Як вивітрювання впливає на пам'ятники?

Якщо ви коли-небудь оглядали обсипаний надгробний камінь або колись гравірований кам’яний стовп, який тепер носить гладкий, ви бачили, що вивітрювання може зробити навіть для найміцніших матеріалів. Це вивітрювання відбувається і в більших масштабах, впливаючи на деякі найвідоміші пам'ятники світу. Без участі людини вивітрювання відновлює пам'ятники, зношуючи їх з часом до залишків скелі та грунту. Охорона кам’яних пам’яток вимагає постійних зусиль щодо збереження, залишаючи людину в постійному бою з матір’ю-природою.

Хоча вивітрювання та ерозія часто групуються разом, вони насправді представляють два різні процеси. Вивітрювання - це процес руйнування гірських порід, тоді як ерозія - процес винесення вивітрених шматків гірської породи. Корінь, що вростає в основу кам’яного пам’ятника і створює тріщину, є прикладом вивітрювання, тоді як танення снігу, що відтягує поламані шматки скелі, є формою ерозії. Ці процеси працюють разом, щоб з часом пошкодити кам’яні пам’ятки.

Механічне або фізичне вивітрювання руйнує камінь, не змінюючи його хімічно. Прикладом цього є кристалізація солі. У міру випаровування вологи в камені та навколо нього мінеральні солі, що залишаються поза ним, утворюють крихітні кристали, які з часом можуть рости, що призводить до тріщин. Коливання температури також може спричинити механічне вивітрювання. Коли камінь розширюється і стискається з температурою, цикли замерзання та відтавання можуть призвести до тріщин та інших пошкоджень пам'ятника.

Хімічне вивітрювання відбувається, коли мінерали всередині гірських порід хімічно змінені. У процесі карбонізації дощова вода та вуглекислий газ в атмосфері з’єднуються, утворюючи вугільну кислоту. Ця вугільна кислота розчиняє мінерали всередині гірської породи, послаблюючи структуру і приводячи до пошкодження та зносу. Окислення являє собою іншу форму хімічного вивітрювання, коли кисень поєднується з елементами в гірській породі, утворюючи оксиди. Прості прикладом цього є багаті на залізо гірські породи: окислення призводить до ефекту іржавіння, подібного до іржі, виявленої на відкритому залізі.

Вивітрювання пам’яток також можна віднести до біологічних процесів. Тварини, що закопуються в щілини в підставі пам'ятника, можуть порушити грунт і збільшити тріщину. Коріння рослин спричиняють подібні проблеми і, залишаючись без нагляду, з часом можуть зруйнувати пам’ятник. Навіть лишайники можуть сприяти вивітрюванню, коли вони ростуть на поверхні каменю. Лишайники багаті хелатуючими речовинами, які зв’язуються із залізом та іншими металами в гірській породі. Видаляючи ці металеві іони, лишайник послаблює породу, роблячи її вразливою до тріщин і зносу.

На горі Рашмор, масивний пам'ятник відчуває сотні крихітних тріщин завдяки наслідкам вивітрювання. Без належної реставрації ці тріщини з часом розширяться, руйнуючи знамениті обличчя президента, що складають конструкцію. На щастя, Служба національного парку тримає ці тріщини під пильним спостереженням, використовуючи велику мережу крихітних волоконно-оптичних кабелів. Коли виникають більші тріщини або отвори, вони заповнюються кевларом. Менші тріщини регулярно заповнюються кремнієвою конопаткою, щоб уповільнити вплив атмосферних впливів та запобігти подальшим пошкодженням.

Інший приклад - мармуровий пам'ятник миру, знайдений біля будівлі Капітолію США. Створений на місці в 1878 році, він розвинув зношену кристалічну поверхню завдяки кислотним дощам та іншим елементам. Під час реставраційних робіт 1991 року пам’ятник обробили кам’яним ущільнювачем, який зміцнив мармур і дозволив йому відштовхувати вологу, щоб запобігти вивітрюванню в майбутньому.

Хоча вивітрювання пам’яток часто розглядається як негативне явище, вивітрювання також може принести позитивні ефекти у вигляді красивих природних пам’яток. Наприклад, Гранд-Каньйон і арки Національного парку Арки були створені в результаті вивітрювання. Звичайно, це вивітрювання, яке приносить такі відомі визначні пам’ятки, також може їх забрати. Знаменитий пам'ятник "Старий в горі" в Нью-Гемпширі був створений сотнями років вивітрювання, а потім зруйнований тим самим вивітрюванням, змусивши його розвалитися на землю в 2003 році. У 2008 році те саме ефекти вивітрювання що вирізана Арка стіни в Національному парку Арки призвела до того, що арка обвалилася на землю шматками.