Hvordan påvirker forvitring monumenter?

Hvis du noen gang har inspisert en smuldrende gravstein eller en gang inngravert steinsøyle som nå er slitt glatt, har du sett hva forvitring kan gjøre for selv de sterkeste materialene. Denne forvitringen skjer også i større skala og påvirker noen av verdens mest berømte monumenter. Uten menneskelig innblanding gjenvinner forvitring monumenter og bærer dem ned til utklipp av stein og jord over tid. Å beskytte steinmonumenter krever kontinuerlig bevaringsarbeid, og etterlater mennesket i konstant kamp med Moder Natur.

Mens forvitring og erosjon ofte er samlet, representerer de faktisk to forskjellige prosesser. Forvitring er prosessen som berget bryter sammen, mens erosjon er prosessen med å bære de forvitrede steinbitene bort. En rot som vokser inn i bunnen av et steinmonument og skaper en sprekk, er et eksempel på forvitring, mens smeltende snø som drar de ødelagte steinbitene bort, er en form for erosjon. Disse prosessene jobber sammen for å skade steinmonumenter over tid.

Mekanisk eller fysisk forvitring bryter ned stein uten å endre den kjemisk. Et eksempel på dette er saltkrystallisering. Når fuktighet i og rundt steinen fordamper, danner mineralsaltene som er igjen små krystaller som kan vokse over tid, noe som resulterer i sprekker. Temperaturvariasjoner kan også føre til mekanisk forvitring. Når stein utvides og trekker seg sammen med temperaturen, kan frysing og tining sykluser føre til sprekker og andre skader på monumentet.

Kjemisk forvitring oppstår når mineralene i bergartene er kjemisk endret. I løpet av karbonatisering kombineres regnvann og karbondioksid i atmosfæren for å danne karbonsyre. Denne karbonsyren løser opp mineraler i fjellet, svekker strukturen og resulterer i skade og slitasje. Oksidasjon representerer en annen form for kjemisk forvitring der oksygen kombineres med grunnstoffer i fjellet for å danne oksider. Jernrike bergarter gir et enkelt eksempel på dette: Oksidasjon resulterer i en rustende effekt som ligner rusten som finnes på eksponert jern.

Forvitring av monumenter kan også tilskrives biologiske prosesser. Dyr som graver seg inn i sprekker i bunnen av et monument, kan forstyrre jorden og forstørre sprekken. Planterøtter forårsaker lignende problemer, og uten tilsyn kan de til slutt velte monumentet. Selv lav kan bidra til forvitring når de vokser på overflaten av steinen. Lav er rik på chelateringsmidler som binder seg til jern og andre metaller i fjellet. Ved å fjerne disse metallionene svekker laven fjellet, slik at den er sårbar for sprekker og slitasje.

På Mt. Rushmore, det enorme monumentet opplever hundrevis av små sprekker takket være forvitringseffekten. Uten riktig restaurering ville disse sprekkene utvide seg over tid og smuldre de berømte presidentens ansikter som utgjør strukturen. Heldigvis holder National Park Service disse sprekkene under nøye observasjon ved hjelp av et stort nettverk av små fiberoptiske kabler. Når større sprekker eller åpninger oppstår, er de fylt med Kevlar. Mindre sprekker fylles rutinemessig med silisiumfett for å redusere forvitringseffekten og forhindre ytterligere skade.

Et annet eksempel er marmorfredsmonumentet som ble funnet i nærheten av U.S. Capitol Building. Sett på plass i 1878, utviklet den en slitt, krystallinsk overflate takket være surt regn og andre elementer. Under en restaureringsinnsats i 1991 ble monumentet behandlet med en steinkonsolidant, som herdet marmoren og lot den avvise fuktighet for å forhindre fremtidig forvitring.

Mens forvitring av monumenter ofte blir sett på som et negativt fenomen, kan forvitring også gi positive effekter i form av vakre naturminner. For eksempel ble Grand Canyon og buene til Arches National Park skapt av forvitring. Selvfølgelig kan denne forvitringen som bringer slike kjente landemerker også ta dem bort. Det berømte monumentet "Old Man in the Mountain" i New Hampshire ble skapt av hundrevis av år med forvitring, og ble deretter ødelagt av samme forvitring, og fikk det til å smuldre til bakken i 2003. I 2008, det samme forvitringseffekter som skåret ut Wall Arch i Arches National Park, fikk buen til å velte i bakken.