Granit, Kalkstein und andere Gesteinsarten mögen nahezu unverwüstlich erscheinen, aber selbst diese hochbelastbaren Materialien sind Mutter Natur nicht gewachsen. Luft und Wasser in der Atmosphäre interagieren mit Mineralien in Gesteinen, was zu einer chemischen Reaktion führt, die das Gestein schwächt und es anfällig für Verschleiß und Erosion macht. Natürlich sind Gesteine nicht die einzigen Opfer chemischer Verwitterung; Dieses Phänomen betrifft auch andere Substanzen, von Kupfer und anderen Metallen bis hin zu künstlichen Materialien.
Chemische Verwitterung umfasst jede Art von Verwitterung, die die molekulare Zusammensetzung von Gestein und anderen Strukturen verändert. Diese Veränderungen treten aufgrund chemischer Reaktionen zwischen Mineralien im Gestein und der Luft, Wasser oder anderen Elementen auf, die mit dem Gestein interagieren. Die Karbonatisierung, bei der Kohlendioxid in der Luft mit Wasser im Gestein reagiert, ist ein einfaches Beispiel für chemische Verwitterung. Bei diesem Prozess entsteht eine Substanz namens Kohlensäure, die das Material auflöst und schwächt.
Als weitere Grundform der chemischen Verwitterung dient die Oxidation, bei der sich Sauerstoff und Mineralien zu neuen Materialien verbinden. Bei der Reaktion von Sauerstoff mit Eisen im Gestein entstehen Eisenoxide, die zu rostfarbenen Schlieren auf der Gesteinsoberfläche führen können.
Physikalische Verwitterung
Sowohl die physikalische als auch die chemische Verwitterung wirken auf den Abbau und die Schwächung von Gesteinen, aber die beiden Prozesse funktionieren sehr unterschiedlich. Im Gegensatz zur chemischen Verwitterung verändert die physikalische Verwitterung die chemische Zusammensetzung der Gesteine nicht. Stattdessen umfasst es Prozesse, die Gestein physikalisch oder mechanisch abbauen. Dies können Risse sein, die durch Gefrier- und Auftauzyklen verursacht werden, Brüche durch Pflanzenwurzeln, die durch das Gestein wachsen, oder Abrieb durch aufgewirbelten Sand oder Gesteinspartikel.
Verwitterung vs. Erosion
Viele Leute verwechseln Verwitterung mit Erosion, doch diese Begriffe beziehen sich auf zwei sehr unterschiedliche Konzepte. Die Verwitterung, ob physikalisch oder chemisch, lockert oder schwächt Gesteinspartikel und lässt sie für die Erosion frei, um sie wegzutragen. Erosion erfolgt durch bewegte Luft, Wasser oder Eis. Beispielsweise könnte die Schneeschmelze auf einem Berggipfel die bereits durch chemische Verwitterung geschwächte Bergwand erodieren.
Auswirkungen chemischer Verwitterung
Chemische Verwitterung hat sowohl positive als auch negative Auswirkungen. Dieser Prozess trug dazu bei, einige der schönsten Orte der Erde zu schaffen, darunter den Grand Canyon, Chinas Stone Forest und den Carlsbad Caverns National Park. Auch die chemische Verwitterung trägt zur Bodenbildung bei, da die Partikel im Boden aus im Laufe der Zeit abgebautem Gestein stammen.
Leider beschädigt dieser Prozess auch Eigentum, einschließlich Häuser und Geschäfte. Chemische Verwitterung kann rostige Löcher in den Wänden eines Metallschuppens hinterlassen oder die durchdachte Inschrift auf einem Grabstein zerstören. Es kann sogar große Denkmäler und Statuen beschädigen. Die grüne Patina der Freiheitsstatue zum Beispiel ist eine direkte Folge der chemischen Verwitterung von Kupfer. New Hampshires berühmter "Old Man in the Mountain", der über Jahrhunderte durch Verwitterung entstanden ist, wurde selbst Opfer chemischer Verwitterung, die das Bauwerk 2003 zerstörte.