Гранит, известняк и другие породы могут казаться практически неразрушимыми, но даже эти сверхпрочные материалы не подходят для матери-природы. Воздух и вода в атмосфере взаимодействуют с минералами в породах, что приводит к химической реакции, которая ослабляет породу и делает ее уязвимой для износа и эрозии. Конечно, скалы - не единственные жертвы химического выветривания; это явление также влияет на другие вещества, от меди и других металлов до искусственных материалов.
Химическое выветривание включает в себя любой тип выветривания, который изменяет молекулярный состав горных пород и других структур. Эти изменения происходят благодаря химическим реакциям между минералами в породе и воздухом, водой или другими элементами, которые взаимодействуют с породой. Карбонизация, когда двуокись углерода в воздухе вступает в реакцию с водой в породе, представляет собой простой пример химического выветривания. В результате этого процесса образуется вещество, называемое угольной кислотой, которое растворяет и ослабляет материал.
Окисление, при котором кислород и минералы соединяются с образованием новых материалов, служит еще одним основным типом химического выветривания. Кислород, вступая в реакцию с железом в породе, создает оксиды железа, которые могут привести к появлению полос ржавого цвета на поверхности породы.
Физическое выветривание
И физическое, и химическое выветривание разрушают и ослабляют горные породы, но эти два процесса работают по-разному. В отличие от химического выветривания, физическое выветривание не меняет химический состав горных пород. Вместо этого он включает процессы, которые физически или механически разрушают горную породу. Это могут быть трещины, вызванные циклами замораживания и оттаивания, разрывы, вызванные корнями растений, которые прорастают сквозь скалу, или истирание в результате взрыва песка или частиц породы.
Выветривание Vs. Эрозия
Многие люди путают выветривание с эрозией, но эти термины относятся к двум совершенно разным понятиям. Выветривание, физическое или химическое, разрыхляет или ослабляет частицы породы, оставляя их свободными для эрозии, которая уносит их. Эрозия происходит из-за движущегося воздуха, воды или льда. Например, тающий снег на вершине горы может разрушить поверхность горы, которая уже была ослаблена химическим выветриванием.
Последствия химического выветривания
Химическое выветривание имеет как положительные, так и отрицательные эффекты. Этот процесс помог создать одни из самых красивых мест на Земле, в том числе Гранд-Каньон, Каменный лес Китая и национальный парк Карловы Вары. Химическое выветривание также способствует почвообразованию, поскольку частицы в почве происходят из горных пород, разрушенных с течением времени.
К сожалению, этот процесс также наносит ущерб имуществу, в том числе домам и предприятиям. Химическое выветривание может образовать ржавые дыры в стенах металлического сарая или стереть задумчивую надпись на надгробии. Он может даже повредить великие памятники и статуи. Например, зеленая патина на Статуе Свободы является прямым результатом химического выветривания меди. Знаменитый «Старик в горах» Нью-Гэмпшира, который создавался веками благодаря эффектам выветривания, сам стал жертвой химического выветривания, разрушившего структуру в 2003 году.