Mnoho kameňov v každodenných stretnutiach sa môže javiť ako nerozbitné a nezmeniteľné. Skaly však podliehajú zmenám. Jedna z týchto zmien sa nazýva zvetrávanie a počas krátkych aj dlhých časových období dokáže drasticky zmeniť skaly mnohými spôsobmi.
Čo je zvetrávanie skál?
Zvetrávanie hornín popisuje proces oslabovania a štiepenia hornín a minerálov. Môže sa to stať prostredníctvom neživých aj živých faktorov, ako sú teplotné zmeny, rastliny a zvieratá, kyseliny, soli a voda, tuhé alebo kvapalné. K zvetrávaniu hornín dochádza v priebehu určitého časového obdobia. Skaly na povrchu Zeme majú tendenciu zvetrávať rýchlejšie ako tie v podzemí. Zvetrávanie je jedným z procesov, ktoré vedú k produkcii pôdy.
Aké sú typy zvetrávania?
Na skaly majú vplyv rôzne druhy zvetrávania. Patria sem fyzikálne / mechanické zvetrávanie, chemické zvetrávanie a biologické zvetrávanie.
Fyzické alebo mechanické zvetrávanie vlastne rozkladá skaly na kúsky. Jedným zo spôsobov fyzikálneho zvetrávania je zmrazenie a rozmrazenie vody. V tekutej forme môže voda skĺznuť medzi akékoľvek póry alebo praskliny v skalách. Ak táto voda zamrzne, rozšíri sa vo vnútri týchto hornín. Objem sa môže zvýšiť až o 10 percent, čo vytvára veľký tlak na skaly. Toto sa nazýva zaklinovanie ľadu alebo kryofrakcia, pretože ľad v skutočnosti časom skĺzne skaly. Keď sa ľad roztopí a znova vytvorí tekutú vodu, časti skaly budú eróziou zmetené ako malé kúsky. Voda hrá hlavnú úlohu vo fyzickom zvetrávaní. Môže preniknúť do pórov skaly a hliny, spôsobiť ich zväčšenie a potom okolo nich zvetrať tvrdšiu horninu. Voda dvíha skaly z podvodných povrchov a keď spadnú späť dole alebo narazia do iných hornín, môžu sa zlomiť.
Soľ môže viesť k určitému typu zvetrávania, ktorý sa nazýva voštinové zvetrávanie. Podzemná voda kapilárnym pôsobením presakuje do skalných trhlín a nakoniec sa odparuje. Tak sa získajú kryštály soli, ktoré zvyšujú tlak v horninách. Nakoniec sa skaly rozpadnú. To môže zanechať kôpky soľných kryštálov, ktoré sa podobajú voštinám. Zvetrávanie zo zvetrávania soľou sa často vyskytuje v suchom podnebí.
Teplotné extrémy môžu mať vplyv aj na zvetrávanie hornín. Jeden typ fyzikálneho zvetrávania sa nazýva tepelné namáhanie. Toto je bežný faktor v púštnom podnebí, v ktorom sú denné teploty veľmi horúce, zatiaľ čo nočné teploty môžu byť celkom chladné. Keď bude tento divoký výkyv teplôt prebiehať opakovane po dlhšiu dobu, skaly sa nakoniec rozpadnú a odlupujú sa. Táto akcia sa nazýva exfoliácia. Abrázia je ďalší typ fyzického zvetrávania, pri ktorom neustále vystavenie treniu z vetra, vody alebo ľadu postupne odhaľuje skaly a rozkladá ich.
Ďalším hlavným typom zvetrávania je chemické zvetrávanie. Chemické zvetrávanie je často výsledkom interakcie vody a teploty v prostredí s minerálmi v horninách. Pri chemickom zvetrávaní sa mení skutočná molekulárna štruktúra hornín. Jedným z príkladov je, keď sa oxid uhličitý kombinuje s vodou a vytvára karbonizáciu, ktorá poskytuje kyselinu uhličitú. Kyselina uhličitá zase rozpustí vápenec, ktorý časom vytvorí podzemné vápencové jaskyne.
Oxidácia je druh chemického zvetrávania, pri ktorom horniny s obsahom železa reagujú s kyslíkom a vodou a vedú k hrdzi. Rust sa prezentuje ako klasická červeno-oranžová farba železa. Táto hrdza bude opotrebovávať kamene. Pri hydratácii sa skutočné chemické väzby skaly zmenia od absorpcie vody. Voda týmto spôsobom mení anhydrit na sadru. Hydratácia tiež vedie k deformácii hornín. Pri dehydratácii sa voda odstraňuje z hornín, napríklad pri odstraňovaní vody z limonitu za vzniku hematitu. Pri hydrolýze sa minerály menia, keď sú vystavené pôsobeniu kyslej vody, aby vytvorili roztoky, ako je napríklad roztok slanej vody. Chemické zvetrávanie pomocou hydrolýzy živcov vytvára aj veľmi bežné ílové minerály a kremeň. Hydrolýza alkalického živca alebo ortoklázy môže tiež viesť k tvorbe kaolinitu a ďalších látok. Všetky tieto chemické procesy vedú k zvýšenému zvetrávaniu hornín. Chemické zvetrávanie je bežnejšie a vyskytuje sa rýchlejšie v tropických oblastiach v dôsledku tepla a dostatočnej vody z dažďa.
Biologické zvetrávanie je druh zvetrávania, ktoré je výsledkom rastlinných, živočíšnych alebo dokonca mikrobiálnych vplyvov. Napríklad semená stromov časom rozbijú skaly, keď z nich vyrastú zrelé stromy. Korene stromov sa budú neustále rozširovať a robiť v skalách praskliny. Kopanie zvierat, ako sú napríklad krtky, môže tiež rozložiť kamene. Aj zvieratá nad zemou môžu pri cestovaní po zemi rozkladať kamene. Živé aj rozpadajúce sa rastliny a huby ovplyvňujú horniny produkciou kyseliny uhličitej. Huby v lišajníkoch pracujú na rozkladaní hornín na uvoľňovanie minerálov a na týchto mineráloch sa podieľa symbiotické riasy. Tento proces vedie k dieram v skalách. Aj drobné baktérie môžu zvetrávať a meniť obsah minerálov v skalách! Celá aktivita biologických organizmov vedie v priebehu času k zvýšenému zvetrávaniu hornín.
Vzťah medzi poveternostnými vplyvmi a eróziou
Keď sú skaly časom poveternostnými vplyvmi vyčerpané, môže ich strhnúť vietor alebo vodné plochy. Tento proces sa nazýva erózia. K erózii zvyčajne dochádza v horninách zvetraných na povrchu Zeme. Počasie a erózia prevládajú všade na Zemi a ich kombinácia drasticky mení povrch po dlhé časové obdobia.
Pozoruhodné príklady zvetrávania
Po celom svete existuje veľa príkladov zvetrávania hornín vrátane niektorých významných pamiatok.
Vedeli ste, že najväčší kaňon na zemi vytvoril voda? Grand Canyon v USA bol vytesaný do súčasnej podoby po milióny rokov, kvôli zvetrávaniu skál vodou, konkrétne riekou Colorado. Ďalším príkladom zvetrávania je exfoliácia, ktorá vedie k tvarom zvaným bornhardts. Tieto kupolovité štruktúry sa zvyčajne vyskytujú v tropickom prostredí; jedným príkladom je hora Sugarloaf v Brazílii.
Vápencové jaskyne sú príkladom poveternostných vplyvov. Chemické zvetrávanie vytvorilo nesmierny jaskynný systém v Národnom parku Carlsbad Caverns v Spojených štátoch.
Apalačské hory v Severnej Amerike boli kedysi vyššie ako Mount Everest. Počasie a erózia po mnoho miliónov rokov vniesli tieto hory do dolnej, hladšej reťaze, ktorou sú dnes.
Je úžasné si myslieť, že počasie spôsobované chemikáliami, rastlinami a zvieratami a mikróbmi akejkoľvek veľkosti a dážď a vietor môžu spôsobiť také obrovské zmeny v krajine!
Aký vplyv majú počasie na životné prostredie
Zvetrávanie hornín hrá rozhodujúcu úlohu v rovnováhe životného prostredia. Keď sú skaly zvetrané od ostrých predmetov k hladším, sú pripravené prispieť k tvorbe pôd. Rozpadané rastlinné a živočíšne látky, baktérie a zvetrané minerály poskytujú úrodné pôdy. Čím viac druhov pôd bude, vrátane zvetraných kusov, tým pôda bude úrodnejšia. To je dôležité pre pestovanie rastlín a ako také je dôležité pre poľnohospodárov, ktorí pestujú potravu pre ľudí a zvieratá. Ak pôda neobsahuje širokú zmes biologických aj minerálnych zložiek, nebude tak úrodná a v niektorých prípadoch môže chýbať akákoľvek úrodnosť.
Činnosť človeka môže zvýšiť rýchlosť zvetrávania. Znečistenie ovzdušia fosílnymi palivami vedie k kyslým dažďom, ktoré strhávajú kamene ako mramor a vápenec a všetky budovy alebo pamiatky z nich vyrobené. Zníženie znečistenia ovzdušia z výroby fosílnych palív môže pomôcť zabrániť ďalšiemu poškodeniu životného prostredia kyslými dažďami.