Wie kommt es zur Verwitterung?

Verwitterung ist der Abbau von Gesteinen und Mineralien „in situ“, d. h. er erfolgt ohne größere Bewegung des Gesteinsmaterials. Verwitterung geschieht durch Prozesse oder Quellen in der Umwelt, einschließlich Ereignissen wie Wind und Objekten wie den Wurzeln von Pflanzen. Verwitterung ist entweder mechanisch, bei der Gesteine ​​durch eine äußere Kraft abgebaut werden, oder chemisch, was bedeutet, dass Gesteine ​​durch eine chemische Reaktion und Veränderung abgebaut werden.

Mechanische Verwitterung entsteht durch den Druck einer äußeren, physikalischen Kraft wie Hitze oder Reibung. In kalten und trockenen Klimazonen wie der Wüste dominiert die Hitzeverwitterung. Während des Tages in Wüsten kann die Temperatur auf über 40 Grad Celsius (100 Grad Fahrenheit) ansteigen, aber die Temperaturen können nachts auf 5 Grad Celsius (41 Grad Fahrenheit) oder darunter abkühlen. Wenn das Wetter wärmer ist, dehnen sich die Felsen aus, und die äußeren Schichten ziehen sich zusammen und werden kleiner, wenn die Temperatur abkühlt. Die Gesteinsschichten werden durch diesen Prozess immer schwächer und Platten fallen in einem Prozess ab, der Peeling genannt wird. Wind kann auch dazu führen, dass Steine ​​in kleinere Stücke zerbrechen, indem er Kraft in Spalten ausübt und Steinbrocken herauskratzt.

Eine weitere übliche Art der mechanischen Verwitterung ist die Frost-Tau-Verwitterung, die auftritt, wenn das Wetter über und unter 0 Grad Celsius (32 Grad Fahrenheit) schwankt. Wasser fließt in die Risse im Gestein, aber wenn es gefriert, kristallisiert das Wasser in eine sechseckige Form, das mehr Platz benötigt als flüssiges Wasser, so die HyperPhysics-Site im Bundesstaat Georgia Universität. Tagsüber taut das Eis auf und gefriert bei sinkenden Temperaturen wieder. Dieser Prozess erweitert die Risse im Gestein und bricht sie schließlich auseinander.

Chemische Verwitterung bezieht sich auf den Prozess, bei dem Gesteine ​​durch chemische Reaktionen zerfallen; diese Verwitterung geschieht auf molekularer Ebene. Diese Art der Verwitterung führt zur Zersetzung von Gesteinen und tritt am häufigsten in warmen und feuchten Klimazonen auf. Alle Niederschläge enthalten Kohlensäure, die durch einen Prozess namens Karbonisierung chemisch mit dem Kalziumkarbonat in Gesteinen wie Kreide und Kalkstein reagiert. Das Gestein wird wasserlöslich, so dass sich das Gestein allmählich auflöst, wenn Regen darauf fällt. Gesteine, die Eisenmineralien enthalten, oxidieren oder rosten, was die Struktur des Gesteins chemisch verändert und dazu führt, dass es auseinanderbricht.

Biologische Verwitterung kombiniert sowohl mechanische als auch chemische Verwitterung und wird durch Pflanzen oder Tiere verursacht. Wenn Pflanzenwurzeln tiefer wachsen, um Wasserquellen zu finden, dringen sie durch Risse in den Felsen und üben Kraft aus, um sie auseinander zu drücken. Wenn die Wurzeln wachsen, werden die Risse größer und brechen die Felsen in kleinere Stücke. Wenn Pflanzen sterben, produzieren sie bei ihrer Zersetzung Säure, die eine chemische Reaktion im Gestein hervorruft, die Teile des Gesteins weiter auflöst. Im Wesentlichen können Pflanzen auf diese Weise ihren eigenen Boden bilden, wodurch der bröckelnde Riss gastfreundlicher für den nächsten Samen ist, der sich dort niederlässt. Auch Tiere, einschließlich des Menschen, können durch häufiges Bewegen über einen Felsen biologische Verwitterung verursachen. Diese Reibung trägt Teile des Oberflächenmaterials ab.