Hvad er silikatforvitring?

Der er tre former for forvitring, der udgør fysiske, kemiske og biologiske processer. Selvom forvitring kan forveksles med erosion, er der subtile forskelle. Erosion opstår ved nedbrydning, transport og aflejring af materiale, mens vejrlig ændrer eller nedbryder materiale på dets oprindelige position. Silikatforvitring kan hjælpe med at forme jordens overflade, regulere globale og kemiske cyklusser og endda bestemme næringstilførslen til økosystemer.

Hvis du går ud og henter en sten i din baghave, er chancerne for, at du holder en sten, der indeholder silikatmineraler. Silikater udgør ca. 95 procent af jordskorpen og kappen og er en hovedbestanddel af magtfulde klipper - krystallinske eller glasagtige klipper dannet ved afkøling og størkning af magma. Mineraler med denne kombination af silicium og ilt findes også, omend de er mindre rigelige, i sedimentære klipper (dannet af andre stenfragmenter og cementeret sammen) og metamorfe sten (dannet ved opvarmning og trykføring af eksisterende klippe).

Den primære makeup til alle silikatmineraler er silicium-ilt tetraeder - et fast stof afgrænset af polygoner med fire ansigter. Sammensætningen inkluderer en central siliciumkation bundet til fire iltatomer, der er placeret i hjørnerne af en regelmæssig tetraeder. Cirka 25 procent af alle kendte mineraler og 40 procent af de mest almindelige er silicater. Bindingerne, der binder silicium og ilt, udvikles af modsat ladede ioner og delte elektroner.

•••Billede af Flickr.com, med tilladelse fra Leonardo Aguiar

Jordens overflade er formet via forvitring fra fysiske, kemiske eller biologiske faktorer. Disse faktorer kan virke separat eller som en kombineret kraft. Fysisk forvitring forårsager opløsning af stenmateriale uden tilstedeværelse af forfald. Termisk ekspansion - den skiftende proces med frysning og optøning som tydelig i den nordlige del af USA og det meste af Canada - er den primære kilde til fysisk forvitring. Kemisk forvitring opstår, når mineralsammensætningen i en sten ændres.

Ifølge Sigurdur R. Gislason, Institut for Jordvidenskab (Island) og Eric H. Oelkers, Géochimie et Biogéochimie Experimentale (Frankrig), "silikatforvitring (kemisk forvitring) menes at kontrollere klimaet ved at forbruge atmosfærisk kuldioxid (CO2) "over en geologisk tid vægt. CO2 lagres til sidst som karbonater i havet. En tredjedel af silikatforvitring er resultatet af forvitring på vulkanske øer og kontinenter. Den atmosfæriske CO2-forbrugsstrøm skyldes hovedsageligt en del af den høje vejrhastighed af basalt. For hver stigning på en grad i temperatur stiger kemiske vejrforhold med ca. 10 procent. Men de fleste silikater opløses i uoverensstemmelse med vejrlig, da de er bundet til andre mineraler såsom ler. Disse suspenderede silikater, der transporteres til havene, er meget reaktive i havvandene og er derved afhængige af klimaet.

•••Billede af Flickr.com, takket være flydime

Af de klipper, der er eksponeret på jordens overflade, udgør ca. 90 procent silikater. Cirka en fjerdedel af denne sten er påtrængende - for eksempel granit - en fjerdedel er ekstrusiv - vulkansk - og den anden halvdel er metamorf og "Prækambrisk" - en periode, der strækker sig fra omkring 4 milliarder år siden (den omtrentlige alder for de ældste kendte klipper) til 542 millioner år siden. At være af silikatmakeup, forvitrer vulkansk sten det hurtigste. Men det vil tage over 1 million år for silikatforvitring at stabilisere atmosfærisk CO2, selvom silikatforvitring fremskynder fjernelse af CO2. I betragtning af denne tidsplan - vegetationsundertrykkelse og forvitringshastigheder - vil CO2-niveauet vende tilbage til over niveauet fra førindustriel tid.