การผุกร่อนของน้ำแข็งละลายทำงานอย่างไร?

หินอาจดูแข็งอย่างเหลือเชื่อ แต่ในที่สุดก็เหมือนทุกสิ่งทุกอย่างในธรรมชาติจะสึกหรอไป นักวิทยาศาสตร์เรียกกระบวนการนี้ว่า ที่ซึ่งพลังแห่งธรรมชาติกินหินและกลับกลายเป็นตะกอนและผุกร่อน มีวัสดุต่างๆ มากมายที่กัดเซาะหินเมื่อเวลาผ่านไป รวมทั้งน้ำ เมื่อพิจารณาจากความแพร่หลาย น้ำเป็นหนึ่งในสาเหตุหลักของการผุกร่อนของหิน โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อมันกลายเป็นน้ำแข็งและละลายเมื่อเวลาผ่านไป ยังมีสารกันฝนอื่น ๆ อีกมากมายที่กินหิน

การผุกร่อนของหินมีอยู่สามประเภท แต่วัฏจักรการละลายน้ำแข็งจะอยู่ภายใต้หมวดหมู่ของการผุกร่อนทางกล (เรียกอีกอย่างว่าทางกายภาพ) ตามที่ Georgia Perimeter College การผุกร่อนทางกลเป็นกระบวนการที่ตัวแทนการผุกร่อนสวมใส่ ออกไปที่หินโดยไม่ทำให้แร่หรือโครงสร้างโมเลกุลของมันเปลี่ยนแปลงไป (เช่นที่เกิดกับสนิมหรือ ออกซิเดชัน). หินที่ผุกร่อนจากการผุกร่อนทางกลมีลักษณะทางเคมีเหมือนกันก่อนและหลังกระบวนการ มีเพียงขนาดและรูปร่างเท่านั้นที่ต่างกัน

ตามที่สารานุกรมน้ำรายงาน น้ำขยายตัว 9 เปอร์เซ็นต์เมื่อกลายเป็นน้ำแข็ง สิ่งนี้ทำให้วัฏจักรการแช่แข็งและละลายกลายเป็นตัวแทนการผุกร่อนที่ทรงพลัง ตัวอย่างเช่น หากน้ำซึมเข้าไปในรอยร้าวในหิน กลายเป็นน้ำแข็งข้ามคืนแล้วละลายอีกครั้งในตอนเช้า การขยายตัวของน้ำแข็งในตอนกลางคืนจะทำให้รอยร้าวนั้นใหญ่ขึ้น ในตอนเช้าน้ำนั้นจะละลาย แต่เนื่องจากรอยร้าวที่ใหญ่กว่า ตอนนี้จึงสามารถรับน้ำได้มากขึ้น ในคืนนั้น ปริมาณน้ำที่มากขึ้นนี้จะขยายตัว ทำให้รอยร้าวใหญ่ขึ้น เมื่อเวลาผ่านไป กระบวนการแช่แข็ง-ละลายนี้จะทำให้ชิ้นส่วนของหินแตกออกเป็นชิ้นเล็กชิ้นน้อยได้อย่างง่ายดาย

วัฏจักรการแช่แข็งและละลายเป็นสิ่งที่ทำให้น้ำสามารถแยกหินออกจากกันได้ แต่กระบวนการนี้บางครั้งเรียกว่าการลิ่มน้ำแข็ง ระยะใดเป็นที่ยอมรับ

อย่างไรก็ตาม วัฏจักรการละลายน้ำแข็งไม่ใช่วิธีเดียวที่น้ำจะกัดกินหินได้ แม่น้ำและลำธารสามารถกัดเซาะหินได้เนื่องจากน้ำของพวกมันมีเศษซากและตะกอนอื่น ๆ ที่ไหลผ่านพื้นผิวของหินอย่างต่อเนื่องและสึกกร่อน หนึ่งในตัวอย่างที่มีชื่อเสียงที่สุดของการผุกร่อนของหินในโลก แกรนด์แคนยอนในรัฐแอริโซนา เป็นผลมาจากรูปแบบการผุกร่อนของน้ำแบบกลไกนี้ อย่างไรก็ตาม น้ำเพียงอย่างเดียวไม่ได้สร้างหุบเขา เนื่องจากลมและกระบวนการทางเคมีอื่นๆ มีส่วนทำให้เกิดรูปทรงและสีเช่นกัน ตามที่มหาวิทยาลัยแห่งรัฐแอริโซนากล่าว

แกรนด์แคนยอนเป็นผลมาจากการผุกร่อนหลายรูปแบบทำให้เกิดรูปแบบปัจจุบัน สีของมันเกิดจากการผุกร่อนทางเคมีซึ่งองค์ประกอบแร่ที่แท้จริงของหินแตกตัว

สภาพดินฟ้าอากาศอีกรูปแบบหนึ่ง การผุกร่อนทางชีวภาพเกิดขึ้นเมื่อสิ่งมีชีวิตเปลี่ยนหิน รากของต้นไม้และพืช เช่นเดียวกับวงจรการแช่แข็ง-ละลาย ใช้รอยแตกในหิน และเมื่อมันโตขึ้น ดันหินออกจากกัน