية والرمل والرماد البركاني). وفي كاليفورنيا تبلغ نسبة النباتات المتوطنة في السربنتين 10% من نباتات الولاية. وتنشأ هذه الأراضي الجرداء على منكشفات من الأفيوليتات فوق المافية المتحولة.

من جهة ثانية، ويمكن استصلاح التربة السربنتينية لتحتمل المحاصيل والمراعي لرعي الأبقار، وذلك بإضافة حوامل كالسيوم ذائبة مثل الجص إليها. فبإضافة الجص أو غيره من مركبات الكالسيوم تتحسن نسبة الكالسيوم إلى المغنيسيوم، ويتحقق توازن أفضل في مغذيات النبات. غير أن لذلك تبعة محتملة على الأبقار الراعية؛ إذ خلصت دراسة نُشرت في مجلة العناصر الأثرية في الطب والبيولوجيا إلى أن 20% من الحيوانات الراعية بلغت النيكل في كلاها مستويات سامة، وأن 32% منها بلغت النحاس في كبدها مستويات سامة.

في هذا الإطار، وقد سُمّيت بذلك نسبةً إلى معادن مجموعة السربنتين التي ينتج عنها ترب سربنتينية ذات تركيزات مرتفعة على غير المعتاد من الحديد والكروم والنيكل والكوبالت. وكثيرًا ما تتألف الأراضي الجرداء السربنتينية، كما في غراس فالي بكاليفورنيا، من أراضٍ عشبية أو سافانات في مناطق يقتضي مناخها عادةً نمو الغابات.

الانتشار

ومن ناحية أخرى، تنتشر الترب السربنتينية انتشارًا واسعًا على سطح الأرض، ويعكس انتشارها في جانب منه توزع الأفيوليتات. وتظهر منكشفات من التربة السربنتينية في البلقان وتركيا ونيوفندلاند وجزيرة قبرص وجبال الألب وكوبا وكاليدونيا الجديدة. أما في أمريكا الشمالية فيقع أغلب الترب السربنتينية في كاليفورنيا، وإن وُجد السربنتين كذلك في مساحات صغيرة متفرقة على السفح الشرقي لجبال الأبالاش شرقي الولايات المتحدة.

أمثلة

علاوةً على ذلك، وفي مقاطعة تشيستر ببنسلفانيا، أوصى مركز علوم البيئة بجامعة ماريلند بأن تُدرج حديقة نوتنغهام، المعروفة كذلك بالأراضي الجرداء السربنتينية، ضمن ، لأسباب عدة منها احتضانها عددًا من الأنواع النادرة والمتوطنة، وجمهرة سليمة من الصنوبر الراتينجي، وما للموقع من أهمية تاريخية. ومنذ سنة 1979 تعمل منظمة الحفاظ على الطبيعة مع المجتمع المحلي على حماية عدة قطع في الأراضي الجرداء السربنتينية الواقعة على خط الحدود، وهي موطن لهذا الموئل الهش، والحفاظ عليها.

من جهة ثانية، ومحمية روك سبرينغز الطبيعية في مقاطعة لانكستر ببنسلفانيا ملكية مساحتها تحفظها هيئة صون مقاطعة لانكستر، وهي مثال بارز على الأرض الجرداء السربنتينية. وقد كانت في الأصل أرضًا عشبية، غير أن إخماد حرائق الغابات أدى إلى تحولها غابةً. وتضم هذه الأرض الجرداء النجم السربنتيني النادر ، إلى جانب عدد من الأنواع النادرة من العث والفراشات النطاطة.

إضافةً إلى ذلك، ومن الأمثلة الأخرى أراضي باك كريك الجرداء السربنتينية في غابة نانتاهالا الوطنية بمقاطعة كلاي بكارولاينا الشمالية، وأنماط صخورها السائدة الدونيت والزبرجد الزيتوني المسربنان، وأعماق تربتها متغيرة تتراوح بين ، وتمثل المنكشفات الصخرية 5–10% من المشهد الطبيعي المحلي. ويصنف هذا المجتمع بأنه «أرض جرداء منكشفة فوق مافية في بلو ريدج الجنوبية»، ويُعتقد أنه فريد في منطقة باك كريك. وفي سنة 1995 شرعت دائرة الغابات في الولايات المتحدة في إدارة صون نشطة للموقع، اعتمدت أساسًا على الحرق المحكوم الموصوف، وقد نجحت مع شيء من الإزالة اليدوية للغطاء في تجديد جمهرات أنواع كانت متناثرة من قبل. وإضافة إلى أكثر من 20 نوعًا نباتيًا مدرجًا في قوائم الصون، وُصف سنة 2004، وهو متوطن في هذه الأراضي الجرداء.

إضافةً إلى ذلك، تغطي منطقة سولجرز ديلايت البيئية الطبيعية في مقاطعة بالتيمور بماريلند 1900 أكر من الأراضي الجرداء السربنتينية، وتضم أكثر من 38 نوعًا نباتيًا نادرًا أو مهددًا أو معرضًا للانقراض، فضلًا عن حشرات وصخور ومعادن نادرة.

الحياة النباتية

كذلك، تتصف التربة السربنتينية إيكولوجيًا بثلاث سمات رئيسية: ضعف الإنتاجية النباتية، وارتفاع معدلات التوطن، وتمايز أنماط غطائها النباتي عن المناطق المجاورة.

علاوةً على ذلك، وقد نشأ التكيف مع التربة السربنتينية أكثر من مرة على مدار التطور. والنباتات المحتملة للسربنتين أحدث تطوريًا من غير المحتملة له. ويحد تباين المجتمعات السربنتينية واقترانه بتوزعها المرقّع من انسياب المورثات، غير أنه يعزز الانتواع والتنوع. ويسهم تباين الموائل إسهامًا مهمًا في مستوى التوطن والتنوع الحيوي في هذا النظام. ومع أن التوزع المرقّع يُعزى إليه ارتفاع معدلات الانتواع في المجتمعات السربنتينية، فإنه يقترن بجملة من التحديات؛ إذ يحد الانعزال المكاني عن المجتمعات الأصلية وغيرها من انسياب المورثات، وهو ما قد يجعل هذه الجمهرات عرضة لتغير الظروف البيئية. ويضاف إلى ذلك ارتفاع انسياب المورثات مع المجتمعات غير السربنتينية، وهو ما قد يسبب التلوث الجيني والتهجين ونسلًا غير قابل للحياة.

من جهة ثانية، وفي المواقع الفقيرة بالنيتروجين تشمل الآثار الفيزيولوجية في النبات اختلال اصطناع البروتين، والشحوب اليخضوري، وتراجع انتباج الأوراق، ونقص عدد الأوراق والأفرع الإشطائية، وتباطؤ معدل النمو، وضعف حاصل البذور. ويُحدث انخفاض مستويات الفسفور آثارًا مماثلة لانخفاض النيتروجين، ويضيف إليها صغر حجم البذور، وانخفاض نسبة الجذر إلى المجموع الخضري، وازدياد الإجهاد المائي. ويقلل انخفاض رطوبة التربة امتصاص المغذيات ونقلها، ويضيّق انفتاح الثغور، ويحد من القدرة على التركيب الضوئي، كما يخفض نمو النبات وإنتاجيته. ولذلك تمتلك النباتات السربنتينية مجموعات جذرية قوية النمو تيسّر امتصاص الماء والمغذيات. فمن ذلك أن مراكم مفرط للنيكل، وأن يُبدي عصارية. وتساعد في بعض الحالات علاقات تكافلية مع فطريات جذرية خارجية محتملة للسربنتين على تكيف النبات مع الضواغط التربية في هذه البيئة.

في هذا الإطار، وتؤوي مناطق التربة السربنتينية كذلك نباتات متنوعة، كثير منها أنواع نادرة أو مهددة بالانقراض، مثل و والقبس الأهلب. ففي كاليفورنيا يُصنف 45% من الأصنوفات المرتبطة بالسربنتين نادرًا أو مهددًا بالانقراض. ومن الجنبات المميزة للتربة السربنتينية في كاليفورنيا و.

علاوةً على ذلك، وتتراوح المجتمعات النباتية السربنتينية بين المغايض والمخثات المعدنية الرطبة والأراضي الجرداء الصخرية، ولا بد لها من احتمال الظروف البيئية القاسية التي تفرضها تربة بهذا الفقر. ولذلك كثيرًا ما تختلف اختلافًا جذريًا عن المناطق غير السربنتينية المتاخمة لها. وتتشارك أنماط النبات النامية في هذه التربة كثيرًا من الصفات الخضرية؛ إذ تُظهر طابع نمو «متقزم» وأوراقًا شمعية باهتة رمادية مخضرة (كما في )، تحفظ فيها الشمعية الماء ويعكس اللون الرمادي المخضر ضوء الشمس. ومن الصفات المظهرية الأخرى الممكنة السيقان المصطبغة كما في ستربتانثوس هويلي، وأحيانًا الطبيعة اللاحمة كما في . ومن أمثلة النباتات الشائعة المحتملة للسربنتين الصنوبر الأشيب، و، و، وعنبيات الدب، والبلوط الحي، و، وكستناء كاليفورنيا، و، والسرخسان و.

من جانب آخر، وتغلبًا على التحديات الكيميائية والفيزيائية التي تفرضها التربة السربنتينية، طوّرت النباتات قدرة على احتمال الجفاف والفلزات الثقيلة وشح المغذيات. فانخفاض نسبة الكالسيوم إلى المغنيسيوم يحد من نمو الجذور ونشاطها، ويُضعف الأغشية الخلوية، ويقلل امتصاص المغذيات الأساسية. ومن آليات التكيف مع الترب المرتفعة المغنيسيوم توجيه قدر أكبر من الموارد إلى جذور عميقة النمو. أما الفلزات الثقيلة فتقزّم النمو، وتُحدث عوزًا في الحديد، وتسبب الشحوب اليخضوري، وتقيّد تطور الجذور. وتتعدد آليات التكيف معها، فمنها استبعاد الفلزات بتقييد امتصاصها عند الجذور، ومنها عزلها في أعضاء مختلفة، ومنها نشوء قدرة على احتمال سميتها.

الصخرة الأم

في هذا الإطار، ويتكوّن السربنتينيت في أغلب الأحيان في القشرة المحيطية قرب سطح الأرض، وبخاصة حيث يدور الماء في الصخر الآخذ في التبرد قرب أحيدة وسط المحيط. وتوجد كتل الصخور فوق المافية الناتجة عن ذلك في الأفيوليتات المندمجة في القشرة القارية قرب حدود الصفائح التكتونية الحالية والقديمة.

علاوةً على ذلك، تشتق التربة السربنتينية من الصخور فوق المافية، وهي صخور نارية أو متحولة يزيد محتواها من معادن الحديد أو المغنيسيوم على 70%.

علاوةً على ذلك، والسربنتينيت صخر شبه ناري يتكوّن بتفاعل تحولي بين صخر غني بالزبرجد الزيتوني، وهو البيريدوتيت، وبين الماء. ويتخذ السربنتينيت لونًا مبقعًا رماديًا مخضرًا أو رماديًا مزرقًا، وكثيرًا ما يكون شمعي الملمس. وتخترقه في الغالب عروق بيضاء من الكريسوتيل، وهو نوع من الأسبست الطبيعي المنشأ يرتبط استنشاق غباره على المدى الطويل بطائفة من الأمراض البشرية مثل ورم المتوسطة.