Види вивітрювання

Магматичні і метаморфічні породи при виході на поверхню піддаються руйнуванню. Вони подрібнюються, перетворюються в пухкі породи, змінюється їх хімічний склад.

Відео: Вивітрювання - Школфільм (1985р.)

вивітрюванням називають процес механічного руйнування і хімічної зміни гірських порід і складових їх мінералів. На гірську породу спільно впливають живі організми, вода, гази і коливання температур. Всі ці фактори роблять на породу руйнівну дію одночасно. Залежно від переважаючого фактора розрізняють три форми вивітрювання: фізичне, хімічне та біологічне. Разом з тим слід мати на увазі, що всяка зміна хімічного складу породи призводить до зміни її фізичних властивостей.

Фізичне вивітрювання - це механічне пошкодження гірських порід без зміни хімічного складу. Головний фактор фізичного вивітрювання - коливання добових і сезонних температур. При нагріванні відбувається розширення мінералів, що входять в гірську породу. Оскільки різні мінерали мають різні коефіцієнти об`ємного і лінійного розширення, виникає місцеве тиск, що руйнує породу. Цей процес відбувається в місцях контакту різних мінералів і порід. При чергуванні нагрівання та охолодження між кристалами утворюються тріщини. Проникаючи в дрібні тріщини, вода створює таке капілярний тиск, при якому навіть найтвердіші породи руйнуються. При замерзанні води ці тріщини збільшуються. В умовах жаркого клімату в тріщини потрапляє вода разом з розчиненими солями, кристали яких також руйнівно діють на породу. Таким чином, протягом тривалого часу утворюється безліч тріщин, що призводять до повного механічного руйнування гірської породи. Зруйновані породи набувають здатність пропускати і утримувати воду. В результаті роздроблення масивних порід сильно збільшується загальна поверхня, з якої стикаються вода і гази, що обумовлює протікання хімічних процесів.

Хімічне вивітрювання призводить до утворення нових сполук і мінералів, що відрізняються за хімічним складом від первинних мінералів. Воно здійснюється під впливом води з розчиненими в ній солями і діоксидом вуглецю, а також кисню повітря. Хімічне вивітрювання включає наступні процеси: розчинення, гідроліз, гідратацію, окислення. Розчиняє дію води посилюється з підвищенням температури. При підвищенні її на кожні 10 ° С швидкість хімічних реакцій збільшується в 2,0 ... 2,5 рази. Якщо у воді міститься діоксид вуглецю, то в кислому середовищі мінерали руйнуються швидше.

Так, розчинність вапняку різко посилюється внаслідок переходу СаСО₃ в більш розчинний гідрокарбонат:

Відео: [РВ] Похід на плато Маньпупунер (Північний Урал)

СаСO₃ + СO₂ + Н₂O = Са (НСO₃)₂.

Гідроліз - основна хімічна реакція мінералів магматичних порід з водою. При цьому катіони калію, натрію, кальцію і магнію в кристалічній решітці алюмосиликатов заміщуються водневими катіонами води.

Гідратація - процес приєднання молекул води до мінералів.

При гідратації відбувається розпушення поверхні мінералів, завдяки чому посилюється вплив на них водних розчинів і газів.

Відео: Вивітрювання і ерозія скель на Бабуган- яйлі

Окислення - процес, пов`язаний з дією атмосферного кисню на мінерали, що містять оксид заліза (II) або інші елементи, здатні до окислення, наприклад:

4FeCO₃ + ДТ₂O + O₂ = 2Fe₂O₃ ДТ₂O + 4СO₂.

В результаті вивітрювання магматичних порід утворюються оксиди, перевідкладені опади і розчинні солі.

Біологічне вивітрювання - це механічне пошкодження і хімічна зміна гірських порід під впливом живих організмів і продуктів їх життєдіяльності. Цей вид вивітрювання пов`язаний з грунтоутворення. Якщо при фізичному і хімічному вивітрюванні відбувається тільки перетворення магматичних гірських порід в осадові, то при біологічному вивітрюванні утворюється грунт, в ній накопичуються елементи живлення рослин і органічна речовина.

У почвообразовательном процесі беруть участь бактерії, гриби, актиноміцети, зелені рослини, а також різні тварини (Дощові черв`яки, землерийні тварини, комахи і ін.). Гірські породи розкладають і численні мікроорганізми. Так, нитрифицирующие бактерії утворюють сильну азотну кислоту, а серобактерии - сірчану кислоту, які енергійно розкладають алюмосилікати і інші мінерали. Силікатні бактерії, виділяючи органічні кислоти і діоксид вуглецю, руйнують польові шпати, фосфорити і переводять калій і фосфор в форму, доступну для рослин.

Водорості (діатомові, синьо-зелені, зелені та ін.) Також руйнують гірські породи. Особливо велика роль діатомових водоростей, які для побудови свого скелета витягують з алюмосилікатів кремнієву кислоту.

Лишайники, що оселилися на гірських породах, руйнують їх за допомогою виділення специфічних лишайникових кислот і діоксиду вуглецю. Крім того, гіфи лишайника здатні проникати в найтонші пори гірських порід, що призводить до їх фізичного руйнування. Під лишайниками відбувається деяке накопичення фосфору, калію, сірки та інших елементів, наявність яких обумовлює поселення на їх місці мохів, а потім і вищих рослин. Мохи затримують багато вологи, що ще підсилює руйнування порід.

Зелені рослини виділяють органічні кислоти та інші біогенні речовини, які взаємодіють з мінеральною частиною, утворюючи складні органо-мінеральні сполуки. Кореневі системи вибірково засвоюють зольні елементи. Після відмирання рослин у верхніх ґрунтових горизонтах відбувається накопичення азоту, фосфору, калію, кальцію, сірки та інших біогенних елементів. Крім того, коріння рослин, особливо деревних, проникаючи в глиб гірських порід по тріщинах, чинять тиск на породи і руйнують їх механічно.

Відео: 7 чудес Росії Стовпи вивітрювання

Таким чином, під впливом фізичного, хімічного і біологічного вивітрювання гірські породи, руйнуючись, збагачуються мелкоземом, глинистими і колоїдними частинками, набувають поглинальну здатність, стають Вологоємна, водо- і воздухопроніцаемимі- в них накопичуються елементи живлення рослин і органічна речовина. Це призводить до виникнення суттєвого властивості грунту - Родючості, якого не мають гірські породи.