Як вивітрювання руйнує камінь?

Гірські породи, розташовані на поверхні Землі або поблизу неї, постійно руйнуються природним процесом, відомим як вивітрювання. Вивітрювання руйнує гірські породи за допомогою механічних, хімічних та біологічних механізмів. Ці процеси часто працюють разом для досягнення остаточного вивітрювання даної породи. З часом ці сили вивітрювання можуть вирівняти цілі гори або вирізати масивні печери.

Природа має дві основні руйнівні сили: вивітрювання та ерозію. Вивітрювання передбачає розпад і розкладання гірських порід. Це відбувається на поверхні або поблизу поверхні і завжди відбувається там, де знаходиться гірська порода. З іншого боку, ерозія передбачає включення та транспортування продуктів вивітрювання рухомими агентами, такими як вітер або вода. Вивітрювання утворює менші шматки гірської породи, які можуть бути або подібними за складом до материнської породи, або різними.

Фізичне вивітрювання передбачає руйнування гірських порід механічним способом, як правило, зміна температури та тиску. Отримані шматочки зберігають свій початковий склад. Одним з основних механізмів фізичного вивітрювання в природі є розморожування. Вода вривається в скелю через щілини, а потім замерзає. Це спричиняє розширення з тиском до 4,3 мільйона фунтів на квадратний фут, що призводить до дроблення гірських порід. Відшарування або розвантаження відбувається, коли тиск на скелю зменшується внаслідок підняття або ерозії. Знижений тиск призводить до розширення породи, що призводить до дроблення. Термічне розширення та кристалізація також є методами механічного вивітрювання гірських порід.

Хімічне вивітрювання передбачає руйнування гірських порід хімічними засобами, тобто внутрішня структура гірської породи змінюється додаванням або видаленням елементів. Отримані шматочки мають різний склад. Розчинення, або вимивання, відбувається, коли певні мінерали розчиняються в кислій воді, такі як галіт і кальцит. Окислення відбувається, коли кисень поєднується із силікатами, що містять залізо, і утворює іржу. Це характерно для мафічних порід, що мають феромагнезійний склад. Гідроліз відбувається, коли водень, як правило, з вугільної кислоти, поєднується з силікатними мінералами, утворюючи глину.

Біологічне вивітрювання передбачає розщеплення гірських порід хімічними або фізичними агентами організмів. Отримані шматки можуть або не можуть зберегти свій початковий склад. Кореневе заклинювання - поширений тип біологічного вивітрювання. Це відбувається, коли коріння проникають в скелю і продовжують рости. Тиск розширення спричиняє фрагментацію. Діяльність тварин, така як нори, також може призвести до фрагментації. Хоча це приклади фізичного біологічного вивітрювання, існують також типи хімічного біологічного вивітрювання. Наприклад, лишайники, грибки та цвіль можуть виділяти кислоти, які змінюють хімічний склад гірських порід. Органічні сміття також можуть спричинити хімічне вивітрювання. Це відбувається, коли при розкладанні виділяється вуглець. Цей вуглець може поєднуватися з водою з утворенням слабкої кислоти.