Che cos'è l'erosione dei silicati?

Ci sono tre forme di agenti atmosferici, che costituiscono processi fisici, chimici e biologici. Sebbene l'erosione possa essere confusa con l'erosione, ci sono sottili differenze. L'erosione si verifica con la rottura, il trasporto e la deposizione di materiale, mentre gli agenti atmosferici alterano o disintegrano il materiale nella sua posizione originale. L'erosione dei silicati può aiutare a modellare la superficie terrestre, regolare i cicli globali e chimici e persino determinare l'apporto di nutrienti agli ecosistemi.

Se esci e raccogli una roccia nel tuo giardino, è probabile che tu abbia in mano una roccia che contiene minerali di silicato. I silicati costituiscono circa il 95% della crosta e del mantello terrestre e sono un componente importante delle rocce ignee, rocce cristalline o vetrose formate dal raffreddamento e dalla solidificazione del magma. Minerali con questa combinazione di silicio e ossigeno si trovano anche, anche se meno abbondanti, nelle rocce sedimentarie (formate da altri frammenti di roccia e cementati insieme) e rocce metamorfiche (formate dal riscaldamento e pressurizzazione di esistenti roccia).

Il trucco principale per tutti i minerali di silicato è il tetraedro silicio-ossigeno, un solido delimitato da poligoni con quattro facce. La composizione include un catione di silicio centrale legato a quattro atomi di ossigeno che si trovano agli angoli di un tetraedro regolare. Circa il 25% di tutti i minerali conosciuti e il 40% di quelli più comuni sono silicati. I legami che legano silicio e ossigeno sono sviluppati da ioni di carica opposta ed elettroni condivisi.

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La superficie terrestre è modellata dagli agenti atmosferici, da fattori fisici, chimici o biologici. Questi fattori possono agire separatamente o come una forza combinata. L'erosione fisica provoca la disintegrazione del materiale roccioso senza la presenza di decadimento. L'espansione termica, il processo alternato di congelamento e scongelamento, evidente nella parte settentrionale degli Stati Uniti e nella maggior parte del Canada, è la fonte primaria dell'erosione fisica. L'erosione chimica si verifica quando la composizione minerale di una roccia viene alterata.

Secondo Sigurdur R. Gislason, Institute of Earth Sciences (Islanda) e Eric H. Oelkers, Géochimie et Biogéochimie Experimentale (Francia), "erosione dei silicati (erosione chimica) si pensa che controlli il clima consumando anidride carbonica atmosferica (CO2)" per un periodo geologico scala. La CO2 viene infine immagazzinata sotto forma di carbonati nell'oceano. Un terzo dell'erosione dei silicati è il risultato dell'erosione su isole e continenti vulcanici. Il flusso di consumo di CO2 atmosferico è dovuto in gran parte all'elevato tasso di alterazione del basalto. Per ogni aumento di un grado di temperatura, i tassi di alterazione chimica aumentano di circa il 10%. Ma la maggior parte dei silicati si dissolve in modo incoerente con gli agenti atmosferici poiché sono attaccati ad altri minerali come le argille. Questi silicati sospesi trasportati negli oceani sono altamente reattivi nelle acque oceaniche e quindi dipendono dal clima.

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Delle rocce esposte sulla superficie terrestre, circa il 90% costituisce silicati. Circa un quarto di quella roccia è invadente, per esempio il granito, un quarto è estrusivo, vulcanico, e l'altra metà è metamorfica e "Precambriano": un periodo di tempo che va da circa 4 miliardi di anni fa (l'età approssimativa delle rocce più antiche conosciute) a 542 milioni di anni fa. Essendo costituita da silicati, la roccia vulcanica si deteriora più rapidamente. Ma ci vorrà oltre 1 milione di anni perché l'erosione dei silicati stabilizzi la CO2 atmosferica, anche se l'erosione dei silicati accelera la rimozione della CO2. Data questa scala temporale - soppressione della vegetazione e tassi di alterazione degli agenti atmosferici - i livelli di CO2 torneranno al di sopra di quelli dei tempi preindustriali.