Meteorizációs típusok és folyamatok

az erózió ez a sziklák lebomlása mechanikai széteséssel és kémiai bomlással. Sokan magas hőmérsékleten és mélyen a földkéregben keletkeznek; ha a felületen alacsonyabb hőmérsékleten és nyomáson vannak kitéve, és levegővel, vízzel és szervezetekkel találkoznak, akkor azok lebomlanak és törnek.

Az élőlények is befolyásoló szerepet játszanak az időjárásban, mivel különböző biofizikai és biokémiai folyamatokon keresztül befolyásolják a sziklákat és ásványi anyagokat, amelyek többsége nem ismert részletesen..

Alapvetően három fő típus létezik, amelyeken keresztül időjárás következik be; Ez fizikai, kémiai vagy biológiai lehet. Ezeknek a variánsoknak mindegyikének sajátos jellemzői vannak, amelyek különböző módon befolyásolják a sziklákat; még néhány esetben is több jelenség kombinációja lehet.

index

• 1 Fizikai vagy mechanikus időjárás
  • 1.1 Letöltés
  • 1.2 Fagyás vagy zselésképződés
  • 1.3 Fűtés-hűtési ciklusok (termoclast)
  • 1.4 Nedvesítés és szárítás
  • 1.5 Meteorizáció a sókristályok vagy a haloklasztia növekedésével
• 2 Kémiai meteorizáció
  • 2.1 Feloldás
  • 2.2 Hidratálás
  • 2.3 Oxidálás és csökkentés
  • 2.4 Karbonálás
  • 2.5 Hidrolízis
• 3 Biológiai meteorizáció
  • 3.1 Növények
  • 3.2 Zuzmók
  • 3.3 Tengeri szervezetek
  • 3.4 Kelátképzés
• 4 Referenciák

Fizikai időjárás vagy. \ T mechanika

A mechanikai folyamatok a sziklákat fokozatosan kisebb darabokra redukálják, ami viszont növeli a kémiai támadásnak kitett felületet. A főbb mechanikai időjárási folyamatok a következők:

- letöltés.

- A fagy hatása.

- A fűtés és a hűtés okozta termikus stressz.

- A terjeszkedés.

- A zsugorodás az ezt követő szárítással.

- A sókristályok növekedése által kifejtett nyomás.

A mechanikai időjárási viszonyok egyik fontos tényezője a fáradtság vagy az ismétlődő stressz-generálás, ami csökkenti a sérülésekkel szembeni toleranciát. A fáradtság következménye, hogy a kőzet alacsonyabb feszültségszint mellett törhet, mint egy nem fáradt minta.

mentesítés

Amikor az erózió eltávolítja az anyagot a felszínről, a mögöttes sziklákra nehezedő nyomás csökken. Az alacsonyabb nyomás lehetővé teszi, hogy az ásványi szemcsék jobban elkülönüljenek és üregeket képezzenek; a szikla kitágul vagy tágul, és törhet.

Például gránitbányákban vagy más sűrű sziklákban a kitermelésből származó vágások következtében fellépő nyomás felszabadulása erőszakos lehet és akár robbanást is okozhat..

Törés fagyasztással vagy gélképződéssel

A vízben, amely a sziklákban lévő pórusokat foglalja el, a fagyasztás során 9% -kal nő. Ez a terjeszkedés olyan belső nyomást hoz létre, amely a szikla fizikai szétesését vagy törését okozhatja.

A gélképzés hideg környezetben fontos folyamat, ahol a fagyasztási és felolvasztási ciklusok állandóan jelentkeznek.

Fűtés-hűtési ciklusok (termoclast)

A sziklák alacsony hővezető képességgel rendelkeznek, ami azt jelenti, hogy nem jó a hőtől a felületüktől távol. Amikor a sziklákat melegítik, a külső felület hőmérséklete sokkal több, mint a szikla belső része. Emiatt a külső rész nagyobb dilatációt szenved, mint a belső rész.

Emellett a különböző kristályokból álló sziklák differenciált fűtést mutatnak: a sötétebb színű kristályok gyorsabban és lassabban hűlnek le, mint a könnyebb kristályok.

fáradtság

Ezek a termikus feszültségek a szikla szétesését és hatalmas mérlegek, héjak és lapok kialakulását okozhatják. Az ismétlődő fűtés és hűtés olyan fáradtságot eredményez, amely elősegíti a termikus időjárást, más néven termoclastia.

Általánosságban elmondható, hogy a fáradtság több olyan folyamat hatásaként határozható meg, amelyek csökkentik az anyag károsodását.

Sziklamérlegek

A lapok hámlasztása vagy termikus feszültséggel történő előállítása magában foglalja a sziklamérlegek előállítását is. Hasonlóképpen az erdőtüzek és a nukleáris robbanások által termelt intenzív hő okozhatja a szikla szétesését és végül megszakad.

Például Indiában és Egyiptomban tűz volt évek óta a kőfejtők kitermelésére szolgáló eszköz. Ugyanakkor a napi sűrűség-ingadozások, még a sivatagokban is, jóval a helyi tüzek által elért szélsőségek alatt vannak.

Nedvesítés és szárítás

Agyagokat tartalmazó anyagok - mint például a sárkány és a palagé - jelentősen megnőnek a nedvesítés során, ami a mikroszálak vagy a mikrokompozíciók kialakulását idézheti elő.mikrorepedések angolul), vagy a meglévő repedések bővülése.

A fáradtság hatása mellett a nedvesítéssel és a szárítással kapcsolatos tágulási és zsugorodási ciklusok a sziklák időjárására vezetnek..

Meteorizáció sós kristályok vagy haloklasztia növekedésével

A part menti és száraz területeken a sókristályok a víz elpárologtatásával koncentrált sóoldatokban növekedhetnek.

A sók kristályosodása a sziklák közepén vagy pórusaiban olyan feszültségeket hoz létre, amelyek kibővítik őket, és ez a kőzet szemcsés széteséséhez vezet. Ezt a folyamatot sós időjárás vagy haloklasztia néven ismerik.

Amikor a szikla pórusaiban képződött sókristályokat vízzel melegítjük vagy telítjük, kibővítik és nyomást gyakorolnak a közeli pórusok falára; ez termikus feszültséget vagy hidratációs stresszt eredményez (ami), amelyek hozzájárulnak a kőzet időjárás-kitöréséhez.

Kémiai meteorizáció

Ez a fajta időjárási viszonyok széleskörű kémiai reakciókat foglalnak magukban, amelyek az összes időjárási viszonyok között számos különböző típusú kőzetre hatnak.

Ezt a nagy választékot a fő kémiai reakciók hat fajtájába lehet csoportosítani (mindegyik részt vesz a kőzet bomlásában), nevezetesen:

- Az oldódás.

- hidratáció.

- Oxidáció és redukció.

- A karbonizáció.

- hidrolízis.

oldódás

Az ásványi sók vízben oldhatók. Ez az eljárás magában foglalja a molekulák disszociációját anionjaikban és kationjaikban, és az egyes ionok hidratálását; azaz az ionokat vízmolekulák veszik körül.

Általában a feloldást kémiai folyamatnak tekintjük, bár nem tartalmaz megfelelő kémiai átalakulásokat. Mivel az oldódás a kémiai időjárási folyamatok első lépéseként lép fel, ebbe a kategóriába tartozik.

Az oldat könnyen megfordul: ha az oldat túltelített, az oldott anyag egy része szilárd anyagként kicsapódik. A telített oldat nem képes szilárdabb oldódásra.

Az ásványi anyagok oldhatósága változó, és a vízben leginkább oldhatóak az alkálifémek kloridjai, mint például a só vagy a halit (NaCl) és a káliumsó (KCl). Ezeket az ásványi anyagokat csak nagyon száraz környezetben találjuk.

Gipsz (CaSO₄.2H₂O) is elég oldható, míg a kvarc nagyon kevés oldhatósággal rendelkezik.

Számos ásványi anyag oldhatósága a hidrogénionok koncentrációjától függ (H⁺) szabad a vízben. A H ionok⁺ a pH-értéket mérjük, amely a vizes oldat savasságának vagy lúgosságának mértékét jelzi.

hidratáció

A hidratáló időjárás olyan folyamat, amely akkor fordul elő, amikor az ásványi anyagok vízfelszínre adszorbeálják a felületüket, vagy abszorbeálják, beleértve a kristályrácsokon belül. Ez a további víz növeli a térfogatot, ami a kőzet törését okozhatja.

A közepes szélességi fokok nedves éghajlatában a föld színei a hírhedt variációkat jelenítik meg / megjelenítik: a barnás színtől a sárgásig megfigyelhető. Ezeket a színezéseket a vörös vas-oxid hematit hidratálódása okozza, amely az oxid színű goethite-hez (vas-oxi-hidroxid) megy át.

A víz agyagrészecskékkel való felvétele a hidratáció egyfajta formája is, amely annak a kiterjesztéséhez vezet. Aztán, ahogy agyag kiszárad, a kéreg reped.

Oxidáció és redukció

Az oxidáció akkor következik be, amikor egy atom vagy ion elveszíti az elektronokat, növelve pozitív töltésüket vagy csökkenti a negatív töltést.

Az egyik létező oxidációs reakció az oxigén és az anyag kombinációját jelenti. A vízben oldott oxigén a környezetben általános oxidálószer.

Az oxidáció okozta kopás elsősorban a vasat tartalmazó ásványokat érinti, bár az olyan elemek, mint a mangán, a kén és a titán is oxidálhatók..

A vas reakciója, amely akkor következik be, ha a vízben oldott oxigén vasalatú ásványi anyagokkal érintkezik, a következő:

4Fe²⁺ +  3O₂ → 2Fe₂O₃ + 2e^-

Ebben a kifejezésben e^-  az elektronokat képviseli.

Vas (vas) (Fe²⁺) a legtöbb kőzetképző ásványi anyagot vas formájává alakíthatjuk (Fe³⁺) a kristályrács semleges töltésének megváltoztatása. Ez a változás néha az összeomlását okozza, és az ásványi anyagokat kémiai támadásokra hajlamosítja.

szénsavval

A karbonálás a karbonátok képződése, amelyek a szénsav sói (H₂CO₃). Szén-dioxid feloldódik a természetes vizekben, így szénsav képződik:

CO₂  + H₂O → H₂CO₃

Ezt követően a szénsav hidratált hidrogénionokká disszociál (H)₃O⁺) és egy hidrogén-karbonát-ion, a következő reakciót követve:

H₂CO₃ + H₂O → HCO₃^-  +  H₃O⁺

A szénsav a karbonátokat képző ásványi anyagokat támadja meg. A meszes kőzetek (amelyek a mészkő és a dolomitok) időjárása a széndioxidot uralják; ezekben a fő ásványi anyag a kalcit vagy a kalcium-karbonát (CaCO₃).

A kalcit szénsavval reagál kalcium-savkarbonát képződésére, Ca (HCO)₃)₂ amely a kalcittól eltérően könnyen vízben oldódik. Ez az oka annak, hogy néhány mészkő hajlamos az oldódásra.

A szén-dioxid, a víz és a kalcium-karbonát közötti reverzibilis reakciók komplexek. A folyamat lényegében a következőképpen foglalható össze:

CaCO₃ + H₂O + CO₂⇔Ca₂+ + 2HCO₃^-

hidrolízis

Általában véve a hidrolízis - a kémiai bontás a víz hatására - a kémiai időjárás fő folyamata. A víz lebonthatja, oldhatja vagy módosíthatja a sziklákra érzékeny elsődleges ásványi anyagokat.

Ebben a folyamatban a hidrogén kationokban disszociált víz (H)⁺) és hidroxil-anionok (OH^-) közvetlenül reagál a szilikát ásványokkal a sziklákban és a talajokban.

A hidrogénionot a szilikát ásványi anyagok, általában kálium (K⁺), nátrium (Na⁺), kalcium (Ca^{2 +)} vagy magnézium (Mg^{2 +}). Ezután a felszabadult kationot a hidroxil-anionnal kombináljuk.

Például az ortokláz nevű ásványi anyag hidrolízisére szolgáló reakció, amelynek kémiai képlete KAlSi₃O₈, Ez a következő:

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

Az ortokláz tehát alumínium-szilícium-savvá (HAlSi) alakul át₃O₈ és kálium-hidroxid (KOH).

Az ilyen típusú reakciók alapvető szerepet játszanak néhány jellegzetes mentesség kialakulásában; például részt vesznek a karsztos megkönnyebbülés kialakításában.

Biológiai meteorizáció

Egyes élő szervezetek mechanikusan, kémiailag vagy mechanikai és kémiai folyamatok kombinációjával támadnak sziklák.

növények

A növények gyökerei - különösen azok, amelyek a lapos sziklás ágyakon nőnek - biomechanikai hatást fejthetnek ki.

Ez a biomechanikai hatás akkor következik be, amikor a gyökér növekszik, mert növeli a környező környezetben kifejtett nyomást. Ez a kőzet kőzetének töréséhez vezethet.

zuzmók

A zuzmók két szimbiónból álló szervezet: egy gomba (mycobiont) és egy algák, amelyek általában cianobaktériumok (phycobiont). Ezeket az organizmusokat olyan gyarmatosítókként jelentették be, amelyek növelik a sziklák időjárását.

Például azt találtuk, hogy a Stereocaulon vesuvianum a lávaáramokra van felszerelve, amely akár 16-szorosára növeli az időjárási viszonyokat, mint a nem lebegő felületekhez képest. Ezek az arányok a nedves helyeken kétszeresek, mint Hawaii.

Azt is megjegyezték, hogy amikor a zuzmók meghalnak, akkor sötét foltot hagynak a kőzet felszínén. Ezek a foltok több sugárzást szívnak fel, mint a környező, tiszta sziklák, így elősegítik a termikus időjárást vagy a hőkezelést.

Tengeri szervezetek

Bizonyos tengeri élőlények felborítják a sziklák felületét és perforálják őket, elősegítve az algák növekedését. Ezek a piercing szervezetek közé tartoznak a puhatestűek és a szivacsok.

Az ilyen típusú szervezetek példái a kék kagyló (Mytilus edulis) és a növényevő csigája Cittarium pica.

chelation

A kelátképzés egy másik mechanizmusa az időjárásnak, amely magában foglalja a fémionok, és különösen az alumínium, vas és mangán ionok eltávolítását a sziklákból.

Ezt szerves savak (pl. Fulvinsav és huminsav) összekapcsolásával és szekvenálásával érjük el, hogy szerves-fémanyag oldható komplexeket képezzenek..

Ebben az esetben a kelátképző szerek a növények bomlástermékeiből és a gyökerek szekréciójából származnak. A kelátképzés elősegíti a kémiai időjárást és a fémek talajban vagy sziklában történő átadását.

referenciák

1. Pedro, G. (1979). A víztisztításra vonatkozó eljárás. Science du Sol 2, 93-105.
2. Selby, M. J. (1993). Hillslope anyagok és folyamatok, 2. edn. A. P. W. Hodder közreműködésével. Oxford: Oxford University Press.
3. Stretch, R. & Viles, H. (2002). A zuzmók által a Lanzarote-i lávaáramok által okozott időjárás hatása és mértéke. Geomorphology, 47 (1), 87-94. doi: 10.1016 / s0169-555x (02) 00143-5.
4. Thomas, M. F. (1994). Geomorfológia a trópusokon: az időjárás és a denudáció tanulmányozása az alacsony szélességben. Chichester: John Wiley & Sons.
5. White, W. D., Jefferson, G. L. és Hama, J. F. (1966) Quartzite karst a délkeleti Venezuelában. Nemzetközi Speleológia folyóirat 2, 309-14.
6. Yatsu, E. (1988). Az időjárás alakulása: Bevezetés. Tokió: Sozosha.