Kuidas külm-sula ilmastik toimib?

Kivimid võivad tunduda uskumatult rasked, kuid nagu peaaegu kõik muu looduses kuluvad need lõpuks ära. Teadlased nimetavad seda protsessi, kus loodusjõud tarbivad kive ja need jälle settesse, ilmastikuoludeks. Seal on palju erinevaid materjale, mis aja jooksul kive lõhuvad, sealhulgas vesi. Arvestades oma üldlevinust, on vesi üks levinumaid kivide ilmastikutingimusi, eriti kui see aja jooksul külmub ja sulab. Sellegipoolest on palju muid ilmastikutingimusi põhjustavaid aineid, mis söövad kivi.

Kivide ilmastikutingimusi on kolme liiki, kuid külmumis-sulamistsükkel kuulub mehaanilise (nimetatakse ka füüsiliseks) ilmastiku kategooriasse. Georgia Perimeetri kolledži andmetel on mehaaniline murenemine protsess, kus ilmastikutingimused kandvad - eemal kivist, muutmata selle mineraalset koostist ega molekulaarset struktuuri (nagu juhtub rooste või oksüdeerumine). Mehaanilise ilmastiku toimel murenenud kivim on enne ja pärast protsessi keemiliselt identne, ainult selle suurus ja kuju on erinevad.

Nagu Veeentsüklopeedia teatab, laieneb vesi külmudes 9 protsenti. See muudab külmutamise ja sulamise tsükli võimsaks ilmastiku mõjuriks. Kui näiteks vesi imbub kivipragu, jäätub üleöö ja sulab siis hommikul uuesti, muudab öösel jää paisumine pragu suuremaks. Hommikul see vesi sulab, kuid kuna pragu on suurem, võib see nüüd vett juurde võtta. Sel ööl see veelgi suurem veekogus laieneb, muutes mõra veelgi suuremaks. Aja jooksul põhjustab see külmumis-sulamisprotsess kivimitükkide kergesti väiksemateks fragmentideks murdumist.

Külmumise ja sulamise tsükkel on see, mis annab veele võime kive lõhkuda, kuid seda protsessi nimetatakse mõnikord ka külmakiilumiseks. Mõlemad terminid on vastuvõetavad.

Külm-sulatustsükkel pole aga ainus viis, kuidas vesi kivimi ära sööb. Jõed ja ojad võivad kivi lõhkuda, kuna nende veed kannavad prahti ja muid setteid, mis voolavad pidevalt üle kivi pinna, kandes seda maha. Üks maailma tuntumaid kivimite ilmastiku näiteid, Arizona Grand Canyon, on selle mehaanilise veemurdmise tulemus. Kuid vesi üksi ei kujundanud kanjonit, kuna tuul, nagu ka muud keemilised protsessid, aitasid kontuuridele ja värvidele kaasa ka Arizona osariigi ülikooli andmetel.

Suur kanjon on mitmete ilmastikuvormide tulemus, mis loob selle praeguse vormi. Selle värvid on tingitud keemilisest ilmastikust, milles kivi tegelik mineraalne koostis laguneb.

Teine ilmastiku vorm, bioloogiline ilmastik, tekib siis, kui elusolendid muudavad kive. Puu- ja taimejuured, sarnaselt külmumis-sulamistsüklile, kasutavad kivide pragusid ära ja kasvades suruvad kivi laiali.