日常の出会いの多くの岩は、壊れることも変わらないように見えるかもしれません。 ただし、岩石は変化します。 それらの変化の1つは風化と呼ばれ、短期および長期の両方で、さまざまな方法で岩石を劇的に変化させる可能性があります。
岩石の風化とは何ですか？
岩石の風化は、岩石や鉱物の弱体化と分解のプロセスを表します。 これは、温度変化、植物や動物、酸、塩、水など、固体か液体かにかかわらず、非生物的要因と生物的要因の両方を介して発生する可能性があります。 岩石の風化は一定期間にわたって起こります。 地球の表面の岩は、地下の岩よりも早く風化する傾向があります。 風化は、土壌の生成につながるプロセスの1つです。
風化の種類は何ですか？
さまざまな種類の風化が岩に影響を与えます。 これらには、物理的/機械的風化、化学的風化、生物学的風化が含まれます。
物理的または機械的な風化は、実際に岩を細かく砕きます。 物理的な風化の1つの方法は、水の凍結と解凍を含みます。 液体の場合、水は岩の細孔や亀裂の間をすり抜けることがあります。 この水が凍ると、それらの岩の中で膨張します。 体積は10％も増加する可能性があり、岩に大きな圧力をかけます。 これは、氷楔または低温破砕と呼ばれます。これは、氷が実際に時間の経過とともに岩をくさびで砕くためです。 氷が溶けて再び液体の水を形成すると、岩の一部が侵食によって小さな断片として一掃されます。 水は物理的な風化において主要な役割を果たします。 それは岩や粘土の細孔に入り、それらを膨潤させ、そしてそれらの周りのより硬い岩を風化させることができます。 水は岩を水中の表面から持ち上げます、そしてそれらが落ちたり、他の岩にぶつかったりすると、それらは壊れる可能性があります。
塩は蜂の巣風化と呼ばれる一種の風化を引き起こす可能性があります。 地下水は毛細管現象によって岩石の亀裂に浸透し、最終的に蒸発します。 これにより塩の結晶が生成され、岩石の圧力が上昇します。 最終的には岩が壊れます。 これは、ハニカムに似た塩の結晶の穴を残す可能性があります。 塩の結晶化による風化は、乾燥した気候でよく見られます。
極端な温度は、岩石の風化にも影響を与える可能性があります。 物理的な風化の1つのタイプは、熱応力と呼ばれます。 これは、日中の気温が非常に高い砂漠気候の一般的な要因ですが、夜間の気温は非常に低くなる可能性があります。 この激しい気温の変動が長期間にわたって繰り返されると、岩はやがて砕けて剥がれ落ちます。 このアクションは剥離と呼ばれます。 摩耗は別のタイプの物理的風化であり、風、水、または氷からの摩擦に絶えずさらされると、岩が徐々に露出して破壊されます。
もう1つの主要なタイプの風化は、化学的風化です。 化学的風化は、多くの場合、環境内の水と温度と岩石中の鉱物との相互作用から生じます。 化学的風化では、岩石の実際の分子構成が変化します。 一例として、二酸化炭素が水と結合して炭酸化を引き起こし、炭酸を生成する場合があります。 炭酸は次に石灰岩を溶解し、それは時間とともに地下の石灰岩の洞窟を作ります。
酸化は、鉄分を含む岩石が酸素や水と反応して錆を引き起こす化学風化の一種です。 錆は、鉄の古典的な赤みがかったオレンジ色として現れます。 この錆は岩をすり減らします。 水和では、岩石の実際の化学結合は水の吸収から変化します。 このようにして、水は無水石膏を石膏に変えます。 水分補給は岩石の変形にもつながります。 脱水では、褐鉄鉱から水が除去されて赤鉄鉱が形成される場合など、岩石から水が除去されます。 加水分解では、酸性水にさらされるとミネラルが変化して、塩水などの溶液を作ります。 長石の加水分解による化学的風化も、非常に一般的な粘土鉱物と石英を作ります。 アルカリ長石または正長石の加水分解も、カオリナイトやその他の物質の形成をもたらす可能性があります。 これらの化学プロセスはすべて、岩石の風化を促進します。 化学的風化はより一般的であり、熱帯地域では熱と雨からの豊富な水のために早く起こります。
生物学的風化は、植物、動物、さらには微生物の影響から生じる風化の一種です。 たとえば、木の種は、成熟した木に成長するにつれて、時間の経過とともに岩をバラバラにします。 木の根は絶えず広がり、岩にひびを入れます。 ほくろなどの動物を掘ることも岩を壊すことができます。 地上の動物でさえ、陸を移動するときに岩を壊す可能性があります。 生きている植物と腐敗している植物と菌類の両方が、炭酸を生成することによって岩石に影響を与えます。 地衣類の菌類は岩石を分解してミネラルを放出し、共生藻はそれらのミネラルを摂取します。 このプロセスは、岩に穴を開けます。 小さなバクテリアでさえ、風化して岩石のミネラル含有量を変えることができます！ 時間が経つにつれて、生物からのすべての活動は岩石の風化の増加につながります。
風化と侵食の関係
時間が経つにつれて風化によって岩がすり減ると、風や水域によって岩が流されてしまう可能性があります。 このプロセスは侵食と呼ばれます。 侵食は、地表で風化した岩石で発生する傾向があります。 風化と侵食の両方が地球上のいたるところに蔓延しており、それらの組み合わせにより、長期間にわたって表面が劇的に変化します。
風化の注目すべき例
いくつかの主要なランドマークを含む、世界中の岩の風化の多くの例があります。
地球上で最大の峡谷が水でできていることをご存知ですか？ 米国のグランドキャニオンは、水、特にコロラド川による岩石の風化により、数百万年にわたって現在の形に刻まれました。 風化のもう1つの例は、ボルンハルトと呼ばれる地形につながる剥離です。 これらのドーム型構造は、熱帯環境で発生する傾向があります。 一例はブラジルのシュガーローフマウンテンです。
石灰岩の洞窟は風化の一例です。 化学的風化は、米国のカールズバッド洞窟群国立公園の巨大な洞窟システムを形成しました。
北米のアパラチア山脈はかつてエベレストよりも高かった。 何百万年にもわたる風化と侵食により、これらの山々は今日のように低く滑らかな鎖になりました。
化学物質、植物、動物、あらゆるサイズの微生物による風化、そして雨や風が景観に大きな変化をもたらす可能性があると考えるのは驚くべきことです。
風化が環境に与える影響
岩石の風化は、環境のバランスに重要な役割を果たします。 岩が鋭い物体から滑らかな物体に風化するとき、それらは土壌を作ることに貢献する準備ができています。 腐敗した動植物、バクテリア、風化したミネラルは肥沃な土壌を生み出します。 風化した岩片など、土壌に含まれる物質の種類が多いほど、土壌は肥沃になります。 これは植物を育てる上で重要であり、それ自体、人間や動物が食べるための食物を育てる農民にとっても重要です。 土壌に生物学的成分とミネラル成分の両方の幅広い混合物が含まれていない場合、土壌はそれほど肥沃ではなく、場合によっては肥沃度がまったくない可能性があります。
人間の行動は風化の速度を上げることができます。 化石燃料の大気汚染は酸性雨につながり、大理石や石灰岩などの岩や、それらから作られた建物や記念碑をすり減らします。 化石燃料の生産による大気汚染を減らすことは、酸性雨による環境へのさらなる被害を防ぐのに役立ちます。