Tipovi i procesi meteorizacije

ukošenje to je razgradnja stijena mehaničkim raspadom i kemijskom razgradnjom. Mnogi se formiraju na visokim temperaturama i pritiscima duboko u zemljinoj kori; kada su izloženi nižim temperaturama i pritiscima na površini i susreću se s zrakom, vodom i organizmima, oni se razgrađuju i lome.

Živa bića također imaju utjecajnu ulogu u trošenju, jer utječu na stijene i minerale kroz razne biofizičke i biokemijske procese, od kojih većina nije detaljno poznata..

U osnovi postoje tri glavne vrste kroz koje se odvijaju meteori; To može biti fizičko, kemijsko ili biološko. Svaka od ovih varijanti ima specifične karakteristike koje utječu na stijene na različite načine; čak u nekim slučajevima može postojati kombinacija nekoliko pojava.

indeks

• 1 Fizičko ili mehaničko trošenje
  • 1.1 Preuzimanje
  • 1.2 Lom zamrzavanjem ili gelifikacijom
  • 1.3 Ciklusi grijanja-hlađenja (termoklast)
  • 1.4 Mokrenje i sušenje
  • 1.5. Meteorizacija rastom kristala soli ili haloklastije
• 2 Kemijska meteorizacija
  • 2.1 Raspuštanje
  • 2.2 Hidratacija
  • 2.3 Oksidacija i redukcija
  • 2.4 Karbonacija
  • 2.5 Hidroliza
• 3 Biološka meteorizacija
  • 3.1 Biljke
  • 3.2 Lišajevi
  • 3.3 Morski organizmi
  • 3.4 Chelation
• 4 Reference

Fizičko vrijeme ili mehanika

Mehanički procesi pretvaraju stijene u sve manje fragmente, što povećava površinu izloženu kemijskom napadu. Glavni mehanički vremenski uvjeti su sljedeći:

- preuzimanje.

- Djelovanje mraza.

- Toplinska opterećenja uzrokovana grijanjem i hlađenjem.

- Proširenje.

- Skupljanje uslijed vlaženja s naknadnim sušenjem.

- Pritisci koji nastaju rastom kristala soli.

Važan čimbenik u mehaničkim vremenskim uvjetima je umor ili ponavljanje stresa, što smanjuje toleranciju na oštećenja. Rezultat umora je taj da će se stijena slomiti na nižoj razini od stresa od neumornog uzorka.

pražnjenje

Kada erozija ukloni materijal s površine, ograničavajući pritisak na stijenama ispod njega se smanjuje. Niži pritisak omogućava da mineralna zrna više odvoje i stvaraju šupljine; stijena se širi ili širi i može se slomiti.

Na primjer, u granitnim rudnicima ili drugim gustim stijenama, oslobađanje tlaka zbog rezova za ekstrakciju može biti nasilno i čak izazvati eksplozije.

Fraktura smrzavanjem ili gelifikacijom

Voda koja zauzima pore unutar stijene širi se za 9% pri smrzavanju. Ovo širenje stvara unutarnji tlak koji može uzrokovati fizički raspad ili lom stijene.

Gelifikacija je važan proces u hladnim uvjetima, gdje se ciklusi smrzavanja i odmrzavanja stalno događaju.

Ciklusi grijanja-hlađenja (termoklast)

Stijene imaju nisku toplinsku provodljivost, što znači da nisu dobre u odvođenju topline s njihovih površina. Kada se stijene zagriju, vanjska površina povećava temperaturu mnogo više nego unutarnji dio stijene. Zbog toga vanjski dio trpi više dilatacije nego unutarnji dio.

Osim toga, stijene sastavljene od različitih kristala predstavljaju diferencijalno zagrijavanje: tamnije obojeni kristali se brže zagrijavaju i rashlađuju sporije od svjetlijih kristala.

umor

Ta toplinska naprezanja mogu uzrokovati raspadanje stijene i stvaranje velikih ljusaka, školjki i listova. Ponovljeno grijanje i hlađenje stvaraju učinak koji se naziva umor koji potiče termičko trošenje, koje se naziva i termoklastija.

Općenito, zamor se može definirati kao učinak nekoliko procesa koji smanjuju toleranciju materijala na oštećenja.

Kamene vage

Eksfolijacija ili proizvodnja ploča termičkim stresom također uključuje stvaranje skala kamenja. Isto tako, intenzivna toplina koju stvaraju šumski požari i nuklearne eksplozije mogu uzrokovati raspadanje stijene i eventualno pucanje.

Na primjer, u Indiji i Egiptu požar je korišten godinama kao alat za vađenje u kamenolomima. Međutim, dnevne fluktuacije temperature, čak iu pustinjama, daleko su ispod krajnosti do kojih dolazi zbog lokalnih požara.

Vlaženje i sušenje

Materijali koji sadrže gline - kao što su mulj i škriljac - znatno se proširuju nakon vlaženja, što može izazvati stvaranje mikrofaza ili mikrofraktura (mikropukotine na engleskom), ili proširenje postojećih pukotina.

Uz učinak umora, ciklusi ekspanzije i skupljanja - povezani s vlaženjem i sušenjem - dovode do trošenja stijene.

Meteorizacija rastom kristala soli ili haloklastije

U obalnim i sušnim područjima kristali soli mogu rasti u solnim otopinama koje su koncentrirane isparavanjem vode.

Kristalizacija soli u međuprostorima ili porama stijena stvara napetosti koje ih proširuju, a to dovodi do granuliranog raspada stijene. Ovaj proces je poznat kao slana atmosfera ili haloklastija.

Kada se kristali soli nastali u porama stijene zagriju ili zasite vodom, oni se šire i vrše pritisak na zidove obližnjih pora; to stvara termički stres ili stres hidratacije (respektivno), što doprinosi trošenju stijene.

Kemijska meteorizacija

Ova vrsta vremenskih uvjeta uključuje širok raspon kemijskih reakcija, koje djeluju zajedno na više različitih vrsta stijena u svim vremenskim uvjetima.

Ova velika raznolikost može se grupirati u šest vrsta glavnih kemijskih reakcija (sve uključene u razgradnju stijene), i to:

- Otapanje.

- hidratacija.

- Oksidacija i redukcija.

- Karbonacija.

- hidroliza.

raspuštanje

Mineralne soli mogu se otopiti u vodi. Ovaj proces uključuje disocijaciju molekula u njihovim anionima i kationima i hidrataciju svakog iona; to jest, ioni su okruženi molekulama vode.

Općenito, otapanje se smatra kemijskim procesom, iako ne uključuje odgovarajuće kemijske transformacije. Kako se otapanje pojavljuje kao početni korak za druge kemijske procese trošenja, on je uključen u ovu kategoriju.

Otopina se lako okreće: kada je otopina prezasićena, dio otopljenog materijala taloži se kao krutina. Zasićena otopina nema sposobnost otapanja u krutom obliku.

Minerali se razlikuju u svojoj topljivosti, a među najtopivijima u vodi su kloridi alkalnih metala, kao što su kamena sol ili halit (NaCl) i kalijeva sol (KCl). Ovi minerali nalaze se samo u vrlo sušnim klimatskim uvjetima.

Žbuka (CaSO₄.2H₂O) također je prilično topiv, dok kvarc ima vrlo nisku topljivost.

Topivost mnogih minerala ovisi o koncentraciji vodikovih iona (H⁺) slobodno u vodi. Hjoni⁺ mjere se kao pH vrijednost koja ukazuje na stupanj kiselosti ili lužnatosti vodene otopine.

hidratacija

Hidratacijsko trošenje je proces koji se događa kada minerali apsorbiraju molekule vode na svojoj površini ili ih apsorbiraju, uključujući ih u svoje kristalne rešetke. Ta dodatna voda stvara povećanje volumena koji može uzrokovati lom stijene.

U vlažnim podnebljima srednjih geografskih širina, boje tla su prisutne / pokazuju općepoznate varijacije: može se promatrati od smeđkaste do žućkaste boje. Ove boje su uzrokovane hidratacijom crvenog željezovog oksida hematita, koji prelazi u oksitno obojeni getit (željezni oksidhidroksid).

Unos vode glinenim česticama također je oblik hidratacije koji dovodi do njegovog širenja. Zatim, dok se glina suši, kora se pukne.

Oksidacija i redukcija

Oksidacija se događa kada atom ili ion izgubi elektrone, povećavajući njihov pozitivni naboj ili smanjujući njihov negativni naboj.

Jedna od postojećih oksidacijskih reakcija uključuje kombinaciju kisika s tvari. Kisik otopljen u vodi je čest oksidacijski agens u okolišu.

Trošenje oksidacijom uglavnom utječe na minerale koji sadrže željezo, iako se elementi kao što su mangan, sumpor i titan također mogu oksidirati..

Reakcija željeza - koja nastaje kad otopljeni kisik u vodi dođe u dodir s mineralima koji nose željezo - je kako slijedi:

4Fe²⁺ +  3O₂ → 2Fe₂O₃ + 2e^-

U ovom izrazu e^-  predstavlja elektrone.

Željezo (Fe²⁺) koji se nalaze u većini minerala koji formiraju stijene mogu se pretvoriti u oblik željeza (Fe³⁺) mijenjanjem neutralnog naboja kristalne rešetke. Ova promjena ponekad uzrokuje njen kolaps i čini mineral više podložnim kemijskom napadu.

karbonizacija

Karbonacija je stvaranje karbonata, koji su soli ugljične kiseline (H₂CO₃). Ugljični dioksid se otapa u prirodnim vodama u obliku ugljične kiseline:

CO₂  + H₂O → H₂CO₃

Zatim se ugljična kiselina disocira u hidratizirani vodikov ion (H₃O⁺) i bikarbonatni ion, slijedeći slijedeću reakciju:

H₂CO₃ + H₂O → HCO₃^-  +  H₃O⁺

Ugljična kiselina napada minerale koji tvore karbonate. Karbonatizacijom dominira trošenje karbonatnih stijena (koje su vapnenci i dolomiti); u njima je glavni mineral kalcit ili kalcijev karbonat (CaCO₃).

Kalcit reagira s ugljičnom kiselinom u obliku karbonata kalcijeve kiseline, Ca (HCO)₃)₂ koji se, za razliku od kalcita, lako otapa u vodi. Zbog toga su neki vapnenci tako skloni raspadanju.

Reverzibilne reakcije između ugljičnog dioksida, vode i kalcijevog karbonata su složene. U biti, proces se može sažeti na sljedeći način:

CaCO₃ + H₂O + CO₂⇔Ca₂+ + 2HCO₃^-

hidroliza

Općenito, hidroliza - kemijska razgradnja djelovanjem vode - glavni je proces kemijskog trošenja. Voda može razbiti, otopiti ili modificirati primarne minerale osjetljive na stijene.

U tom procesu voda se odvaja u kationima vodika (H⁺i hidroksil anione (OH^-) reagira izravno sa silikatnim mineralima u stijenama i tlima.

Vodikov ion se razmjenjuje s metalnim kationom silikatnih minerala, obično kalija (K⁺natrij (Na⁺kalcij (Ca^{2 +)} ili magnezij (Mg^{2 +}). Zatim se oslobođeni kation kombinira s hidroksil anionom.

Na primjer, reakcija za hidrolizu minerala zvanog orthoclase, koji ima kemijsku formulu KAlSi₃O₈, To je sljedeće:

2KAlSi₃O₈ + 2H⁺ + 2OH^- → 2HAlSi₃O₈ + 2KOH

Tako se ortoklas pretvara u aluminosilikatnu kiselinu, HAlSi₃O₈ i kalijev hidroksid (KOH).

Ova vrsta reakcija igra temeljnu ulogu u formiranju nekih karakterističnih reljefa; na primjer, oni su uključeni u formiranje krškog reljefa.

Biološka meteorizacija

Neki živi organizmi napadaju stijene mehanički, kemijski ili kombinacijom mehaničkih i kemijskih procesa.

bilje

Korijeni biljaka - posebno onih stabala koja rastu na ravnim stjenovitim stijenama - mogu imati biomehanički učinak.

Taj biomehanički učinak događa se kada korijen raste, jer povećava pritisak koji djeluje na okolinu. To može dovesti do loma stijena stijena.

lišajevi

Lišajevi su organizmi sastavljeni od dva simbionta: gljiva (mikobiont) i alge koja je obično cijanobakterija (phycobiont). Ti su organizmi prijavljeni kao kolonizatori koji povećavaju trošenje stijena.

Na primjer, utvrđeno je da Stereocaulon vesuvianum ugrađuje se na lava teče, uspijevajući povećati do 16 puta veću količinu vremenskih uvjeta u usporedbi s neokoniranim površinama. Ove stope mogu se udvostručiti na vlažnim mjestima, kao na Havajima.

Također je primijećeno da kada lišajevi umiru, ostavljaju tamnu mrlju na površini stijene. Ta mjesta apsorbiraju više zračenja nego okolna bistra područja stijene, čime se potiče toplinsko trošenje ili termoklastiranje.

Morski organizmi

Određeni morski organizmi stružu površinu stijena i probijaju ih, potičući rast algi. Ti piercing organizmi uključuju mekušce i spužve.

Primjeri ove vrste organizama su plava školjka (Mytilus edulis) i trave biljojeda Cittarium pica.

chelation

Chelation je još jedan mehanizam vremenskih utjecaja koji uključuje uklanjanje metalnih iona, a posebno aluminijskih, željeznih i manganovih iona iz stijena..

To se postiže ujedinjavanjem i sekvestracijom organskih kiselina (kao što je fulvinska kiselina i humusna kiselina), kako bi se dobile topljive komplekse organske metalne tvari.

U tom slučaju, kelatni agensi dolaze iz produkata raspadanja biljaka i iz sekreta korijena. Chelation potiče kemijsko starenje i prijenos metala u tlo ili stijenu.

reference

1. Pedro, G. (1979). Caractérisation générale des procesus de l'altération hydrolitique. Science du Sol 2, 93-105.
2. Selby, M.J. (1993). Hillslope materijali i procesi, 2. izd. S doprinosom A. P. W. Hoddera. Oxford: Oxford University Press.
3. Stretch, R. i Viles, H. (2002). Priroda i brzina trošenja lišajeva na lavi teče na Lanzarote. geomorfologija, 47 (1), 87-94. doi: 10.1016 / s0169-555x (02) 00143-5.
4. Thomas, M.F. (1994). Geomorfologija u tropima: proučavanje vremenskih uvjeta i denudacije u niskim geografskim širinama. Chichester: John Wiley & Sons.
5. White, W.D., Jefferson, G.L. i Hama, J.F. (1966) Kvarcitni krš u jugoistočnoj Venezueli. Međunarodni časopis za speleologiju 2, 309-14.
6. Yatsu, E. (1988). Priroda trošenja: Uvod. Tokio: Sozosha.