Aké faktory určujú rýchlosť zvetrávania?

Zvetrávanie alebo rozpad hornín zohráva kľúčovú úlohu pri podpore života na Zemi. Zvetrávanie vytvára pôdu, ktorá umožňuje našej planéte mať široký rozsah suchozemského rastlinného života. Novo vytvorené pôdy pozostávajú predovšetkým zo zvetraných hornín a minerálnych častíc. Rastom, odumieraním a rozkladom rastlín sa pôda obohacuje o organické látky, známe tiež ako humus. Rýchlosť rozkladu hornín ovplyvňuje množstvo faktorov.

Jeden typ zvetrávania, známy ako chemické zvetrávanie, pracuje rôznymi rýchlosťami v závislosti od chemického zloženia postihnutých hornín. Dva z hlavných procesov chemického zvetrávania sú oxidácia a karbonizácia. Oxidácia, ktorá je známejšia ako hrdzavenie, oslabuje horninu vystavenú vzduchu. Týmto procesom sa vytvára červené alebo hnedé sfarbenie, ako napríklad pri zvetranom čadiči. Horniny s vysokým obsahom železa sú najviac náchylné na oxidáciu. Karbonatácia nastáva, keď sa oxid uhličitý z atmosféry zmieša s vodou za vzniku slabej kyseliny uhličitej. Karbonatácia ovplyvňuje hlavne horniny s vysokým obsahom kalcitu, ako sú vápenec a mramor.

Kremičité minerály pozostávajú z kryštálových mriežok založených na chemických kombináciách kremíka a kyslíka, ktoré tvoria opakujúcu sa mriežku. Ak sa skupiny kremík-kyslík viažu priamo na seba, poveternostné podmienky prebiehajú pomalšie. Ak sa však niektorý z atómov kyslíka naviaže na sprostredkujúci prvok, mriežka je menej odolná. Napríklad kryštálová mriežka pre kremeň, pomaly zvetrávajúca hornina, používa iba väzby kremík-kyslík. Naopak, olivín sa veľmi rýchlo zvetráva. V olivínovej mriežke sa veľa atómov kyslíka viaže skôr na horčík alebo železo ako na kremík.

Podnebie ovplyvňuje rýchlosť zvetrávania dvoma rôznymi spôsobmi. Chemické zvetrávanie prebieha rýchlejšie v teplom prostredí, pretože zvýšená teplota urýchľuje mnohé chemické reakcie, ktoré rozkladajú skaly. Naproti tomu miera fyzického zvetrávania je vyššia v chladnejších oblastiach, najmä v tých, ktoré sa pohybujú blízko bodu mrazu. V takýchto oblastiach je klinový mráz kľúčovým procesom zvetrávania, pri ktorom tekutá voda vsakuje do pórov alebo k zlomeninám v hornine a potom zamŕza.

Vo vlhkom prostredí je maximalizované chemické zvetrávanie aj fyzikálne zvetrávanie. Mrazové kliny závisia od dostupnosti vody a chemický proces karbonizácie vyžaduje vodu aj oxid uhličitý. Voda tiež môže priamo zvetrávať horniny hydraulickým pôsobením alebo tvorbou kyslých dažďov. Oblasti s vysokým obsahom solí tiež pociťujú zvýšené poveternostné podmienky v dôsledku fenoménu soľných klinov. Keď slaná voda vsiakne do skaly, môžu sa malé trhliny odtrhnúť rastom soľných kryštálov, keď sa voda odparí.