การผุกร่อนของซิลิเกตคืออะไร?

การผุกร่อนมีสามรูปแบบซึ่งประกอบด้วยกระบวนการทางกายภาพ เคมี และชีวภาพ แม้ว่าสภาพดินฟ้าอากาศอาจสับสนกับการกัดเซาะ แต่ก็มีความแตกต่างเล็กน้อย การสึกกร่อนเกิดขึ้นจากการแตกตัว การขนส่ง และการสะสมของวัสดุ ในขณะที่สภาพดินฟ้าอากาศเปลี่ยนแปลงหรือสลายวัสดุที่ตำแหน่งเดิม การผุกร่อนของซิลิเกตสามารถช่วยสร้างรูปร่างพื้นผิวโลก ควบคุมวัฏจักรโลกและวัฏจักรเคมี และแม้กระทั่งกำหนดปริมาณสารอาหารที่ส่งไปยังระบบนิเวศ

หากคุณออกไปข้างนอกแล้วหยิบก้อนหินที่สวนหลังบ้าน เป็นไปได้ว่าคุณกำลังถือหินที่มีแร่ธาตุซิลิเกต ซิลิเกตประกอบขึ้นประมาณ 95 เปอร์เซ็นต์ของเปลือกโลกและเสื้อคลุมของโลก และเป็นองค์ประกอบหลักของหินอัคนี นั่นคือ หินผลึกหรือแก้วที่เกิดจากการเย็นตัวและการแข็งตัวของหินหนืด แร่ธาตุที่มีซิลิกอนและออกซิเจนรวมกันนี้ก็ยังพบได้แม้ว่าจะมีปริมาณน้อยกว่าในหินตะกอน (เกิดจาก เศษหินอื่น ๆ และประสานเข้าด้วยกัน) และหินแปร (เกิดจากความร้อนและแรงดันของที่มีอยู่ ร็อค)

ส่วนประกอบสำคัญสำหรับแร่ธาตุซิลิเกตทั้งหมดคือจัตุรมุขซิลิกอนออกซิเจน ซึ่งเป็นของแข็งที่ล้อมรอบด้วยรูปหลายเหลี่ยมที่มีสี่หน้า องค์ประกอบประกอบด้วยซิลิกอนไอออนบวกตรงกลางที่ยึดติดกับอะตอมออกซิเจนสี่อะตอมซึ่งอยู่ที่มุมของจัตุรมุขปกติ ประมาณ 25 เปอร์เซ็นต์ของแร่ธาตุที่รู้จักทั้งหมดและ 40 เปอร์เซ็นต์ของแร่ธาตุที่พบมากที่สุดคือซิลิเกต พันธะที่ผูกซิลิกอนและออกซิเจนได้รับการพัฒนาโดยไอออนที่มีประจุตรงข้ามและอิเล็กตรอนที่ใช้ร่วมกัน

•••รูปภาพโดย Flickr.com ได้รับความอนุเคราะห์จาก Leonardo Aguiar

พื้นผิวโลกมีรูปร่างขึ้นจากสภาพดินฟ้าอากาศ จากปัจจัยทางกายภาพ เคมี หรือชีวภาพ ปัจจัยเหล่านี้สามารถทำหน้าที่แยกกันหรือเป็นแรงรวม สภาพดินฟ้าอากาศทำให้เกิดการสลายตัวของวัสดุหินโดยไม่มีการผุกร่อน การขยายตัวทางความร้อน - กระบวนการสลับกันของการแช่แข็งและการละลายที่เห็นได้ชัดในตอนเหนือของสหรัฐอเมริกาและส่วนใหญ่ของแคนาดา - เป็นแหล่งหลักสำหรับการผุกร่อนทางกายภาพ สภาพดินฟ้าอากาศทางเคมีเกิดขึ้นเมื่อองค์ประกอบแร่ของหินเปลี่ยนแปลงไป

ตามที่ Sigurdur R. Gislason สถาบัน Earth Sciences (ไอซ์แลนด์) และ Eric H. Oelkers, Géochimie et Biogéochimie Experimentale (ฝรั่งเศส), "สภาพดินฟ้าอากาศซิลิเกต (การผุกร่อนของสารเคมี) เป็นความคิดที่จะควบคุมสภาพอากาศโดยการบริโภคคาร์บอนไดออกไซด์ในบรรยากาศ (CO2)" ในช่วงเวลาทางธรณีวิทยา ขนาด ในที่สุด CO2 จะถูกเก็บไว้เป็นคาร์บอเนตในมหาสมุทร หนึ่งในสามของการผุกร่อนของซิลิเกตเป็นผลมาจากการผุกร่อนบนเกาะภูเขาไฟและทวีปต่างๆ ฟลักซ์การใช้ CO2 ในบรรยากาศส่วนใหญ่เกิดจากอัตราการผุกร่อนของหินบะซอลต์ที่สูง สำหรับแต่ละอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นหนึ่งองศา อัตราการผุกร่อนของสารเคมีจะเพิ่มขึ้นประมาณ 10 เปอร์เซ็นต์ แต่ซิลิเกตส่วนใหญ่ละลายได้ไม่สอดคล้องกับสภาพดินฟ้าอากาศเนื่องจากเกาะติดกับแร่ธาตุอื่นๆ เช่น ดินเหนียว ซิลิเกตที่แขวนลอยเหล่านี้ถูกส่งไปยังมหาสมุทรมีปฏิกิริยาสูงในน่านน้ำมหาสมุทรและขึ้นอยู่กับสภาพอากาศ

•••รูปภาพโดย Flickr.com ได้รับความอนุเคราะห์จาก flydime

จากโขดหินที่สัมผัสกับพื้นผิวโลก ประมาณร้อยละ 90 ประกอบเป็นซิลิเกต ประมาณหนึ่งในสี่ของหินก้อนนั้นก่อกวน ตัวอย่างเช่น หินแกรนิต หนึ่งในสี่เป็นหินภูเขาไฟ และอีกครึ่งหนึ่งเป็นหินแปรสภาพและ "พรีแคมเบรียน" - ระยะเวลาที่ขยายจากประมาณ 4 พันล้านปีก่อน (อายุโดยประมาณของหินที่เก่าแก่ที่สุดที่รู้จัก) ถึง 542 ล้านปี ที่ผ่านมา หินภูเขาไฟสามารถผุกร่อนได้เร็วที่สุด แต่การผุกร่อนของซิลิเกตจะต้องใช้เวลามากกว่า 1 ล้านปีในการทำให้ CO2 ในบรรยากาศคงที่ แม้ว่าสภาพดินฟ้าอากาศของซิลิเกตจะเร่งการกำจัด CO2 ด้วยช่วงเวลานี้ - การปราบปรามพืชพรรณและอัตราการผุกร่อน - ระดับ CO2 จะกลับไปเหนือระดับก่อนยุคอุตสาหกรรม