Mnoge stijene u svakodnevnim susretima mogu se činiti nesalomljivima i nepromjenjivima. Stijene se, međutim, podvrgavaju promjenama. Jedna od tih promjena naziva se vremenskim utjecajima, a tijekom kratkog i dugog vremenskog razdoblja može drastično izmijeniti stijene na više načina.
Što je vremensko utjecaje stijena?
Izvještavanje stijena opisuje proces slabljenja i razgradnje stijena i minerala. To se može dogoditi i zbog neživih i živih čimbenika, kao što su promjene temperature, biljaka i životinja, kiselina, soli i vode, bilo krutine ili tekućine. Izvještavanje stijena odvija se tijekom određenog vremenskog razdoblja. Stijene na površini Zemlje teže vremenskim prilikama brže od onih pod zemljom. Izvještavanje je jedan od procesa koji dovodi do proizvodnje tla.
Koje su vrste vremenskih uvjeta?
Različite vrste vremenskih utjecaja utječu na stijene. Tu se ubrajaju fizičko / mehaničko vremensko utjecaje, kemijsko i biološko vrijeme.
Fizičko ili mehaničko vremensko utjecaje zapravo razbija kamenje na komadiće. Jedna od metoda fizičkog vremenskog utjecaja uključuje smrzavanje i odmrzavanje vode. U tekućem obliku voda može skliznuti između bilo kojih pora ili pukotina u stijenama. Ako se ova voda smrzne, proširit će se unutar tih stijena. Volumen se može povećati čak 10 posto, vršeći velik pritisak na stijene. To se naziva klinanjem leda ili kriofrakturiranjem, jer se led zapravo klinovima vremenom razdvaja. Kad se led otopi i ponovno stvori tekuću vodu, dijelovi stijene bit će erozijom uklonjeni kao sitni komadići. Voda igra glavnu ulogu u fizičkim vremenskim utjecajima. Može ući u pore kamena i gline, natjerati ih da nabubre, a zatim okolo tvrđe stijene. Voda podiže kamenje s podvodnih površina, a kad padnu natrag ili udare o druge stijene, mogu se slomiti.
Sol može dovesti do vrste vremenskih utjecaja zvanih saće. Podzemna voda kapilarnim djelovanjem prodire u pukotine stijena i na kraju isparava. Tako se dobivaju kristali soli koji povećavaju tlak u stijenama. Na kraju će se kamenje razbiti. To može ostaviti jamice kristala soli koji nalikuju saću. Vremenske prilike od vremenskih utjecaja kristalizacije soli često se mogu naći u suhim podnebljima.
Ekstremne temperature mogu utjecati i na vremenske utjecaje stijena. Jedna vrsta fizičkog vremenskog utjecaja naziva se toplinski stres. To je čest faktor u pustinjskoj klimi, u kojoj su dnevne temperature vrlo vruće, dok noćne temperature mogu biti prilično hladne. Kad se ovaj divlji zamah temperatura opetovano ponavlja tijekom duljeg vremenskog razdoblja, stijene će se na kraju srušiti i ljuštiti. Ta se radnja naziva piling. Abrazija je druga vrsta fizičkog vremenskog utjecaja kod kojega stalna izloženost trenju vjetra, vode ili leda postupno izlaže stijene i razbija ih.
Sljedeća glavna vrsta vremenskih utjecaja je kemijsko ozračivanje. Kemijsko vremensko utjecaje često je rezultat interakcije vode i temperature u okolišu s mineralima u stijenama. U kemijskim vremenskim utjecajima mijenja se stvarni molekularni sastav stijena. Jedan je primjer kada se ugljični dioksid kombinira s vodom stvarajući karbonizaciju koja daje ugljičnu kiselinu. Karbonska kiselina zauzvrat će otopiti vapnenac, koji s vremenom stvara podzemne vapnenačke špilje.
Oksidacija je vrsta kemijskog vremenskog utjecaja u kojem će stijene sa sadržajem željeza reagirati s kisikom i vodom, što dovodi do hrđe. Rust se predstavlja kao klasična crveno-narančasta boja u željezu. Ova će hrđa istrošiti stijene. Tijekom hidratacije, stvarne kemijske veze stijene promijenit će se od apsorpcije vode. Voda na taj način mijenja anhidrit u gips. Hidratacija također dovodi do deformacije stijena. Pri dehidraciji se voda uklanja iz stijene, na primjer kada se voda uklanja iz limonita da nastane hematit. U hidrolizi se minerali mijenjaju kada su izloženi kiseloj vodi da bi stvorili otopine, poput otopine slane vode. Kemijsko atmosferiranje, hidrolizom feldspata, također stvara vrlo česte minerale gline i kvarc. Hidroliza alkalnog feldspata ili ortoklaza također može rezultirati stvaranjem kaolinita i drugih tvari. Svi ovi kemijski procesi dovode do povećanog vremenskog utjecaja stijena. Kemijsko vrijeme je češće i brže se javlja u tropskim regijama, zbog vrućine i obilne vode kiše.
Biološko vremensko utjecaje vrsta je vremenskih utjecaja koja proizlazi iz utjecaja biljaka, životinja, pa čak i mikroba. Na primjer, sjeme drveća s vremenom će rastaviti kamenje dok raste u zrela stabla. Korijenje drveća neprestano će se širiti i stvarati pukotine na stijenama. Kopanje životinja poput krtica također može razbiti kamenje. Čak i životinje nadzemno mogu srušiti stijene dok putuju kopnom. I žive i propadajuće biljke i gljive utječu na stijene stvarajući ugljičnu kiselinu. Gljivice u lišajevima rade na razbijanju stijena radi oslobađanja minerala, a simbiotske alge sudjeluju u tim mineralima. Ovaj postupak dovodi do rupa u stijenama. Čak i sitne bakterije mogu izdržati i promijeniti sadržaj minerala u stijenama! Vremenom sva aktivnost bioloških organizama dovodi do povećanog vremenskog utjecaja stijena.
Odnos između vremenskih utjecaja i erozije
Kad se stijene vremenom istroše, mogu ih odnijeti vjetrom ili vodenim tijelima. Taj se proces naziva erozija. Erozija se obično događa u stijenama zavrelim na površini Zemlje. I vremenske prilike i erozija prevladavaju svugdje na Zemlji, a njihova kombinacija drastično mijenja površinu tijekom dužih vremenskih razdoblja.
Značajni primjeri vremenskih utjecaja
Postoji mnogo primjera vremenskih utjecaja kamenja širom svijeta, uključujući neke glavne znamenitosti.
Jeste li znali da je najveći kanjon na zemlji napravila voda? Veliki kanjon u Sjedinjenim Državama urezan je u današnji oblik milijunima godina, uslijed vremenskih utjecaja kamenja, posebno rijeke Colorado. Sljedeći primjer vremenskih utjecaja je piling koji dovodi do oblika reljefa koji se nazivaju bornhardts. Te se kupolaste strukture obično javljaju u tropskim okruženjima; jedan od primjera je planina Sugarloaf u Brazilu.
Špilje od vapnenca primjer su vremenskih prilika. Kemijsko vremensko utjecaje stvorilo je golemi špiljski sustav Nacionalnog parka Carlsbad Caverns u Sjedinjenim Državama.
Apalačke planine u Sjevernoj Americi nekad su bile više od Mount Everesta. Vremenske prilike i erozija, tijekom mnogih milijuna godina, nosile su ove planine u donji, glatkiji lanac kakav su danas.
Nevjerojatno je pomisliti da vremenske prilike kemikalija, biljaka i životinja i mikroba bilo koje veličine, te kiše i vjetra mogu napraviti tako ogromne promjene u krajoliku!
Kako vremenske utjecaji utječu na okoliš
Otpornost stijena ima presudnu ulogu u ravnoteži okoliša. Kad se stijene prepušuju od oštrih predmeta do glatkijih, spremne su pridonijeti stvaranju tla. Propale biljne i životinjske tvari, bakterije i vremenski minerali daju plodno tlo. Što više vrsta materijala postoji u tlu, uključujući vremenske komade, to će tlo biti plodnije. To je važno za uzgoj biljaka i kao takvo važno za poljoprivrednike koji uzgajaju hranu za ljude i životinje. Ako tlo ne sadrži široku mješavinu bioloških i mineralnih komponenata, neće biti toliko plodno, a u nekim slučajevima može uopće nedostajati plodnosti.
Ljudsko djelovanje može povećati brzinu vremenskih utjecaja. Zagađenje zraka fosilnim gorivima dovodi do kiselih kiša koje troše stijene poput mramora i vapnenca, kao i sve zgrade ili spomenike izrađene od njih. Smanjivanje onečišćenja u zraku od proizvodnje fosilnih goriva može pomoći u sprečavanju daljnjih oštećenja okoliša od kiselih kiša.