Istnieją trzy formy wietrzenia, składające się na procesy fizyczne, chemiczne i biologiczne. Chociaż wietrzenie można pomylić z erozją, istnieją subtelne różnice. Erozja występuje podczas rozpadu, transportu i osadzania materiału, podczas gdy warunki atmosferyczne zmieniają lub rozkładają materiał w jego pierwotnym położeniu. Wietrzenie krzemianów może pomóc w kształtowaniu powierzchni Ziemi, regulowaniu cykli globalnych i chemicznych, a nawet określaniu zaopatrzenia ekosystemów w składniki odżywcze.
Identyfikacja
Jeśli wyjdziesz na zewnątrz i podniesiesz kamień na swoim podwórku, prawdopodobnie trzymasz kamień zawierający minerały krzemianowe. Krzemiany stanowią około 95 procent skorupy i płaszcza ziemskiego i są głównym składnikiem skał magmowych – krystalicznych lub szklistych skał powstałych w wyniku chłodzenia i krzepnięcia magmy. Minerały zawierające tę kombinację krzemu i tlenu znajdują się również, choć mniej obficie, w skałach osadowych (utworzonych przez inne fragmenty skalne i spojone ze sobą) oraz skały metamorficzne (utworzone przez ogrzewanie i ciśnienie istniejących) skała).
Makijaż
Podstawowym składem wszystkich minerałów krzemianowych jest czworościan krzemowo-tlenowy – bryła otoczona wielokątami o czterech ścianach. Kompozycja zawiera centralny kation krzemu związany z czterema atomami tlenu, które znajdują się w rogach regularnego czworościanu. Około 25 procent wszystkich znanych minerałów i 40 procent najczęstszych to krzemiany. Wiązania wiążące krzem i tlen są tworzone przez przeciwnie naładowane jony i wspólne elektrony.
Zwietrzenie
•••Zdjęcie: Flickr.com, dzięki uprzejmości Leonardo Aguiar
Powierzchnia Ziemi jest kształtowana przez wietrzenie spowodowane czynnikami fizycznymi, chemicznymi lub biologicznymi. Czynniki te mogą działać osobno lub jako połączone siły. Fizyczne wietrzenie powoduje dezintegrację materiału skalnego bez obecności rozkładu. Rozszerzalność cieplna – naprzemienny proces zamrażania i rozmrażania widoczny w północnej części Stanów Zjednoczonych i większości Kanady – jest głównym źródłem fizycznego wietrzenia. Chemiczne wietrzenie występuje, gdy zmienia się skład mineralny skały.
Wielkie zdjęcie
Według Sigurdura R. Gislason, Instytut Nauk o Ziemi (Islandia) i Eric H. Oelkers, Géochimie et Biogéochimie Experimentale (Francja), „wietrzenie krzemianowe (wietrzenie chemiczne) uważa się, że kontroluje klimat poprzez zużywanie atmosferycznego dwutlenku węgla (CO2)” w czasie geologicznym skala. CO2 jest ostatecznie magazynowany jako węglany w oceanie. Jedna trzecia wietrzenia krzemianowego jest wynikiem wietrzenia na wulkanicznych wyspach i kontynentach. Strumień zużycia CO2 w atmosferze wynika w dużej mierze z wysokiego tempa wietrzenia bazaltu. Przy każdym wzroście temperatury o jeden stopień, współczynnik wietrzenia chemicznego wzrasta o około 10 procent. Jednak większość krzemianów rozpuszcza się w sposób niezgodny z warunkami atmosferycznymi, ponieważ są one połączone z innymi minerałami, takimi jak gliny. Te zawieszone krzemiany przenoszone do oceanów są wysoce reaktywne w wodach oceanicznych, a tym samym zależą od klimatu.
Wpływ
•••Zdjęcie: Flickr.com, dzięki uprzejmości flydime
Około 90 procent skał odsłoniętych na powierzchni Ziemi to krzemiany. Około jedna czwarta tej skały jest natrętna – na przykład granit – jedna czwarta jest natrętna – wulkaniczna – a druga połowa jest metamorficzna i „Prekambr” – okres, który rozciąga się od około 4 miliardów lat temu (przybliżony wiek najstarszych znanych skał) do 542 milionów lat temu. Będąc krzemianowym makijażem, skała wulkaniczna wietrze najszybciej. Jednak ustabilizowanie atmosferycznego CO2 przez wietrzenie krzemianowe zajmie ponad milion lat, mimo że wietrzenie krzemianowe przyspiesza usuwanie CO2. Biorąc pod uwagę tę skalę czasową – tłumienie roślinności i tempo wietrzenia – poziomy CO2 powrócą powyżej poziomów z czasów przedindustrialnych.
