Prozesse, die Erdmineralien abbauen und schwächen, werden als Verwitterung bezeichnet. Im Laufe der Zeit kann dies zu Erosion führen, bei der riesige Fels- und Gesteinsabschnitte abgetragen werden und Landschaften verändern. Die physikalische Verwitterung verändert die Materialstruktur von Gesteinen, während die chemische Verwitterung ihre chemische Struktur verändert.
Was ist physikalische Verwitterung?
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Physikalische Verwitterung, oder Mechanische Verwitterung, bezieht sich auf Prozesse, die die physikalische Struktur von Gestein und Gestein abtragen oder aufbrechen, ohne sie chemisch zu verändern. Dies kann Prozesse umfassen, bei denen Gestein geknackt oder zertrümmert wird; zum Beispiel, wenn herabfallende Steine ineinander prallen und auseinanderbrechen. Physikalische Verwitterung bezieht sich auch auf das langsame Abtragen oder Glätten von Gesteinsoberflächen durch Witterungseinflüsse. Zum Beispiel in Abrieb, Wind oder Wasser tragen kleine Gesteinspartikel, die an glatten, größeren Felsen kratzen, die sie berühren. Dies kann im Laufe der Zeit zu großflächiger Erosion führen – zum Beispiel, wenn große Sandsteinfelsen freigelegt werden, wenn der weniger witterungsbeständige Schiefer, der sie benachbart hat, abgetragen wird.
Arten der physikalischen Verwitterung
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Eine der häufigsten Arten der physikalischen Verwitterung ist verkeilen. Ein Verkeilen tritt auf, wenn eine Substanz in Risse oder Löcher im Gestein gelangt und sich nach außen ausdehnt. Dies erweitert diese Risse und Löcher und kann dazu führen, dass das Gestein auseinanderbricht; dies kann auch bei unverputzten Ziegeln vorkommen. Gefrierendes Wasser, kristallisierendes Salz und wachsende Pflanzenwurzeln sind häufige Ursachen für das Verkeilen.
Im Peeling, Gesteine, die unter enormem Druck unter der Erde entstanden sind, werden an die Oberfläche gebracht. Ohne den extremen Druck dehnen sich die Spitzen dieser Gesteine aus und spalten sich vom darunter liegenden Gestein ab. Beim Peeling entstehen plattenförmige Steinabschnitte wie Granit oder Marmor.
Was ist chemische Verwitterung?
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Während physikalische Verwitterung die Struktur eines Gesteins verändert, chemische Verwitterung zersetzt ein Gestein, indem es die chemische Zusammensetzung der Mineralien, aus denen es besteht, verändert. Alle Felsen bestehen aus Mineralien, kristalline Strukturen aus den Grundelementen. Die Elemente in diesen Mineralien können mit ihnen umgebenden Substanzen – wie Wasser oder Sauerstoff – reagieren und die chemische Zusammensetzung des Minerals verändern. In einigen Fällen führt diese chemische Veränderung dazu, dass die Mineralien im Gestein strukturell schwächer und anfälliger für physikalische Verwitterung sind.
Arten der chemischen Verwitterung
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Sie haben wahrscheinlich ein rostiges Stück Eisen gesehen. Eisen bildet an der Luft weichen und spröden Rost – Eisenoxid – ein Prozess namens Oxidation. Viele Mineralien enthalten Eisen und können durch Oxidation geschwächt werden. Im Hydrolyse, Mineralien nehmen Wasser in ihre Struktur auf, wodurch sie weniger dicht und somit anfälliger für Verwitterung sind. Gips beispielsweise entsteht durch die Aufnahme von Wasser.
Die bekannteste Verwitterungsart ist Versauerung, bei dem Säuren wie Salpetersäure oder Kohlensäure Chemikalien in einem Mineral entfernen. Saurer Regen enthält diese Art von Verwitterungssäuren. Eine Chemikalie, die leicht mit Säuren reagiert, ist Kalzium. Kalzium kommt in Kalkstein und Marmor vor, daher verursacht saurer Regen erhebliche Schäden an Denkmälern und Statuen.