Hvordan bryter forvitring ned stein?

Bergarter som ligger på eller nær jordoverflaten brytes kontinuerlig ned av en naturlig prosess kjent som forvitring. Forvitring bryter ned bergarter ved mekaniske, kjemiske og biologiske mekanismer. Disse prosessene jobber ofte sammen for å oppnå den ultimate forvitringen av en gitt stein. Over tid kan disse forvitringsstyrkene utjevne hele fjell eller hugge ut massive huler.

Naturen har to primære destruktive krefter: forvitring og erosjon. Forvitring innebærer oppløsning og nedbrytning av bergarter. Dette skjer ved eller i nærheten av overflaten og finner alltid sted der fjellet ligger. Erosjon involverer derimot inkorporering og transport av forvitringsprodukter av et mobilt middel, for eksempel vind eller vann. Weathering produserer mindre steinstykker som enten kan ha samme sammensetning som moderberg eller forskjellige.

Fysisk forvitring innebærer nedbrytning av berg ved mekaniske midler, vanligvis endringer i temperatur og trykk. De resulterende stykkene beholder sin opprinnelige komposisjon. En av naturens viktigste mekanismer for fysisk forvitring er frostkilning. Vann trenger inn i en stein gjennom sprekker og fryser deretter. Dette forårsaker en utvidelse med trykk opp til 4,3 millioner pund per kvadratmeter, noe som resulterer i bergfragmentering. Eksfoliering, eller lossing, oppstår når trykket på en stein reduseres på grunn av løfting eller erosjon. Det reduserte trykket får fjellet til å ekspandere, noe som resulterer i fragmentering. Termisk ekspansjon og krystallisering er også metoder der berg forvitres mekanisk.

Kjemisk forvitring innebærer nedbrytning av berg ved kjemiske midler, noe som betyr at den indre strukturen til bergarten endres ved tilsetning eller fjerning av elementer. De resulterende brikkene har en annen sammensetning. Oppløsning, eller utvasking, oppstår når visse mineraler oppløses i surt vann, som halitt og kalsitt. Oksidasjon finner sted når oksygen kombineres med jernholdige silikater for å produsere rust. Dette er vanlig i mafiske bergarter, som har ferromagnesisk sammensetning. Hydrolyse skjer når hydrogen, vanligvis fra karbonsyre, kombineres med silikatmineraler som produserer leire.

Biologisk forvitring innebærer nedbryting av bergarter ved kjemiske eller fysiske agenser i organismer. De resulterende stykkene beholder eller beholder kanskje ikke den originale komposisjonen. Rotkilning er en vanlig type biologisk forvitring. Dette skjer når røtter trenger inn i en stein og fortsetter å vokse. Ekspansjonstrykket forårsaker fragmentering. Dyreaktivitet, som graving, kan også føre til fragmentering. Selv om dette er eksempler på fysisk biologisk forvitring, finnes det også typer kjemisk biologisk forvitring. For eksempel kan lav, sopp og mugg skille ut syrer som endrer den kjemiske sammensetningen av bergart. Organisk rusk kan også forårsake kjemisk forvitring. Dette skjer når karbon frigjøres under spaltning. Dette karbonet kan kombineres med vann for å danne en svak syre.