Много скали при ежедневни срещи може да изглеждат нечупливи и неизменни. Скалите обаче претърпяват промени. Една от тези промени се нарича атмосферни влияния и за кратки и дълги периоди от време тя може драстично да промени скалите по различни начини.
Какво е изветрянето на скалите?
Изветрянето на скалите описва процеса на отслабване и разрушаване на скали и минерали. Това може да се случи както от неживи, така и от живи фактори, като температурни промени, растения и животни, киселини, соли и вода, независимо дали са твърди или течни. Изветрянето на скалите се извършва за определен период от време. Скалите на земната повърхност са склонни да се изветряват по-бързо от тези под земята. Изветрянето е един от процесите, които водят до производство на почвата.
Какви са видовете атмосферни влияния?
Различните видове атмосферни влияния засягат скалите. Те включват физическо / механично изветряване, химическо и биологично изветряване.
Физическото или механичното изветряване всъщност разбива скалите на парчета. Един метод за физическо изветряване включва замръзване и размразяване на водата. В течна форма водата може да се плъзга между всякакви пори или пукнатини в скалите. Ако тази вода замръзне, тя ще се разшири вътре в тези скали. Обемът може да се увеличи до 10 процента, оказвайки голям натиск върху скалите. Това се нарича клин на лед или криофрактуриране, тъй като ледът всъщност се разклаща с течение на времето. Когато ледът се разтопи и отново образува течна вода, части от скалата ще бъдат пометени като малки парчета чрез ерозия. Водата играе основна роля при физическото изветряване. Той може да навлезе в порите на скали и глина, да ги накара да набъбнат и след това да изветри по-твърди скали около тях. Водата повдига скали от подводни повърхности и когато паднат обратно надолу или ударят други скали, те могат да се счупят.
Солта може да доведе до вид изветряване, наречено пчелна пита. Подземните води се просмукват в скални пукнатини чрез капилярно действие и в крайна сметка се изпаряват. Така се получават солени кристали, които повишават налягането в скалите. В крайна сметка скалите ще се разрушат. Това може да остави ями солени кристали, които приличат на пчелни пити. Изветрянето от изветрянето на кристализация на сол често се среща в сух климат.
Екстремните температури могат да повлияят и на изветрянето на скалите. Един вид физическо изветряване се нарича термичен стрес. Това е често срещан фактор в пустинния климат, при който дневните температури са много горещи, докато нощните температури могат да бъдат доста хладни. Когато тази дива люлка на температурите се извършва многократно в продължение на дълъг период от време, скалите в крайна сметка ще се разпаднат и ще се лющят. Това действие се нарича ексфолиране. Абразията е друг вид физическо изветряване, при което постоянното излагане на триене от вятър, вода или лед постепенно излага скалите и ги разрушава.
Друг основен тип изветряване е химическото изветряване. Химическото изветряване често е резултат от взаимодействието на водата и температурата в околната среда с минерали в скалите. При химическото изветряване действителният молекулен състав на скалите се променя. Един пример е, когато въглеродният диоксид се комбинира с вода, създавайки карбонизация, която дава въглеродна киселина. Карбоновата киселина от своя страна ще разтвори варовика, който с времето прави подземни пещери от варовик.
Окисляването е вид химическо изветряване, при което скалите със съдържание на желязо ще реагират с кислород и вода, което води до ръжда. Ръждата се представя като класическия червеникаво-оранжев цвят в желязото. Тази ръжда ще износва скали. При хидратацията действителните химически връзки на една скала ще се променят от поглъщането на вода. По този начин водата превръща анхидрита в гипс. Хидратацията също води до деформация на скалите. При дехидратация водата се отстранява от скалата, например когато водата се отстранява от лимонита, за да се образува хематит. При хидролиза минералите се променят, когато са изложени на кисела вода, за да се получат разтвори, като разтвор на солена вода. Химическото изветряване чрез хидролиза на полевия шпат също прави много разпространените глинени минерали и кварц. Хидролизата на алкален фелдшпат или ортоклаз може също да доведе до образуването на каолинит и други вещества. Всички тези химични процеси водят до повишено изветряване на скалите. Химическото изветряване е по-често и се случва по-бързо в тропическите региони поради топлината и обилната вода от дъжд.
Биологичното изветряване е вид изветряне, което е резултат от растителни, животински и дори микробни влияния. Например, семената на дърветата с течение на времето ще разбият скалите, докато растат в зрели дървета. Корените на дърветата непрекъснато ще се разпространяват и ще правят пукнатини в скалите. Копаенето на животни като бенки също може да разруши скалите. Дори надземните животни могат да разбиват скали, докато пътуват над сушата. Както живите, така и разлагащите се растения и гъби засягат скалите, като произвеждат въглена киселина. Гъбите в лишеите работят за разграждането на скалите, за да отделят минерали, а симбиотичните водорасли участват в тези минерали. Този процес води до дупки в скалите. Дори малките бактерии могат да изветрят и да променят минералното съдържание на скалите! С течение на времето цялата активност на биологичните организми води до повишено изветряване на скалите.
Връзка между изветрянето и ерозията
Когато скалите се износват от атмосферни влияния с течение на времето, те могат да бъдат пометени от вятър или от водни басейни. Този процес се нарича ерозия. Ерозията има тенденция да се появява в скали, изветрени на повърхността на Земята. Както атмосферните влияния, така и ерозията са преобладаващи навсякъде по Земята и комбинацията от тях драстично променя повърхността за дълги периоди от време.
Забележителни примери за изветряне
Има много примери за изветряване на скали по целия свят, включително някои основни забележителности.
Знаете ли, че най-големият каньон на земята е направен от вода? Големият каньон в Съединените щати е издълбан в сегашния си вид в продължение на милиони години, поради изветрянето на скали от водата, по-специално река Колорадо. Друг пример за изветряне е ексфолирането, което води до форми на релефа, наречени bornhardts. Тези куполни структури обикновено се срещат в тропическа среда; един пример е планината Sugarloaf в Бразилия.
Варовиковите пещери са пример за изветряне. Химическото изветряване формира огромната пещерна система на Националния парк Carlsbad Caverns в САЩ.
Планините Апалачи в Северна Америка някога са били по-високи от връх Еверест. Изветрянето и ерозията в продължение на много милиони години носеха тези планини надолу в по-ниската, по-гладка верига, каквато са днес.
Удивително е да се мисли, че атмосферните влияния от химикали, растения и животни и микроби от всякакъв размер, както и дъжд и вятър могат да направят такива огромни промени в пейзажа!
Как атмосферните влияния влияят на околната среда
Изветрянето на скалите играе решаваща роля за баланса на околната среда. Когато скалите се изветрят от остри предмети към по-гладки, те са готови да допринесат за създаването на почви. Разложените растителни и животински вещества, бактериите и изветрелите минерали дават плодородни почви. Колкото повече видове материали има в почвата, включително изветрели скални парчета, толкова по-плодородна ще бъде почвата. Това е важно за отглеждането на растения и като такова е важно за фермерите, които отглеждат храна за хора и животни. Ако почвата не съдържа широка смес от биологични и минерални компоненти, тя няма да бъде толкова плодородна и в някои случаи може да липсва каквото и да е плодородие.
Човешкото действие може да увеличи скоростта на изветряне. Замърсяването на въздуха с изкопаеми горива води до киселинни дъждове, които износват скали като мрамор и варовик, както и всички сгради или паметници, направени от тях. Намаляването на замърсяването на въздуха от производството на изкопаеми горива може да помогне за предотвратяване на по-нататъшно увреждане на околната среда от киселинните дъждове.
