Wie bricht Verwitterung Gestein ab?

Gesteine, die sich auf oder in der Nähe der Erdoberfläche befinden, werden durch einen natürlichen Prozess, der als Verwitterung bezeichnet wird, kontinuierlich abgebaut. Die Verwitterung zersetzt Gesteine ​​durch mechanische, chemische und biologische Mechanismen. Diese Prozesse arbeiten oft zusammen, um die endgültige Verwitterung eines bestimmten Gesteins zu erreichen. Im Laufe der Zeit können diese Verwitterungskräfte ganze Berge einebnen oder massive Höhlen aushöhlen.

Die Natur weist zwei Hauptzerstörer auf: Verwitterung und Erosion. Unter Verwitterung versteht man den Zerfall und die Zersetzung von Gesteinen. Dies geschieht an oder nahe der Oberfläche und findet immer dort statt, wo sich das Gestein befindet. Erosion hingegen beinhaltet die Aufnahme und den Transport der Verwitterungsprodukte durch ein mobiles Agens wie Wind oder Wasser. Durch die Verwitterung entstehen kleinere Gesteinsbrocken, die entweder in ihrer Zusammensetzung dem Muttergestein ähnlich oder anders sein können.

Physikalische Verwitterung beinhaltet den Abbau von Gestein durch mechanische Mittel, typischerweise durch Temperatur- und Druckänderungen. Die resultierenden Stücke behalten ihre ursprüngliche Zusammensetzung. Einer der Hauptmechanismen der Natur für die physikalische Verwitterung ist das Verkeilen von Frost. Wasser dringt durch Risse in ein Gestein ein und gefriert dann. Dies verursacht eine Expansion mit Drücken von bis zu 4,3 Millionen Pfund pro Quadratfuß, was zu einer Gesteinsfragmentierung führt. Exfoliation oder Entladung tritt auf, wenn der Druck auf ein Gestein aufgrund von Hebung oder Erosion verringert wird. Durch den reduzierten Druck dehnt sich das Gestein aus, was zu einer Fragmentierung führt. Wärmeausdehnung und Kristallisation sind auch Verfahren, bei denen Gestein mechanisch verwittert wird.

Bei der chemischen Verwitterung wird Gestein auf chemischem Wege zersetzt, d. h. die innere Struktur des Gesteins wird durch das Hinzufügen oder Entfernen von Elementen verändert. Die resultierenden Stücke haben eine andere Zusammensetzung. Auflösung oder Auswaschung tritt auf, wenn sich bestimmte Mineralien in saurem Wasser, wie Halit und Calcit, auflösen. Oxidation findet statt, wenn sich Sauerstoff mit eisenhaltigen Silikaten verbindet, um Rost zu erzeugen. Dies ist bei mafischen Gesteinen üblich, deren Zusammensetzung ferromagnesisch ist. Hydrolyse tritt auf, wenn sich Wasserstoff, typischerweise aus Kohlensäure, mit Silikatmineralien verbindet, wodurch Ton entsteht.

Biologische Verwitterung beinhaltet den Abbau von Gestein durch chemische oder physikalische Einwirkungen von Organismen. Die resultierenden Stücke können ihre ursprüngliche Zusammensetzung behalten oder nicht. Wurzelkeilen ist eine häufige Art der biologischen Verwitterung. Dies geschieht, wenn Wurzeln einen Felsen durchdringen und weiter wachsen. Der Expansionsdruck verursacht eine Fragmentierung. Auch tierische Aktivitäten wie Graben können zu einer Fragmentierung führen. Während dies Beispiele für physikalisch-biologische Verwitterung sind, gibt es auch Arten chemisch-biologischer Verwitterung. Flechten, Pilze und Schimmelpilze können beispielsweise Säuren absondern, die die chemische Zusammensetzung des Gesteins verändern. Organische Ablagerungen können auch chemische Verwitterung verursachen. Dies geschieht, wenn bei der Zersetzung Kohlenstoff freigesetzt wird. Dieser Kohlenstoff kann sich mit Wasser zu einer schwachen Säure verbinden.