- Fizikai időjárási viszonyok vagy
- Letöltés
- Fagyos törés vagy gélesedés
- Fűtés-hűtési ciklusok (hőre lágyuló)
- Fáradtság
- Szikla mérlegek
- Nedvesítés és szárítás
- Időjárás sókristályok növekedése vagy haloklasztika révén
- Kémiai időjárás
- Pusztulás
- Hidratáció
- Oxidáció és redukció
- karbonálást
- hidrolízis
- Biológiai időjárási viszonyok
- Növények
- zuzmók
- Tengeri szervezetek
- Fémlekötés
- Irodalom
Az időjárási körülmények között a sziklák mechanikai széteséssel és kémiai bomlással bomlanak le. Sok képződik magas hőmérsékleten és nyomás alatt a földkéregben; Ha alacsonyabb hőmérsékleten és nyomáson vannak kitéve a felszínen, levegő, víz és szervezetek találkoznak, akkor bomlanak és törnek.
Az élő dolgok is befolyásolják az időjárást, mivel különféle biofizikai és biokémiai folyamatok révén befolyásolják a sziklákat és ásványokat, amelyek többsége nem ismert részleteiben.
Devil's Marbles, egy időjárási szempontból repedt szikla, Ausztrália. Forrás:
Alapvetően három fő típus létezik, amelyeken az időjárási viszonyok zajlanak; ez lehet fizikai, kémiai vagy biológiai. Ezeknek a változatoknak mindegyike rendelkezik sajátos jellemzőkkel, amelyek különböző módon hatnak a sziklákra; egyes esetekben több jelenség kombinációja is lehet.
Fizikai időjárási viszonyok vagy
A mechanikus folyamatok a kőzeteket fokozatosan kisebb darabokra redukálják, ami viszont növeli a kémiai támadásnak kitett felületet. A fő mechanikai időjárási folyamatok a következők:
- A letöltés.
- A fagy hatása.
- Melegítés és hűtés által okozott termikus stressz
- A bővítés.
- Zsugorodás nedvesítés következtében, majd ezt követő szárítással.
- A sókristályok növekedése által gyakorolt nyomás.
A mechanikus időjárási körülmények fontos tényezője a fáradtság vagy az ismételt stresszképződés, amely csökkenti a sérülésekkel szembeni toleranciát. A fáradtság eredménye, hogy a kőzet kisebb feszültségszinten törik, mint egy nem fáradt minta.
Letöltés
Amikor az erózió eltávolítja az anyagot a felületről, az alatta lévő kőzetekre ható nyomás csökken. Az alacsonyabb nyomás lehetővé teszi az ásványi szemcsék további elválasztását és üregek kialakulását; a kőzet tágul vagy tágul, és törhet.
Például gránit vagy más sűrű kőbányákban a bányászati vágások nyomáskibocsátása heves lehet, és akár robbanást is okozhat.
Hámlás kupola a Yosemite Nemzeti Parkban, USA. Forrás: Diliff, a Wikimedia Commonsból
Fagyos törés vagy gélesedés
A víz, amely a kőzet pórusait foglalja el, fagyáskor 9% -kal növekszik. Ez a tágulás belső nyomást generál, amely a szikla fizikai szétesését vagy törését okozhatja.
A gélképzés fontos folyamat hideg környezetben, ahol a fagyasztás-olvadás ciklusai folyamatosan fordulnak elő.
A konkrét "kancsó" fizikai időjárási viszonyai. Forrás: LepoRello., a Wikimedia Commonsból
Fűtés-hűtési ciklusok (hőre lágyuló)
A sziklák alacsony hővezető képességgel rendelkeznek, ami azt jelenti, hogy nem képesek jól vezetni a hőt a felületükről. A sziklák melegítésekor a külső felület hőmérséklete sokkal nagyobb mértékben növekszik, mint a szikla belső része. Ezért a külső rész nagyobb kitágulástól szenved, mint a belső.
Ezenkívül a különféle kristályokból álló kőzetek eltérő melegítést mutatnak: a sötétebb színű kristályok gyorsabban felmelegednek és lassabban lehűlnek, mint a világosabb kristályok.
Fáradtság
Ezek a hőhatások a kőzet szétesését és hatalmas pehely, héj és lemez kialakulását okozhatják. Az ismételt fűtés és hűtés fáradtságnak nevezett hatást fejt ki, amely elősegíti a hőhatást, más néven hőre lágyulást.
A fáradtság általában különféle folyamatok hatásaként határozható meg, amelyek csökkentik az anyag toleranciáját a sérülésekkel szemben.
Szikla mérlegek
A hőfeszítő hámlás vagy rétegezés magában foglalja a kőpehelyképződést is. Hasonlóképpen, az erdőtüzek és az atomrobbanások által előidézett intenzív hő a kőzet szétesését és végül elbontását okozhatja.
Például Indiában és Egyiptomban a tűz sok éven át használták a kőbányák kitermelési eszközét. A napi hőmérsékleti ingadozások, még sivatagokban is, jóval a helyi tüzek által elért szélsőségek alatt vannak.
Nedvesítés és szárítás
Az agyagtartalmú anyagok - mint például az iszapkő és a pala - nedvesítéskor jelentősen tágulnak, ami mikrohiba vagy mikrotörés (mikrorepedés) kialakulását vagy a meglévő repedések kibővítését válthatja ki.
A fáradtság hatása mellett a tágulási és zsugorodási ciklusok - a nedvesítéssel és a szárítással kapcsolatban - kőzetjárást idéznek elő.
Időjárás sókristályok növekedése vagy haloklasztika révén
A part menti és a száraz régiókban a sókristályok sós oldatokban növekedhetnek, amelyeket a víz párolgása révén koncentrálnak.
A só kristályosodása a kőzetek szélén vagy pórusaiban olyan feszültségeket eredményez, amelyek kiszélesítik őket, és ez a kőzet granuláris szétesését eredményezi. Ezt a folyamatot sós időjárási körülményeknek vagy haloklasztikusnak nevezik.
Amikor a kőzet pórusaiban képződött sókristályokat felmelegítik vagy vízzel telítik, azok kiterjednek és nyomást gyakorolnak a közeli pórusfalakra; ez hő- vagy hidratációs stresszt eredményez (mindkettő), amelyek mind hozzájárulnak a kőzet időjárási viszonyaihoz.
Kémiai időjárás
Az ilyen típusú időjárási körülmények sokféle kémiai reakciót vonnak maguk után, amelyek sokféle típusú kőzetre hatnak együtt az éghajlati viszonyok tartományában.
Ezt a nagy változatosságot a kémiai reakciók hat fő típusára lehet csoportosítani (mindegyik részt vesz a kőzet bomlásában), nevezetesen:
- Pusztulás.
- Hidratálás.
- Oxidáció és redukció.
- Szénsav.
- Hidrolízis.
Pusztulás
Az ásványi sók feloldhatók vízben. Ez a folyamat magában foglalja a molekulák disszociációját anionokká és kationokká, valamint az egyes ionok hidratálását; azaz az ionok vízmolekulákkal veszik körül magukat.
Az oldódást általában kémiai folyamatnak tekintik, bár ez nem jár valós kémiai átalakulásokkal. Mivel az oldódás más kémiai időjárási folyamatok kezdeti lépéseként jelentkezik, ebbe a kategóriába tartozik.
Az oldódás könnyen megfordul: amikor az oldat túltelítetté válik, az oldott anyag egy része szilárd anyagként csapódik le. A telített oldat nem képes szilárd anyag feloldódására.
Az ásványi anyagok oldékonysága változó, és a vízben legoldékonyabbak közé tartoznak az alkálifémek kloridjai, mint például a kősó vagy a halit (NaCl) és a kálium-só (KCl). Ezeket az ásványokat csak nagyon száraz éghajlatban találják meg.
A gipsz (CaSO 4, 2H 2 O) szintén elég jól oldódik, míg a kvarc nagyon alacsony oldhatóságú.
Sok ásványi anyag oldhatósága a szabad hidrogénionok (H +) koncentrációjától függ a vízben. A H + -ionokat pH-értékként mérjük, amely a vizes oldat savasságának vagy lúgosságának mértékét jelzi.
Hidratáció
A hidratációs időjárás egy olyan folyamat, amely akkor fordul elő, amikor az ásványi anyagok felszívják a vízmolekulákat a felszínükön, vagy felszívják azokat, beleértve azokat a kristályrácsukban. Ez a kiegészítő víz növeli a térfogatot, ami a kőzet törését okozhatja.
A középső szélességű, nedves éghajlaton a talaj színei számottevő eltéréseket mutatnak: barnától sárgásig megfigyelhető. Ezeket a színeződéseket a vöröses vas-oxid hematit hidratálása okozza, amely oxid színű goetitté (vas-oxi-hidroxiddá) alakul.
A víz az agyag részecskék általi felvétele szintén a hidratáció egyik formája, amely ugyanezen táguláshoz vezet. Ezután, amint az agyag megszárad, a kéreg repedik.
Oxidáció és redukció
Oxidáció akkor fordul elő, amikor egy atom vagy ion elektronokat veszít, növeli a pozitív töltését vagy csökkenti a negatív töltését.
Az egyik meglévő oxidációs reakció magában foglalja az oxigén és egy anyag kombinációját. A vízben feloldott oxigén általános oxidálószer a környezetben.
Az oxidáló hatás elsősorban a vastartalmú ásványokat érinti, bár az olyan elemek, mint a mangán, a kén és a titán is rozsdát okozhatnak.
A vasra vonatkozó reakció - amely akkor fordul elő, amikor a vízben oldott oxigén érintkezésbe kerül vastartalmú ásványokkal - a következő:
4Fe 2+ + 3O 2 → 2Fe 2 O 3 + 2e -
Ebben a kifejezésben az e - elektronokat képvisel.
A legtöbb kőképző ásványi anyagban található vas (Fe 2+) átalakítható vas formájává (Fe 3+) a kristályrács semleges töltésének megváltoztatásával. Ez a változás néha az összeomláshoz vezet, és az ásványt hajlamosabbá teszi a kémiai támadásokra.
karbonálást
A karbonizáció a karbonátok képződése, amelyek a szénsav (H 2 CO 3) sói. A szén-dioxid feloldódik a természetes vizekben szénsavvá:
CO 2 + H 2 O → H 2 CO 3
Ezt követően a szénsav hidratált hidrogén-ionmá (H 3 O +) és bikarbonát -iondá disszociál, az alábbi reakciót követve:
H 2 CO 3 + H 2 O → HCO 3 - + H 3 O +
A szénsav megtámadja az ásványokat, amelyek karbonátokat képeznek. A mészkő és a dolomit sziklák időjárása során a karbonizáció dominál; ezekben a fő ásványi anyag kalcit vagy kalcium-karbonát (CaCO 3).
A kalcit reagál a szénsavval, és savas kalcium-karbonátot (Ca (HCO 3) 2) képez , amely a kalcittól eltérően könnyen oldódik vízben. Ez az oka annak, hogy néhány mészkő hajlamos az oldódásra.
A szén-dioxid, a víz és a kalcium-karbonát közötti reverzibilis reakciók összetettek. A folyamat lényegében az alábbiak szerint foglalható össze:
CaCO 3 + H 2 O + CO 2 ⇔Ca 2 + + 2HCO 3 -
hidrolízis
Általában a hidrolízis - a kémiai bontás a víz hatására - a kémiai időjárási folyamatok fő folyamata. A víz lebonthatja, feloldhatja vagy módosíthatja a fogékony primer ásványokat a kőzetekben.
Ebben a folyamatban a víz hidrogén-kationokká (H +) és hidroxil-anionokká (OH -) disszociálódott közvetlenül reagál a kőzetekben és a talajban lévő szilikát-ásványokkal.
A hidrogéniont kicserélik egy szilikát ásványi anyag, például kálium (K +), nátrium (Na +), kalcium (Ca 2 +) vagy magnézium (Mg 2 +) fémkationjával. A felszabadult kation ezután egyesül a hidroxil-anionnal.
Például a KAlSi 3 O 8 kémiai képletű ortokláznak nevezett ásvány hidrolízisének reakciója a következő:
2KAlSi 3 O 8 + 2H + + 2OH - → 2HAlSi 3 O 8 + 2KOH
Így az ortoklázt alumínium-sziliksavvá, HAlSi 3 O 8 -vá és kálium-hidroxiddá (KOH) alakítják.
Az ilyen típusú reakció alapvető szerepet játszik néhány jellegzetes megkönnyebbülés kialakításában; például részt vesznek a karszt dombormű kialakításában.
Biológiai időjárási viszonyok
Egyes élő szervezetek mechanikusan, kémiai úton vagy mechanikai és kémiai folyamatok kombinációjával támadják meg a kőzeteket.
Növények
A növények gyökerei - különösen a sík, sziklás ágyon növekvő fák gyökerei - biomechanikai hatást gyakorolhatnak.
Ez a biomechanikai hatás akkor fordul elő, amikor a gyökér növekszik, amikor a környezetre gyakorolt nyomás növekszik. Ez a gyökérágy kőzetének töréséhez vezethet.
Biológiai meteorizáció. Tetrameles nudiflora növekszik egy templom romján Angkorban, Kambodzsa. Forrás: Diego Delso, delso.photo, CC-BY-SA licenc a https://es.m.wikipedia.org/wiki/Archivo:Ta_Phrom,_Angkor,_Camboya,_2013-08-16,_DD_41.JPG útján.
zuzmók
A zuzmók két szimbólumból álló organizmusok: egy gomba (mycobiont) és egy alga, amely általában cianobaktériumok (phycobiont). Ezekről az organizmusokról kolonizátorokként számoltak be, amelyek növelik a kőzetjárást.
Megállapítást nyert például, hogy a Stereocaulon vesuvianum lávaáramokra van telepítve, így az időjárási sebesség akár 16-szorosára növekszik a nem kolonizált felületekhez képest. Ez az arány megduplázódhat nedves helyeken, például Hawaii-ban.
Azt is megfigyelték, hogy amint a zuzmók elhalnak, sötét foltot hagynak a kőzetfelületeken. Ezek a foltok több sugárzást vesznek fel, mint a szikla környező fényterületei, elősegítve ezáltal a hőhatást vagy a hőre lágyulást.
Mytilus edulis egy unalmas kagyló. Forrás: Andreas Trepte, a Wikimedia Commonsból
Tengeri szervezetek
Egyes tengeri szervezetek lekaparják a sziklák felületét, és lyukakat fúrnak bennük, elősegítve az algák növekedését. Ezek a piercing organizmusok magukban foglalják a puhatestűeket és a szivacsokat.
Az ilyen típusú organizmusokra példa a kék kagyló (Mytilus edulis) és a növényevő gasztronómiai Cittarium pica.
A zuzmó, a Stereocaulon vesuvianum egy gyarmatosító, amelyet lávafolyásokba, a Kanári-szigetek Fuerteventura és a spanyol Lanzarote-ba telepítenek. Forrás: Lairich Rig a https://commons.wikimedia.org/wiki/File:A_lichen_-_Stereocaulon_vesuvianum_-_geograph.org.uk_-_1103503.jpg keresztül
Fémlekötés
A kelát egy másik időjárási mechanizmus, amely magában foglalja a fémionok, különösen az alumínium-, vas- és mangánionok kőzetekből történő eltávolítását.
Ezt úgy lehet elérni, hogy szerves savak (például fulvo-sav és huminsav) kötődnek és elkülönítik az oldható szerves anyag-fém komplexeket.
Ebben az esetben a kelátképző szerek a növények bomlástermékeiből és a gyökerekből kiválasztódnak. A kelát ösztönzi a kémiai időjárást és a fém átjutását a talajban vagy a kőzetben.
Irodalom
- Pedro, G. (1979). Caractérisation générale des processus de l'altération hydrolitique. Science du Sol 2, 93–105.
- Selby, MJ (1993). Hillslope anyagok és folyamatok, 2. kiadás. APW Hodder közreműködésével. Oxford: Oxford University Press.
- Stretch, R. és Viles, H. (2002). A zuzmók által a láva időjárásának jellege és mértéke a Lanzarote folyón folyik. Geomorphology, 47 (1), 87–94. doi: 10.1016 / s0169-555x (02) 00143-5.
- Thomas, MF (1994). Geomorfológia a trópusokon: időjárási és denudation tanulmány alacsony szélességi területeken. Chichester: John Wiley és fiai.
- White, WD, Jefferson, GL és Hama, JF (1966) Quartzite karszt Venezuela délkeleti részén. International Journal of Speleology 2, 309–14.
- Yatsu, E. (1988). Az időjárás jellege: Bevezetés. Tokió: Sozosha.