Definice zvětrávání skal

Mnoho kamenů při každodenních setkáních se může zdát nerozbitných a neměnných. Skály však procházejí změnami. Jedna z těchto změn se nazývá zvětrávání a po krátkou i dlouhou dobu může drasticky měnit horniny mnoha způsoby.

Zvětrávání hornin popisuje proces oslabování a odbourávání hornin a minerálů. K tomu může dojít prostřednictvím neživých i živých faktorů, jako jsou změny teploty, rostliny a zvířata, kyseliny, soli a voda, pevné nebo kapalné. Zvětrávání hornin probíhá po určitou dobu. Skály na zemském povrchu mají tendenci zvětrávat rychleji než ty pod zemí. Zvětrávání je jedním z procesů, které vedou k produkci půdy.

Na kameny působí různé typy zvětrávání. Patří mezi ně fyzikální / mechanické zvětrávání, chemické zvětrávání a biologické zvětrávání.

Fyzické nebo mechanické zvětrávání ve skutečnosti rozkládá kameny na kousky. Jeden způsob fyzického zvětrávání zahrnuje zmrazení a rozmrazení vody. V kapalné formě může voda proklouznout mezi póry nebo prasklinami ve skalách. Pokud tato voda zamrzne, bude expandovat uvnitř těchto skal. Objem se může zvýšit až o 10 procent, což vytváří velký tlak na kameny. Tomu se říká klínování ledu neboli kryofrakce, protože led ve skutečnosti klínuje kameny v průběhu času. Když se led roztaje a znovu vytvoří kapalnou vodu, části skály budou smeteny jako drobné kousky erozí. Voda hraje při fyzickém zvětrávání hlavní roli. Může proniknout do pórů horniny a hlíny, zvětšit je a potom kolem nich zvětrávat tvrdší skálu. Voda zvedá kameny z podvodních povrchů, a když spadnou zpět dolů nebo narazí na jiné kameny, mohou se zlomit.

Sůl může vést k typu zvětrávání zvaného voštinové zvětrávání. Podzemní voda kapilárním působením prosakuje do horninových trhlin a nakonec se odpařuje. Tak se získají krystaly soli, které zvyšují tlak v horninách. Nakonec se skály rozpadnou. To může zanechat jámy krystalů soli, které připomínají voštiny. Zvětrávání z krystalizace solí zvětrávání se často vyskytuje v suchém podnebí.

Extrémy teploty mohou ovlivnit také zvětrávání hornin. Jeden typ fyzického zvětrávání se nazývá tepelné namáhání. To je běžný faktor v pouštním podnebí, ve kterém jsou denní teploty velmi horké, zatímco noční teploty mohou být docela chladné. Když k tomuto divokému výkyvu teplot dochází opakovaně po dlouhou dobu, skály se nakonec rozpadnou a odlupují se. Tato akce se nazývá exfoliace. Abraze je další typ fyzického zvětrávání, při kterém neustálé vystavení třením od větru, vody nebo ledu postupně vystavuje kameny a rozbíjí je.

Dalším významným typem zvětrávání je chemické zvětrávání. Chemické zvětrávání často vyplývá z interakce vody a teploty v prostředí s minerály v horninách. Při chemickém zvětrávání se mění skutečná molekulární složení hornin. Jedním z příkladů je situace, kdy se oxid uhličitý spojuje s vodou a vytváří karbonataci, při které vzniká kyselina uhličitá. Kyselina uhličitá zase rozpustí vápenec, který postupem času vytvoří podzemní vápencové jeskyně.

Oxidace je druh chemického zvětrávání, při kterém horniny s obsahem železa reagují s kyslíkem a vodou, což vede k rzi. Rust se prezentuje jako klasická červenooranžová barva železa. Tato rez bude opotřebovávat kameny. Při hydrataci se skutečné chemické vazby horniny změní od absorpce vody. Voda tímto způsobem mění anhydrit na sádru. Hydratace také vede k deformaci hornin. Při dehydrataci se voda odstraňuje ze skály, například když se voda odstraňuje z limonitu za vzniku hematitu. Při hydrolýze se minerály mění vystavením kyselé vodě za vzniku roztoků, jako je slaný roztok. Chemické zvětrávání, hydrolýzou živců, také vytváří velmi běžné jílové minerály a křemen. Hydrolýza alkalického živce nebo ortoklázy může také vést k tvorbě kaolinitu a dalších látek. Všechny tyto chemické procesy vedou ke zvýšenému zvětrávání hornin. Chemické zvětrávání je častější a vyskytuje se rychleji v tropických oblastech kvůli teplu a hojné vodě z deště.

Biologické zvětrávání je druh zvětrávání, které je výsledkem vlivů rostlin, zvířat a dokonce i mikrobů. Například semena stromů v průběhu času rozbijí kameny, až z nich vyrostou vzrostlé stromy. Kořeny stromů se budou neustále šířit a ve skalách budou praskat. Kopání zvířat, jako jsou krtci, může také rozkládat kameny. I zvířata nad zemí mohou při cestování po zemi rozkládat kameny. Živé i rozpadající se rostliny a houby ovlivňují horniny produkcí kyseliny uhličité. Houby v lišejnících rozkládají horniny, aby uvolňovaly minerály, a na těchto minerálech se podílí symbiotické řasy. Tento proces vede k otvorům ve skalách. Dokonce i drobné bakterie mohou zvětrávat a měnit obsah minerálů ve skalách! Postupem času veškerá aktivita biologických organismů vede ke zvýšenému zvětrávání hornin.

Když jsou kameny povětrnostními vlivy v průběhu času opotřebované, mohou být smeteny větrem nebo vodními plochami. Tento proces se nazývá eroze. Eroze má tendenci nastat ve skalách zvětralých na povrchu Země. Jak zvětrávání, tak eroze převládají všude na Zemi a jejich kombinace drasticky mění povrch po dlouhou dobu.

Existuje mnoho příkladů zvětrávání hornin po celém světě, včetně některých významných památek.

Věděli jste, že největší kaňon na Zemi vytvořil voda? Grand Canyon ve Spojených státech byl vytesán do své současné podoby po miliony let, kvůli zvětrávání hornin vodou, konkrétně řekou Colorado. Dalším příkladem zvětrávání je exfoliace, která vede k tvarům zvaným bornhardts. Tyto klenuté struktury se obvykle vyskytují v tropickém prostředí; jedním příkladem je hora Sugarloaf v Brazílii.

Vápencové jeskyně jsou příkladem zvětrávání. Chemické zvětrávání vytvořilo obrovský jeskynní systém v národním parku Carlsbad Caverns ve Spojených státech.

Apalačské hory v Severní Americe byly kdysi vyšší než Mount Everest. Zvětrávání a eroze po mnoho milionů let vrhly tyto hory dolů do nižšího, hladšího řetězce, kterým jsou dnes.

Je úžasné si myslet, že zvětrávání způsobené chemikáliemi, rostlinami a zvířaty a mikroby jakékoli velikosti a déšť a vítr mohou způsobit takové obrovské změny v krajině!

Zvětrávání hornin hraje zásadní roli v rovnováze životního prostředí. Když jsou kameny zvětralé z ostrých předmětů na hladší, jsou připraveny přispět k tvorbě půdy. Rozpadlá rostlinná a živočišná hmota, bakterie a zvětralé minerály poskytují úrodné půdy. Čím více druhů materiálů v půdě je, včetně zvětralých skalních kamenů, tím úrodnější bude půda. To je důležité pro pěstování rostlin a jako takové je důležité pro zemědělce, kteří pěstují potravu pro lidi a zvířata. Pokud půda neobsahuje širokou směs biologických i minerálních složek, nebude tak úrodná a v některých případech může postrádat úrodnost.

Lidská činnost může zvýšit rychlost zvětrávání. Znečištění ovzduší fosilními palivy vede ke kyselým dešťům, které strhávají kameny, jako je mramor a vápenec, a všechny budovy nebo památky z nich vyrobené. Snížení znečištění ovzduší z výroby fosilních paliv může pomoci zabránit dalšímu poškození životního prostředí kyselými dešti.