Hva er de fire årsakene til mekanisk forvitring?

Forvitring er naturprosessen som virker på bergarter - nedbryter dem, endrer farge eller bryter dem opp. Du hører kanskje om "forvitring" av alle slags ting, fra hus til motorvogner, men i en vitenskapelig sammenheng er betydningen geologisk.

Forvitring kan forekomme gjennom handlinger fra vann, luft, planter, dyr og forskjellige kjemikalier. Mekanisk forvitring er nedbrytning av bergarter i mindre biter uten å endre sammensetningen av mineralene i fjellet. Dette kan deles inn i fire grunnleggende typer - slitasje, trykkutgivelse, termisk ekspansjon og sammentrekning, og krystallvekst.

Kjemisk forvitring innebærer endringer i sammensetningen av fjellet, eller på overflaten av fjellet, som får fjellet til å endre form eller farge. Prosessene involvert i kjemisk forvitring kan omfatte karbondioksid, oksygen, vann og syre.

Det være seg ved kjemisk forvitring eller ved en av de mekaniske forvitringsprosessene diskutert senere, en gang bergarter reduseres til småstein, de kan bli utsatt for en annen type forvitring - erosjon. Erosjon oppstår når disse relativt små biter av jorden beveges av vind, vann eller is. Vannet kan være i form av regn og kan også skyldes menneskelige krefter som vanning av avlinger.

Slitasje forvitring inkluderer også forvitring som skyldes grunnleggende slagkrefter. Når en stein tumler fra det høye, kan den ikke bare bryte i mindre biter når den lander, men den kan også skade andre bergarter underveis. Slitasje skyldes også sandkorn eller småstein - gjenstander som en gang var en del av større bergarter seg selv - blir blåst av vind over overflatene til større bergarter, og langsomt ødelegger og ødelegger dem over tid.

Frosthandling anses som en form for slitasje og støtskader. Når vannet fryser utvider det seg med omtrent 9 prosent, og kraften som isen utøver på omkringliggende bergarter er faktisk langt sterkere enn strekkfastheten som disse bergartene bruker for å motstå det. Isen hersker til slutt, og fjellet som omslutter den, brytes ned.

Trykkutsettingsforvitring oppstår når bergarter er dypt under jorden, normalt utsatt for enormt press fra alle sider, opplever en reduksjon i dette omgivelsestrykket som et resultat av krefter som erosjon som oppstår ved flate. Når den omkringliggende vekten reduseres til under et kritisk nivå, begynner fjellet å bryte pga differensialtrykk over forskjellige deler av det, noe som fører til skjæring som vanligvis er parallelt med bergoverflate. Noen ganger stikker disse trykkfrigivende biter av stein over jordoverflaten.

Denne typen forvitring oppstår som et resultat av utvidelse og sammentrekning av stein når det blir oppvarmet og avkjølt henholdsvis. (I denne forbindelse oppfører bergart seg akkurat som vann gjør, men uten faseendring fra fast til væske eller last versa.) Dette er av spesiell betydning i bergarter som er laget av krystaller av mer enn ett materiale, som f.eks granitt. Med nok ekspansjons- og sammentrekkssyklus begynner berget etter hvert å bryte fra hverandre.

Bergarter i områder som er utsatt for store temperatursvingninger, som de hvor brann er en årlig forekomst, antas å være mer utsatt for denne typen forvitring.

Krystallvekstforvitring oppstår når forskjellige stoffer blir ionisk bundet sammen for å danne salter, hvorav natriumklorid (NaCl) eller bordsalt er bare ett eksempel. Når disse saltene dannes i spaltene i bergarter og begynner å vokse, nesten som levende ting, øker de større og større trykk på bergveggene som begrenser dem, sterkest i en retning vinkelrett på spalten vegger. Dette trykket fører til slutt til sprekker i fjellet og dets mekaniske sammenbrudd.