Jak wietrzenie niszczy skałę?

Skały znajdujące się na powierzchni Ziemi lub w jej pobliżu są nieustannie niszczone w naturalnym procesie znanym jako wietrzenie. Wietrzenie rozkłada skały za pomocą mechanizmów mechanicznych, chemicznych i biologicznych. Procesy te często współpracują ze sobą, aby osiągnąć ostateczne wietrzenie danej skały. Z biegiem czasu te siły wietrzenia mogą zrównać całe góry lub wyrzeźbić ogromne jaskinie.

Natura charakteryzuje się dwiema podstawowymi siłami destrukcyjnymi: wietrzeniem i erozją. Wietrzenie obejmuje rozpad i rozkład skał. Dzieje się to na powierzchni lub w jej pobliżu i zawsze ma miejsce tam, gdzie znajduje się skała. Z drugiej strony erozja polega na wchłonięciu i transporcie produktów wietrzenia przez czynnik ruchomy, taki jak wiatr lub woda. Wietrzenie wytwarza mniejsze kawałki skały, które mogą mieć podobny skład do skały macierzystej lub różnić się.

Fizyczne wietrzenie polega na rozbiciu skał za pomocą środków mechanicznych, zazwyczaj przy zmianach temperatury i ciśnienia. Powstałe kawałki zachowują swój pierwotny skład. Jednym z podstawowych mechanizmów wietrzenia fizycznego w przyrodzie jest klinowanie mrozowe. Woda wdziera się w skałę przez pęknięcia, a następnie zamarza. Powoduje to ekspansję z ciśnieniem do 4,3 miliona funtów na stopę kwadratową, co powoduje fragmentację skał. Złuszczanie lub rozładowanie występuje, gdy nacisk na skałę jest zmniejszony z powodu wypiętrzenia lub erozji. Zmniejszone ciśnienie powoduje rozszerzanie się skały, co prowadzi do fragmentacji. Rozszerzalność cieplna i krystalizacja to również metody mechanicznego wietrzenia skał.

Chemiczne wietrzenie obejmuje rozpad skał za pomocą środków chemicznych, co oznacza, że ​​wewnętrzna struktura skały jest zmieniana przez dodanie lub usunięcie pierwiastków. Powstałe kawałki mają inny skład. Rozpuszczanie lub ługowanie ma miejsce, gdy pewne minerały rozpuszczają się w kwaśnej wodzie, takie jak halit i kalcyt. Utlenianie ma miejsce, gdy tlen łączy się z krzemianami zawierającymi żelazo, tworząc rdzę. Jest to powszechne w skałach maficznych o składzie ferromagnezowym. Hydroliza zachodzi, gdy wodór, zwykle z kwasu węglowego, łączy się z minerałami krzemianowymi, tworząc glinę.

Biologiczne wietrzenie polega na rozbiciu skał przez chemiczne lub fizyczne czynniki organizmów. Powstałe kawałki mogą, ale nie muszą, zachować swój oryginalny skład. Klinowanie korzeni jest powszechnym rodzajem wietrzenia biologicznego. Dzieje się tak, gdy korzenie penetrują skałę i nadal rosną. Ciśnienie rozprężania powoduje fragmentację. Aktywność zwierząt, taka jak zakopywanie się, może również prowadzić do fragmentacji. Chociaż są to przykłady wietrzenia fizycznego i biologicznego, istnieją również rodzaje wietrzenia biologiczno-chemicznego. Na przykład porosty, grzyby i pleśń mogą wydzielać kwasy, które zmieniają skład chemiczny skały. Resztki organiczne mogą również powodować wietrzenie chemiczne. Dzieje się tak, gdy węgiel jest uwalniany podczas rozkładu. Węgiel ten może łączyć się z wodą, tworząc słaby kwas.