Gesteinsarten und ihre Witterungsbeständigkeit

Oft mit kleinen, subtilen und langsamen Geschwindigkeiten vorgehen, verwittern Fragmente oder lösen Gesteine ​​auf: ein enormer Einfluss geologischer Prozess, der üblicherweise die Voraussetzungen für die Erosion bildet und das kritische „Ausgangsmaterial“ für die Entwicklung liefert Böden. Die Art des Gesteins beeinflusst sicherlich Art, Grad und Geschwindigkeit der Verwitterung, obwohl viele andere Faktoren eine Rolle spielen – nicht zuletzt das umgebende Klima.

TL; DR (zu lang; nicht gelesen)

Verwitterung zersetzt Gestein durch mechanische oder chemische Prozesse. Verschiedene Gesteinsarten haben unterschiedliche Witterungsbeständigkeit, aber neben dem basischen Mineralgehalt beeinflussen viele andere Faktoren die Verwitterungsraten, einschließlich des Klimas.

Die Verwitterung zerlegt Gestein durch mechanischen Zerfall oder chemische Zersetzung. Mechanische (oder physikalische) Verwitterung bezieht sich auf Gesteinsfragmentierung durch Kräfte wie Eis- oder Salzverkeilung und Druckentlastung auf Gesteine, die sich weit unter der Erde gebildet haben und dann an der Erdoberfläche. Die chemische Verwitterung umfasst hingegen Prozesse, die Gestein durch chemische Reaktionen verwittern, beispielsweise wenn Mineralien in Gesteinen durch Luft- oder Wassereinwirkung aufgelöst oder ersetzt werden.

Die relative Beständigkeit oder „Zähigkeit“ eines bestimmten Gesteins gegenüber Verwitterung hängt sicherlich teilweise davon ab, um welche Art von Gestein es sich handelt. Das liegt daran, dass die Gesteinsart durch die Zusammensetzung und den Anteil der einzelnen Mineralien bestimmt wird und verschiedene Mineralien unterschiedlich witterungsbeständig sind. Quarz zum Beispiel ist widerstandsfähiger als Glimmer, der wiederum widerstandsfähiger ist als Feldspäte. Aber Sie können aufgrund all der anderen beteiligten Variablen keine wirkliche allgemeine Rangfolge der Gesteinsarten nach Verwitterungsbeständigkeit erstellen.

Zum einen haben nicht alle Gesteine ​​eines bestimmten Typs, wie Granit und Kalkstein, die gleiche Mineralogie. Sandsteine ​​zum Beispiel bestehen aus Sandkörnern, die durch eine Vielzahl von Zementmaterialien gebunden sind, und deren Zähigkeit hängt von der ihres Zements ab: Ein mit Kieselsäure zementierter Sandstein ist widerstandsfähiger als einer mit Kalzium zementierter Karbonat.

Massivere Gesteine ​​– solche mit weniger Brüchen, Fugen oder Bettungsebenen, die die Grenzen zwischen den einzelnen Schichten bilden Sedimentgesteine ​​– neigen dazu, der Verwitterung besser zu widerstehen als weniger massive, da diese Einschnitte Eintrittspunkte bieten (oder Angriff) gegen Witterungseinflüsse wie Wasser, das in Frost-Tau-Wechseln Gesteine ​​auflöst und auch als Medium für chemische Verwitterung.

Und dann ist da noch der Klimafaktor. Grob gesagt ist die mechanische Verwitterung in trockeneren Klimazonen die dominierende Kraft, während in feuchten Klimazonen die chemische Verwitterung ausgeprägter ist. Viele Gesteine ​​sind resistent gegen die eine Art von Verwitterung und schwach gegen die andere. Kalkstein zum Beispiel ist aufgrund der Löslichkeit seines Karbonatgesteins besonders anfällig für chemische Verwitterung; in feuchten Kalksteinprovinzen gibt es Höhlen und Kavernen – Beispiele für Karstlandschaften – im Überfluss. Im Gegensatz dazu kann Kalkstein in Trockengebieten recht widerstandsfähig sein und bildet oft Steilhänge. Zum Beispiel bildet Kalkstein – zusammen mit Sandstein und Konglomerat – kühne Felsbänder im Grand Canyon des Colorado Plateaus, während schwächeres Schieferwetter zu sanften Schichten zwischen den härteren Schichten.

In einer Region, die mehrere Gesteinsarten enthält, trägt ihre relative Witterungsbeständigkeit oder ihr Fehlen dazu bei, die Lage des Landes zu gestalten. Grob gesagt sind hoch auf der Landschaft stehende Gesteinsschichten widerstandsfähiger gegen Verwitterung und Erosion – die beiden Kräfte gehen Hand in Hand – als darunter liegende Täler und andere Tiefebenen. In der Valley- und Ridge-Provinz der Appalachen dienen widerstandsfähigere Sandsteine ​​und Konglomerate als „Rückenbildner“, während schwächere Kalksteine ​​und Schiefer Täler bilden.

Die Verwitterung bestimmter Gesteinsarten erzeugt charakteristische Landschaftsformen. Granitaufschlüsse manifestieren sich oft als Kuppeln, Mauern und Geröllfelder, Gelände, das in einigen Fällen teilweise aus einer Form von mechanische Verwitterung, die als Peeling bezeichnet wird (obwohl auch chemische Verwitterung dazu beitragen kann), die am besten in Granit beobachtet wird Felsen. Diese bilden sich tief unter der Erdoberfläche; Wenn sie durch Hebung oder Erosion freigelegt werden, können sie auf die Entlastung reagieren, indem sie Platten oder Steinstreifen abwerfen, um diese monolithischen Landschaftsformen zu schaffen.

Durch das Brechen von Gestein in immer kleinere Stücke und das Freisetzen von Mineralien wirkt die Verwitterung als eine der wichtigsten bodenbildenden Kräfte. Verwittertes Gestein liefert das sogenannte „Ausgangsmaterial“, das dem sich entwickelnden Boden sowohl Struktur als auch Nährstoffe verleiht. Auch hier spielt die Art des Gesteins eine Rolle aufgrund der Art der Mineralien und der Größe der Partikel, die die Verwitterung daraus extrahiert. Zum Beispiel verwittert Sandstein oft zu großen Partikeln, um einen grob strukturierten Boden zu erzeugen, der leichter von Luft und Wasser, im Gegensatz zu dem feiner strukturierten, weniger durchlässigen Boden, der aus dem kleineren verwitterten Schiefer gewonnen wird Partikel.

Kalzium ist eng mit der Bodenfruchtbarkeit verbunden, und kalziumreiche Gesteine ​​neigen dazu, sowohl ziemlich schnell zu verwittern als auch versorgen den Boden mit reichlich Ton – den Partikeln, die den Pflanzen einen Großteil der essentiellen Nährstoffe erleichtern Wurzeln. Böden, die aus kalziumreichen Ferromagnesium-Gesteinen wie Basalt, Andesit und Diorit verwittert sind, neigen daher dazu, fruchtbarer zu sein als solche, die über sauren Eruptivgesteinen wie Granit und Rhyolith entwickelt wurden.