Πολλοί βράχοι σε καθημερινές συναντήσεις μπορεί να φαίνονται άθραυστοι και αμετάβλητοι. Ωστόσο, οι βράχοι υφίστανται αλλαγές. Μία από αυτές τις αλλαγές ονομάζεται καιρικές συνθήκες και για μικρές και μεγάλες χρονικές περιόδους, μπορεί να αλλάξει δραστικά τους βράχους με διάφορους τρόπους.
Τι είναι το Weathering of Rocks;
Ο καιρός των πετρωμάτων περιγράφει τη διαδικασία αποδυνάμωσης και διάσπασης πετρωμάτων και ορυκτών. Αυτό μπορεί να συμβεί τόσο από παράγοντες που δεν ζουν όσο και από ζώντες παράγοντες, όπως αλλαγές θερμοκρασίας, φυτά και ζώα, οξέα, άλατα και νερό, είτε στερεά είτε υγρά. Ο καιρός στους βράχους πραγματοποιείται για μια χρονική περίοδο. Οι βράχοι στην επιφάνεια της Γης τείνουν να καιρικές συνθήκες γρηγορότερα από εκείνους του υπόγειου. Ο καιρός είναι μια από τις διαδικασίες που οδηγούν στην παραγωγή εδάφους.
Ποιοι είναι οι τύποι καιρού;
Διαφορετικοί τύποι καιρικών συνθηκών επηρεάζουν τους βράχους. Αυτές περιλαμβάνουν φυσικές / μηχανικές καιρικές συνθήκες, χημικές καιρικές συνθήκες και βιολογικές καιρικές συνθήκες.
Ο φυσικός ή μηχανικός καιρός στην πραγματικότητα σπάει τους βράχους σε κομμάτια. Μια μέθοδος φυσικού καιρού περιλαμβάνει την κατάψυξη και την απόψυξη του νερού. Σε υγρή μορφή, το νερό μπορεί να γλιστρήσει μεταξύ οποιωνδήποτε πόρων ή ρωγμών σε βράχους. Εάν αυτό το νερό παγώσει, θα επεκταθεί μέσα σε αυτούς τους βράχους. Ο όγκος μπορεί να αυξηθεί έως και 10 τοις εκατό, ασκώντας μεγάλη πίεση στους βράχους. Αυτό ονομάζεται σφήνα πάγου ή κρυοδιάθλαση, διότι ο πάγος σφηνώνει πραγματικά με την πάροδο του χρόνου. Όταν ο πάγος ξεπαγώνει και σχηματίζει ξανά υγρό νερό, τμήματα του βράχου θα απορροφηθούν ως μικροσκοπικά κομμάτια λόγω διάβρωσης. Το νερό παίζει σημαντικό ρόλο στη φυσική καιρικές συνθήκες. Μπορεί να εισέλθει στους πόρους του βράχου και του πηλού, να τους φουσκώσει και στη συνέχεια να αντέξει σκληρότερα βράχια γύρω τους. Το νερό ανυψώνει πετρώματα από υποβρύχιες επιφάνειες και όταν πέφτουν προς τα κάτω ή χτυπούν άλλους βράχους, μπορούν να σπάσουν.
Το αλάτι μπορεί να οδηγήσει σε έναν τύπο καιρού που ονομάζεται καιρός. Τα υπόγεια νερά διαρρέουν σε ρωγμές με τριχοειδή δράση και τελικά εξατμίζονται. Αυτό αποδίδει κρυστάλλους αλατιού, οι οποίοι αυξάνουν την πίεση στους βράχους. Τελικά οι βράχοι θα καταρρεύσουν. Αυτό μπορεί να αφήσει λάκκους κρυστάλλων αλατιού που μοιάζουν με κηρήθρες. Ο καιρός από τις καιρικές συνθήκες κρυστάλλωσης αλατιού απαντάται συχνά σε ξηρά κλίματα.
Οι ακραίες θερμοκρασίες μπορούν επίσης να επηρεάσουν τις καιρικές συνθήκες των βράχων. Ένας τύπος φυσικών καιρικών συνθηκών ονομάζεται θερμικό στρες. Αυτός είναι ένας κοινός παράγοντας στα κλίματα της ερήμου, όπου οι θερμοκρασίες κατά τη διάρκεια της ημέρας είναι πολύ καυτές, ενώ οι θερμοκρασίες τη νύχτα μπορούν να είναι αρκετά δροσερές. Όταν αυτή η άγρια μεταβολή θερμοκρασιών πραγματοποιείται επανειλημμένα για μεγάλο χρονικό διάστημα, οι βράχοι τελικά θα καταρρεύσουν και θα ξεφλουδίσουν. Αυτή η δράση ονομάζεται απολέπιση. Η τριβή είναι ένας άλλος τύπος φυσικών καιρικών συνθηκών κατά τον οποίο η συνεχής έκθεση σε τριβή από άνεμο, νερό ή πάγο εκθέτει σταδιακά τους βράχους και τους καταρρέει.
Ένας άλλος σημαντικός τύπος καιρού είναι ο χημικός καιρός. Ο χημικός καιρός συχνά προκύπτει από την αλληλεπίδραση του νερού και της θερμοκρασίας σε ένα περιβάλλον με ορυκτά στα βράχια. Στις χημικές καιρικές συνθήκες, η πραγματική μοριακή σύνθεση των βράχων αλλάζει. Ένα παράδειγμα είναι όταν το διοξείδιο του άνθρακα συνδυάζεται με νερό, δημιουργώντας ανθρακικό άλας, το οποίο αποδίδει ανθρακικό οξύ. Το ανθρακικό οξύ με τη σειρά του θα διαλύσει τον ασβεστόλιθο, ο οποίος με την πάροδο του χρόνου δημιουργεί υπόγεια ασβεστολιθικά σπήλαια.
Η οξείδωση είναι ένας τύπος χημικών καιρικών συνθηκών στον οποίο βράχοι με περιεκτικότητα σε σίδηρο αντιδρούν με οξυγόνο και νερό, οδηγώντας σε σκουριά. Η σκουριά παρουσιάζεται ως το κλασικό κοκκινωπό-πορτοκαλί χρώμα στο σίδερο. Αυτή η σκουριά θα φθείρει πέτρες. Στην ενυδάτωση, οι πραγματικοί χημικοί δεσμοί ενός βράχου θα αλλάξουν από την απορρόφηση νερού. Το νερό αλλάζει τον άνυδρο σε γύψο με αυτόν τον τρόπο. Η ενυδάτωση οδηγεί επίσης σε παραμόρφωση βράχου. Στην αφυδάτωση, το νερό απομακρύνεται από βράχο, όπως όταν το νερό απομακρύνεται από τον λιμονίτη για να σχηματίσει αιματίτη. Στην υδρόλυση, τα μέταλλα αλλάζουν όταν εκτίθενται σε όξινο νερό για να κάνουν διαλύματα, όπως διάλυμα αλμυρού νερού. Οι χημικές καιρικές συνθήκες, μέσω υδρόλυσης του ασφάλτου, καθιστούν επίσης τα πολύ συνηθισμένα άργιλα ορυκτά και χαλαζία. Η υδρόλυση του αλκαλικού άστριου, ή της ορθοκλάσης, μπορεί επίσης να οδηγήσει στο σχηματισμό καολινίτη και άλλων ουσιών. Όλες αυτές οι χημικές διεργασίες οδηγούν σε αυξημένη διάβρωση των πετρωμάτων. Οι χημικές καιρικές συνθήκες είναι πιο συχνές και συμβαίνουν γρηγορότερα σε τροπικές περιοχές, λόγω της θερμότητας και του άφθονου νερού από τη βροχή.
Ο βιολογικός καιρός είναι ένας τύπος καιρού που προκύπτει από φυτικές, ζωικές και ακόμη και μικροβιακές επιδράσεις. Για παράδειγμα, οι σπόροι δέντρων θα διαλύσουν με την πάροδο του χρόνου τους βράχους καθώς μεγαλώνουν σε ώριμα δέντρα. Οι ρίζες των δέντρων θα απλώνονται συνεχώς και θα κάνουν ρωγμές σε βράχους. Τα σκάβοντας ζώα όπως τα τυφλοπόντικα μπορούν επίσης να σπάσουν τα βράχια. Ακόμα και τα ζώα που βρίσκονται πάνω από το έδαφος μπορούν να σπάσουν τα βράχια καθώς ταξιδεύουν πάνω από την ξηρά. Τόσο τα ζωντανά όσο και τα αποσυντιθέμενα φυτά και οι μύκητες επηρεάζουν τους βράχους παράγοντας ανθρακικό οξύ. Οι μύκητες στη λειχήνα λειτουργούν για να διαλύσουν τους βράχους για την απελευθέρωση ορυκτών και τα συμβιωτικά φύκια λαμβάνουν μέρος αυτών των ορυκτών. Αυτή η διαδικασία οδηγεί σε τρύπες στους βράχους. Ακόμα και μικροσκοπικά βακτήρια μπορούν να αντέξουν και να αλλάξουν την περιεκτικότητα σε ορυκτά πετρώματα! Με την πάροδο του χρόνου όλη η δραστηριότητα των βιολογικών οργανισμών οδηγεί σε αυξημένη διάβρωση των βράχων.
Σχέση μεταξύ καιρού και διάβρωσης
Όταν οι βράχοι φθείρονται από τις καιρικές συνθήκες με την πάροδο του χρόνου, μπορούν να παρασυρθούν από τον άνεμο ή από τα νερά. Αυτή η διαδικασία ονομάζεται διάβρωση. Η διάβρωση τείνει να συμβαίνει σε βράχους που έχουν ξεπεραστεί στην επιφάνεια της Γης. Και οι καιρικές συνθήκες και η διάβρωση είναι διαδεδομένες παντού στη Γη και ο συνδυασμός τους αλλάζει δραστικά την επιφάνεια για μεγάλες χρονικές περιόδους.
Αξιοσημείωτα παραδείγματα καιρού
Υπάρχουν πολλά παραδείγματα καιρικών συνθηκών σε όλο τον κόσμο, συμπεριλαμβανομένων ορισμένων σημαντικών ορόσημων.
Γνωρίζατε ότι το μεγαλύτερο φαράγγι στη γη κατασκευάστηκε από νερό; Το Grand Canyon στις Ηνωμένες Πολιτείες ήταν λαξευμένο στην τρέχουσα μορφή του εδώ και εκατομμύρια χρόνια, λόγω των καιρικών συνθηκών των βράχων από το νερό, ειδικά του ποταμού του Κολοράντο. Ένα άλλο παράδειγμα καιρού είναι η απολέπιση που οδηγεί σε ομορφιές που ονομάζονται Bornhardts. Αυτές οι θολωτές δομές τείνουν να εμφανίζονται σε τροπικά περιβάλλοντα. ένα παράδειγμα είναι το Sugarloaf Mountain στη Βραζιλία.
Οι ασβεστολιθικές σπηλιές είναι ένα παράδειγμα καιρού. Οι χημικές καιρικές συνθήκες αποτέλεσαν το τεράστιο σύστημα σπηλιών του Εθνικού Πάρκου Carlsbad Caverns, στις Ηνωμένες Πολιτείες.
Τα Απαλάχια Όρη στη Βόρεια Αμερική ήταν κάποτε ψηλότερα από το Όρος Έβερεστ. Οι καιρικές συνθήκες και η διάβρωση, για πολλά εκατομμύρια χρόνια, φορούσαν αυτά τα βουνά στην κάτω, πιο ομαλή αλυσίδα που είναι σήμερα.
Είναι εκπληκτικό να πιστεύουμε ότι ο καιρός από χημικές ουσίες, φυτά και ζώα και μικρόβια οποιουδήποτε μεγέθους, και η βροχή και ο άνεμος μπορούν να κάνουν τέτοιες τεράστιες αλλαγές στο τοπίο!
Πώς ο καιρός επηρεάζει το περιβάλλον
Ο καιρός στα βράχια παίζει καθοριστικό ρόλο στην ισορροπία του περιβάλλοντος. Όταν τα βράχια ξεπερνούν από αιχμηρά αντικείμενα έως πιο ομαλά, είναι έτοιμα να συμβάλουν στην κατασκευή εδαφών. Η αποσύνθεση των φυτικών και ζωικών υλών, τα βακτήρια και τα ξεπερασμένα ορυκτά αποδίδουν εύφορα εδάφη. Όσο περισσότερα είδη υλικών υπάρχουν στο έδαφος, συμπεριλαμβανομένων των ξεπερασμένων πετρωμάτων, τόσο πιο εύφορο θα είναι το έδαφος. Αυτό είναι σημαντικό για την καλλιέργεια φυτών και ως εκ τούτου είναι σημαντικό για τους αγρότες που καλλιεργούν τροφή για ανθρώπους και ζώα. Εάν το έδαφος δεν περιέχει ένα ευρύ μείγμα τόσο βιολογικών όσο και ανόργανων συστατικών, δεν θα είναι τόσο γόνιμο, και σε ορισμένες περιπτώσεις μπορεί να στερείται καθόλου γονιμότητας.
Η ανθρώπινη δράση μπορεί να αυξήσει τον ρυθμό καιρού. Η ατμοσφαιρική ρύπανση από ορυκτά καύσιμα οδηγεί σε όξινη βροχή, η οποία καταστρέφει πετρώματα όπως μάρμαρο και ασβεστόλιθο, καθώς και κτίρια ή μνημεία από αυτά. Η μείωση της ρύπανσης στον αέρα από την παραγωγή ορυκτών καυσίμων μπορεί να συμβάλει στην αποφυγή περαιτέρω ζημιών στο περιβάλλον από όξινη βροχή.