Quali fattori determinano il tasso di invecchiamento?

Gli agenti atmosferici, o la rottura delle rocce, svolgono un ruolo chiave nel sostenere la vita sulla terra. Gli agenti atmosferici producono il suolo che consente al nostro pianeta di avere una vasta gamma di vita vegetale terrestre. I suoli di nuova formazione sono costituiti principalmente da rocce alterate e particelle minerali. Man mano che le piante crescono, muoiono e si decompongono, il terreno si arricchisce di materia organica, nota anche come humus. La velocità con cui le rocce si decompongono è influenzata da una serie di fattori.

Un tipo di alterazione, nota come alterazione chimica, funziona a velocità diverse a seconda della composizione chimica delle rocce colpite. Due dei principali processi di alterazione chimica sono l'ossidazione e la carbonatazione. L'ossidazione, meglio conosciuta come ruggine, indebolisce la roccia esposta all'aria. Il processo produce uno scolorimento rosso o marrone, come nel basalto esposto alle intemperie. Le rocce ricche di ferro sono più suscettibili all'ossidazione. La carbonatazione si verifica quando l'anidride carbonica dall'atmosfera si mescola con l'acqua per formare acido carbonico debole. La carbonatazione colpisce principalmente le rocce ricche di calcite, come calcare e marmo.

I minerali di silicato sono costituiti da reticoli cristallini basati su combinazioni chimiche di silicio e ossigeno che formano una griglia ripetitiva. Se i gruppi silicio-ossigeno si legano direttamente l'uno all'altro, l'erosione procede più lentamente. Tuttavia, se alcuni atomi di ossigeno si legano a un elemento intermedio, il reticolo è meno durevole. Ad esempio, il reticolo cristallino del quarzo, una roccia a lento invecchiamento, utilizza solo legami silicio-ossigeno. Al contrario, l'olivina si deteriora molto rapidamente. Nel reticolo dell'olivina, molti degli atomi di ossigeno si legano al magnesio o al ferro piuttosto che al silicio.

Il clima influenza il tasso di alterazione degli agenti atmosferici in due modi diversi. L'erosione chimica procede più rapidamente in ambienti caldi poiché l'aumento della temperatura accelera molte reazioni chimiche che distruggono le rocce. Al contrario, i tassi di invecchiamento fisico sono più alti nelle regioni più fredde, in particolare quelle che si aggirano vicino allo zero. In tali aree, l'incuneamento del gelo è un processo di invecchiamento chiave, in cui l'acqua liquida penetra nei pori o nelle fratture della roccia e poi si congela.

Sia l'invecchiamento chimico che l'invecchiamento fisico sono massimizzati negli ambienti umidi. L'incuneamento del gelo dipende dalla disponibilità di acqua e il processo chimico di carbonatazione richiede sia acqua che anidride carbonica. L'acqua può anche alterare direttamente la roccia attraverso l'azione idraulica o attraverso la produzione di piogge acide. Le aree ad alto contenuto di sale subiscono anche un aumento degli agenti atmosferici a causa del fenomeno dell'incuneamento del sale. Quando l'acqua salata penetra nella roccia, piccole fessure possono essere strappate via dalla crescita di cristalli di sale quando l'acqua evapora.