Выветривание или разрушение горных пород играет ключевую роль в поддержании жизни на Земле. Выветривание создает почву, которая позволяет нашей планете иметь широкий спектр наземных растений. Новообразованные почвы состоят в основном из выветрившихся горных пород и минеральных частиц. По мере того, как растения растут, умирают и разлагаются, почва обогащается органическими веществами, также известными как гумус. Скорость разложения горных пород зависит от ряда факторов.
Минеральный состав
Один тип выветривания, известный как химическое выветривание, действует с разной скоростью в зависимости от химического состава пораженных пород. Двумя основными химическими процессами выветривания являются окисление и карбонизация. Окисление, более известное как ржавление, ослабляет породу на воздухе. Этот процесс приводит к обесцвечиванию красного или коричневого цвета, как у выветрившегося базальта. Горные породы с высоким содержанием железа наиболее подвержены окислению. Карбонизация происходит, когда двуокись углерода из атмосферы смешивается с водой с образованием слабой угольной кислоты. Карбонизация в основном влияет на горные породы с высоким содержанием кальцита, такие как известняк и мрамор.
Тип решетки
Силикатные минералы состоят из кристаллических решеток на основе химических комбинаций кремния и кислорода, которые образуют повторяющуюся сетку. Если кремний-кислородные группы соединяются напрямую друг с другом, выветривание происходит медленнее. Однако, если некоторые атомы кислорода связаны с промежуточным элементом, решетка становится менее прочной. Например, в кристаллической решетке кварца, медленно выветривающейся породы, используются только кремний-кислородные связи. Напротив, оливин очень быстро выветривается. В решетке оливина многие атомы кислорода связаны с магнием или железом, а не с кремнием.
Температура
Климат влияет на скорость выветривания по-разному. Химическое выветривание протекает быстрее в теплой среде, поскольку повышение температуры ускоряет многие химические реакции, разрушающие горные породы. Напротив, скорость физического выветривания выше в более прохладных регионах, особенно в тех, которые находятся на грани замерзания. В таких областях заклинивание изморози является ключевым процессом выветривания, при котором жидкая вода просачивается в поры или трещины в породе, а затем замерзает.
Вода и соль
Как химическое, так и физическое выветривание максимальны во влажной среде. Заклинивание инея зависит от наличия воды, а химический процесс карбонизации требует воды и углекислого газа. Вода также может напрямую выветриваться из горных пород за счет гидравлического воздействия или кислотных дождей. Области с высоким содержанием соли также испытывают повышенное выветривание из-за явления заклинивания солей. Когда соленая вода просачивается в породу, небольшие трещины могут быть отделены друг от друга из-за роста кристаллов соли при испарении воды.