Definisjon av Weathering of Rocks

Mange bergarter i hverdagens møter kan virke ubrytelige og uforanderlige. Steiner gjennomgår imidlertid endringer. En av disse endringene kalles forvitring, og over både korte og lange perioder kan den drastisk endre bergarter på en rekke måter.

Forvitring av bergarter beskriver prosessen med svekkelse og nedbrytning av bergarter og mineraler. Dette kan skje via både ikke-levende og levende faktorer, som temperaturendringer, planter og dyr, syrer, salter og vann, enten faste eller flytende. Forvitring av bergarter foregår over en periode. Bergarter på jordoverflaten har en tendens til å forvitre raskere enn de under jorden. Forvitring er en av prosessene som fører til jordproduksjon.

Ulike typer forvitring påvirker bergarter. Disse inkluderer fysisk / mekanisk forvitring, kjemisk forvitring og biologisk forvitring.

Fysisk eller mekanisk forvitring bryter faktisk bergarter ned i biter. En metode for fysisk forvitring innebærer frysing og tining av vann. I flytende form kan vann skli mellom eventuelle porer eller sprekker i bergarter. Hvis dette vannet fryser, vil det utvide seg i disse steinene. Volumet kan øke så mye som 10 prosent, og legge stort press på bergarter. Dette kalles iskiling, eller kryofrakturering, fordi is faktisk kiler bergarter fra hverandre over tid. Når isen tiner og danner flytende vann igjen, vil deler av fjellet bli feid bort som små biter gjennom erosjon. Vann spiller en viktig rolle i fysisk forvitring. Den kan komme inn i porene av stein og leire, få dem til å svelle og deretter vær hardere stein rundt dem. Vann løfter bergarter fra undervannsoverflater, og når de faller ned igjen eller treffer andre bergarter, kan de knekke.

Salt kan føre til en type forvitring som kalles bikakeforvitring. Grunnvann siver inn i bergsprekker ved kapillærvirkning og fordamper til slutt. Dette gir saltkrystaller som øker trykket i bergarter. Til slutt vil steinene bryte sammen. Dette kan etterlate groper med saltkrystaller som ligner bikaker. Forvitringen fra saltkrystallisasjonsforvitring finnes ofte i tørt klima.

Ekstreme temperaturer kan også påvirke forvitring av bergarter. En type fysisk forvitring kalles termisk stress. Dette er en vanlig faktor i ørkenklima, der dagtemperaturene er veldig varme, mens nattetemperaturen kan være ganske kul. Når denne ville svingen av temperaturer foregår gjentatte ganger over lang tid, vil bergarter til slutt smuldre og flasse. Denne handlingen kalles peeling. Slitasje er en annen type fysisk forvitring der konstant eksponering for friksjon fra vind, vann eller is gradvis utsetter bergarter og bryter dem ned.

En annen viktig type forvitring er kjemisk forvitring. Kjemisk forvitring skyldes ofte samspillet mellom vann og temperatur i et miljø med mineraler i bergarter. I kjemisk forvitring endres den faktiske molekylære sammensetningen av bergarter. Et eksempel er når karbondioksid kombineres med vann og skaper karbonatisering som gir karbonsyre. Karbonsyre vil i sin tur oppløse kalkstein, som over tid lager underjordiske kalksteinsgrotter.

Oksidasjon er en type kjemisk forvitring der bergarter med jerninnhold reagerer med oksygen og vann, noe som fører til rust. Rust presenteres som den klassiske rødoransje fargen i jern. Denne rusten vil slites på steiner. I hydrering vil de faktiske kjemiske bindingene til en stein endre seg fra absorpsjonen av vann. Vann endrer anhydritt til gips på denne måten. Hydrering fører også til bergdeformasjon. Ved dehydrering fjernes vann fra bergart, for eksempel når vann fjernes fra limonitt for å danne hematitt. I hydrolyse endres mineraler når de utsettes for surt vann for å lage løsninger, for eksempel saltvannsløsning. Kjemisk forvitring, via hydrolyse av feltspat, lager også de vanligste leirmineraler og kvarts. Hydrolyse av alkalisk feltspat, eller ortoklase, kan også føre til dannelse av kaolinitt og andre stoffer. Alle disse kjemiske prosessene fører til økt forvitring av bergarter. Kjemisk forvitring er mer vanlig og forekommer raskere i tropiske områder, på grunn av varme og rikelig med vann fra regn.

Biologisk forvitring er en type forvitring som skyldes plante-, dyre- og til og med mikrobiell påvirkning. For eksempel vil trefrø over tid bryte fra hverandre bergarter når de vokser til modne trær. Røttene til trær vil kontinuerlig spre seg og lage sprekker i bergarter. Gravdyr som føflekker kan også bryte ned steiner. Selv dyr over bakken kan bryte ned steiner når de ferdes over land. Både levende og råtnende planter og sopp påvirker bergarter ved å produsere karbonsyre. Sopp i lav arbeider for å bryte ned bergarter for å frigjøre mineraler, og symbiotiske alger tar del av disse mineralene. Denne prosessen fører til hull i bergartene. Selv små bakterier kan forvitre og endre mineralinnholdet i bergarter! Over tid fører all aktivitet fra biologiske organismer til økt forvitring av bergarter.

Når steiner blir slitt av forvitring over tid, kan de bli feid bort av vind eller av vannmasser. Denne prosessen kalles erosjon. Erosjon har en tendens til å forekomme i bergarter forvitret på jordoverflaten. Både forvitring og erosjon er utbredt overalt på jorden, og kombinasjonen av dem endrer overflaten drastisk over lange perioder.

Det er mange eksempler på forvitring av bergarter rundt om i verden, inkludert noen store landemerker.

Visste du at den største kløften på jorden ble laget av vann? Grand Canyon i USA ble skåret ut i sin nåværende form gjennom millioner av år, på grunn av forvitring av bergarter ved vann, spesielt Colorado River. Et annet eksempel på forvitring er peeling som fører til landformer kalt bornhardts. Disse kuppelkonstruksjonene har en tendens til å forekomme i tropiske omgivelser; et eksempel er Sugarloaf Mountain i Brasil.

Kalksteinsgrotter er et eksempel på forvitring. Kjemisk forvitring dannet det enorme hulesystemet til Carlsbad Caverns National Park, i USA.

Appalachian Mountains i Nord-Amerika var en gang høyere enn Mount Everest. Forvitring og erosjon, gjennom mange millioner år, bar disse fjellene ned i den nedre, jevnere kjeden som de er i dag.

Det er utrolig å tenke at forvitring fra kjemikalier, planter og dyr og mikrober i alle størrelser, og regn og vind kan gjøre så enorme endringer i landskapet!

Forvitring av bergarter spiller en avgjørende rolle i balansen mellom miljøet. Når steiner er forvitret fra skarpe gjenstander til glattere, er de klare til å bidra til å lage jord. Forråtnet plante- og dyrestoff, bakterier og forvitrede mineraler gir fruktbar jord. Jo flere typer materialer i jord det er, inkludert forvitrede steinstykker, jo mer fruktbar blir jorden. Dette er viktig for å dyrke planter, og som sådan er det viktig for bøndene som dyrker mat for mennesker og dyr å spise. Hvis jord ikke inneholder en bred blanding av både biologiske og mineralkomponenter, vil den ikke være like fruktbar, og i noen tilfeller kan det mangle fruktbarhet overhodet.

Menneskelig handling kan øke forvitringsfrekvensen. Luftforurensning med fossilt brensel fører til surt regn, som slites ned steiner som marmor og kalkstein og eventuelle bygninger eller monumenter laget av dem. Å redusere forurensningen i luften fra produksjon av fossilt brensel kan bidra til å forhindre ytterligere skade på miljøet fra surt regn.