Процеси, що руйнують і послаблюють земні корисні копалини, відомі як вивітрювання. З часом це може призвести до ерозії, в результаті якої величезні ділянки гірських порід та каменю виносяться, змінюючи ландшафт. Фізичне вивітрювання змінює структуру матеріалу гірських порід, тоді як хімічне вивітрювання - їх хімічну структуру.
Що таке фізичне вивітрювання?
•••Дизайнерські фотографії / Дизайнерські фотографії / Getty Images
Фізичне вивітрювання, або механічне вивітрювання, відноситься до процесів, які зношують або руйнують фізичну структуру гірських порід і каменю, не змінюючи її хімічно. Це може включати процеси, при яких гірська порода тріскається або руйнується; наприклад, коли падаючі камені розбиваються один про одного і розпадаються. Фізичне вивітрювання також стосується повільного зношування або згладжування поверхонь гірських порід під впливом стихій. Наприклад, в стирання, вітер або вода несуть дрібні частинки гірських порід, які зішкрябуються про гладкі, більші породи, яких вони торкаються. Це може спричинити широкомасштабну ерозію з часом - наприклад, великі скелі з пісковика оголюються, коли видаляється менш стійкий до атмосферних впливів сланцевий покрив, що прилягає до них.
Види фізичного вивітрювання
•••den-belitsky / iStock / Getty Images
Одним з найпоширеніших видів фізичного вивітрювання є вклинювання. Вклинення відбувається, коли речовина потрапляє в тріщини або отвори в породі і розширюється назовні. Це розширює ці тріщини і діри і може призвести до розколювання гірських порід; це може трапитися і з відкритою цеглою. Замерзання води, кристалізація солі та вирощування коренів рослин - загальні причини заклинювання.
В відшарування, гірські породи, що утворюються під величезним тиском під Землею, виводяться на поверхню. Без екстремального тиску верхівки цих порід розширюються і розколюються від скелі під ними. Під час відшарування утворюються листові подібні ділянки каменю, такі як граніт або мармур.
Що таке хімічне вивітрювання?
•••Девіс МакКардл / Digital Vision / Getty Images
Поки фізичне вивітрювання змінює структуру скелі, хімічне вивітрювання деградує гірську породу, змінюючи хімічний склад мінералів, що її складають. Всі гірські породи складаються з мінерали, кристалічні структури, що складаються з основних елементів. Елементи цих мінералів можуть реагувати з оточуючими їх речовинами - наприклад, водою чи киснем - і змінювати хімічний склад мінералу. У деяких випадках ця хімічна зміна призведе до того, що мінерали в гірській породі будуть структурно слабшими та вразливішими до фізичного вивітрювання.
Види хімічного вивітрювання
•••Джон Фокс / Stockbyte / Getty Images
Ви, напевно, бачили іржавий шматок заліза. Залізо утворює м’яку і крихку іржу - оксид заліза - під впливом повітря, процес називається окислення. Багато мінералів містять залізо і можуть ослабнути в результаті окислення. В гідроліз, мінерали вбирають воду в свою структуру, роблячи їх менш щільними, а отже, більш вразливими до атмосферних впливів. Наприклад, гіпс утворюється в результаті поглинання води.
Найвідомішим видом вивітрювання є підкислення, в якому такі кислоти, як азотна кислота або вугільна кислота, видаляють хімічні речовини в мінералі. Кислотний дощ містить такі види вивітрювальних кислот. Однією хімічною речовиною, яка легко реагує з кислотами, є кальцій. Кальцій міститься у вапняку та мармурі, тому кислотні дощі завдають значної шкоди пам’ятникам та статуям.