Многие камни в повседневных встречах могут показаться нерушимыми и неизменными. Однако камни претерпевают изменения. Одно из этих изменений называется выветриванием, и в течение коротких и длительных периодов времени оно может радикально изменить горные породы разными способами.
Что такое выветривание горных пород?
Выветривание горных пород описывает процесс ослабления и разрушения горных пород и минералов. Это может происходить как из-за неживых, так и из-за живых факторов, таких как перепады температуры, растения и животные, кислоты, соли и вода, твердые или жидкие. Выветривание горных пород происходит в течение определенного периода времени. Камни на поверхности Земли имеют тенденцию к выветриванию быстрее, чем камни под землей. Выветривание - один из процессов, приводящих к образованию почвы.
Какие виды выветривания?
Различные типы выветривания влияют на породы. К ним относятся физическое / механическое выветривание, химическое выветривание и биологическое выветривание.
Физическое или механическое выветривание фактически разбивает горные породы на куски. Один из методов физического выветривания включает замораживание и оттаивание воды. В жидком виде вода может проскальзывать между любыми порами или трещинами в горных породах. Если эта вода замерзнет, она расширится внутри этих камней. Объем может увеличиваться на 10 процентов, оказывая большое давление на камни. Это называется расклиниванием льда или криотрещиной, потому что лед на самом деле расклинивает горные породы со временем. Когда лед тает и снова образует жидкую воду, части породы будут сметены в виде крошечных кусочков в результате эрозии. Вода играет важную роль в физическом выветривании. Он может проникать в поры камня и глины, заставлять их разбухать, а затем выветриваться вокруг более твердых пород. Вода поднимает камни с подводных поверхностей, и когда они падают вниз или ударяются о другие камни, они могут сломаться.
Соль может привести к так называемому выветриванию, называемому сотовым выветриванием. Подземные воды проникают в трещины горных пород под действием капилляров и в конечном итоге испаряются. Это дает кристаллы соли, которые увеличивают давление в горных породах. В конце концов камни разрушатся. Это может оставить ямки кристаллов соли, которые напоминают соты. Выветривание от выветривания кристаллизации соли часто встречается в сухом климате.
Экстремальные температуры также могут повлиять на выветривание горных пород. Один из видов физического выветривания называется термическим стрессом. Это распространенный фактор в пустынном климате, где дневные температуры очень высокие, а ночные температуры могут быть довольно прохладными. Когда этот резкий перепад температур повторяется неоднократно в течение длительного периода времени, камни в конечном итоге рассыпаются и отслаиваются. Это действие называется отшелушиванием. Истирание - это еще один тип физического выветривания, при котором постоянное воздействие трения ветра, воды или льда постепенно обнажает камни и разрушает их.
Другой важный тип выветривания - это химическое выветривание. Химическое выветривание часто является результатом взаимодействия воды и температуры окружающей среды с минералами в горных породах. При химическом выветривании реальный молекулярный состав горных пород изменяется. Одним из примеров является соединение углекислого газа с водой, в результате чего образуется углекислый газ. Углекислота, в свою очередь, растворяет известняк, который со временем превращается в подземные известняковые пещеры.
Окисление - это тип химического выветривания, при котором горные породы с содержанием железа вступают в реакцию с кислородом и водой, что приводит к образованию ржавчины. Ржавчина представляет собой классический красновато-оранжевый цвет железа. Эта ржавчина изнашивает камни. При гидратации фактические химические связи породы изменятся из-за поглощения воды. Таким образом вода превращает ангидрит в гипс. Гидратация также приводит к деформации породы. При обезвоживании вода удаляется из породы, например, когда вода удаляется из лимонита с образованием гематита. При гидролизе минералы изменяются под воздействием кислой воды, образуя растворы, такие как раствор соленой воды. Химическое выветривание путем гидролиза полевого шпата также приводит к образованию очень распространенных глинистых минералов и кварца. Гидролиз щелочного полевого шпата или ортоклаза также может приводить к образованию каолинита и других веществ. Все эти химические процессы приводят к усилению выветривания горных пород. Химическое выветривание более распространено и происходит быстрее в тропических регионах из-за жары и обильного дождя.
Биологическое выветривание - это тип выветривания, возникающий в результате воздействия растений, животных и даже микробов. Например, семена деревьев со временем раскалывают камни, вырастая в зрелые деревья. Корни деревьев будут постоянно расширяться и оставлять трещины в камнях. Копающие животные, такие как кроты, также могут разрушать камни. Даже наземные животные могут ломать камни, путешествуя по суше. И живые, и разлагающиеся растения и грибы воздействуют на горные породы, производя углекислоту. Грибы в лишайниках разрушают горные породы и высвобождают минералы, а симбиотические водоросли принимают эти минералы. Этот процесс приводит к образованию отверстий в камнях. Даже крошечные бактерии могут выветриваться и изменять минеральный состав камней! Со временем вся деятельность биологических организмов приводит к усилению выветривания горных пород.
Связь между выветриванием и эрозией
Когда камни со временем изнашиваются в результате выветривания, они могут быть унесены ветром или водоемами. Этот процесс называется эрозией. Эрозия, как правило, происходит в породах, выветриваемых на поверхности Земли. И выветривание, и эрозия распространены повсюду на Земле, и их сочетание резко меняет поверхность в течение длительных периодов времени.
Известные примеры выветривания
Есть много примеров выветривания горных пород по всему миру, в том числе некоторые важные достопримечательности.
Знаете ли вы, что самый большой каньон на земле образован водой? Гранд-Каньон в Соединенных Штатах приобрел свою нынешнюю форму за миллионы лет из-за выветривания скал водой, в частности реки Колорадо. Другой пример выветривания - отшелушивание, которое приводит к образованию рельефа, называемого борнхардтами. Эти куполообразные конструкции обычно встречаются в тропической среде; Одним из примеров является гора Сахарная голова в Бразилии.
Известняковые пещеры - пример выветривания. Химическое выветривание сформировало огромную систему пещер в национальном парке Карловы Вары в Соединенных Штатах.
Аппалачи в Северной Америке когда-то были выше Эвереста. Выветривание и эрозия за многие миллионы лет превратили эти горы в более низкую, более гладкую цепь, которой они являются сегодня.
Удивительно думать, что выветривание, вызванное химическими веществами, растениями, животными и микробами любого размера, а также дождем и ветром, может произвести такие огромные изменения в ландшафте!
Как выветривание влияет на окружающую среду
Выветривание горных пород играет решающую роль в балансе окружающей среды. Когда камни превращаются из острых предметов в более гладкие, они готовы внести свой вклад в образование почвы. Разложившиеся растения и животные, бактерии и выветрившиеся минералы дают плодородные почвы. Чем больше видов материалов в почве, включая обветренные куски камня, тем плодороднее она будет. Это важно для выращивания растений, и поэтому важно для фермеров, которые выращивают пищу для людей и животных. Если почва не содержит широкого спектра как биологических, так и минеральных компонентов, она не будет такой плодородной, а в некоторых случаях может вообще не иметь никакого плодородия.
Действия человека могут увеличить скорость выветривания. Загрязнение воздуха ископаемым топливом приводит к кислотным дождям, которые истирают камни, такие как мрамор и известняк, а также любые здания или памятники, сделанные из них. Снижение загрязнения воздуха в результате производства ископаемого топлива может помочь предотвратить дальнейший ущерб окружающей среде от кислотных дождей.