Meteoriseerimise tüübid ja protsessid

The ilmastikutingimused see on kivide lagunemine mehaanilise lagunemise ja keemilise lagunemise teel. Paljud on moodustunud kõrgetel temperatuuridel ja maapõues sügaval sügavusel; kui nad puutuvad kokku madalama temperatuuri ja rõhuga pinnal ning puutuvad kokku õhu, vee ja organismidega, lagunevad ja purunevad.

Elusolendil on ka ilmastikutingimustes mõjukas roll, sest need mõjutavad kivimite ja mineraalide mõju erinevate biofüüsikaliste ja biokeemiliste protsesside kaudu, millest enamik ei ole üksikasjalikult teada..

Põhimõtteliselt on ilmastikutingimused kolm peamist tüüpi; See võib olla füüsiline, keemiline või bioloogiline. Kõigil nendel variantidel on spetsiifilised omadused, mis mõjutavad kivimit erinevalt; isegi mõnel juhul võib esineda mitme nähtuse kombinatsioon.

Indeks

• 1 Füüsiline või mehaaniline ilmastikukindlus
  • 1.1 Laadi alla
  • 1.2 Murdumine külmutamise või geelistumise teel
  • 1.3 Küte-jahutus tsüklid (termoklast)
  • 1.4 Niisutamine ja kuivatamine
  • 1.5 Meteoriseerimine soolakristallide või haloklastia abil
• 2 Keemiline meteoriseerimine
  • 2.1 Lahustamine
  • 2.2 Hüdreerimine
  • 2.3 Oksüdeerimine ja vähendamine
  • 2.4 Karboniseerimine
  • 2.5 Hüdrolüüs
• 3 Bioloogiline meteoriseerimine
  • 3.1 Taimed
  • 3.2 Jäägid
  • 3.3 Mereorganismid
  • 3.4 Kelaatimine
• 4 Viited

Füüsilised ilmastikutingimused või. \ T mehaaniline

Mehaanilised protsessid vähendavad kivimid järk-järgult väiksemateks fragmentideks, mis omakorda suurendab keemilise rünnakuga kokkupuutuvat pinda. Peamised mehaanilised ilmastikutingimused on järgmised:

- Laadi alla.

- Külma mõju.

- Kütte ja jahutuse põhjustatud soojuskoormus.

- Laienemine.

- Kokkutõmbumine, mis tuleneb niisutamisest järgneva kuivatamisega.

- Soolakristallide kasvu põhjustatud rõhud.

Mehaanilise ilmastikutingimuste oluline tegur on väsimus või korduv stressitegemine, mis vähendab tolerantsust kahjustuste suhtes. Väsimuse tulemus on see, et kivim murdub madalamal pingetasemel kui väsimatu proov.

Laadi alla

Kui erosioon eemaldab materjali pinnalt, siis väheneb rõhk allolevatele kivimitele. Madalam rõhk võimaldab mineraalsetel teradel rohkem eralduda ja tekitada tühimikke; kivi laieneb või laieneb ja võib puruneda.

Näiteks võib graniitkaevandustes või muudes tihedates kivimites olla rõhu väljavõtmine, mis on tingitud ekstraheerimise kärbetest, olla vägivaldne ja isegi põhjustada plahvatusi.

Murdumine külmutamise või geelistamisega

Vesi, mis hõivab kivide poorid, suurendab külmumisel 9%. See laienemine tekitab sisemise rõhu, mis võib põhjustada kivi füüsilist lagunemist või purunemist.

Geelimine on oluline protsess külmas keskkonnas, kus külmutamine ja sulatamine toimub pidevalt.

Küte-jahutus tsüklid (termoklast)

Kividel on madal soojusjuhtivus, mis tähendab, et nad ei ole hea oma pinnast soojuse juhtimiseks. Kui kivid soojendatakse, suurendab välispind oma temperatuuri palju rohkem kui kivi sisemine osa. Seetõttu kannatab välimine osa rohkem kui sisemine osa.

Lisaks on erinevatest kristallidest koosnevad kivid diferentsiaalse kuumutamisega: tumedamad värvilised kristallid kuumenevad kiiremini ja aeglasemalt kui kergemad kristallid.

Väsimus

Need termilised pinged võivad põhjustada kivimi lagunemist ja suurte kaalude, kestade ja lehtede moodustumist. Korduv soojendus ja jahutus tekitavad väsimust, mis soodustab soojust, mida nimetatakse ka termoklastiks.

Üldiselt võib väsimust mõista kui mitmete protsesside mõju, mis vähendavad materjali tolerantsust kahjustuste suhtes.

Rock-kaalud

Lehtede koorimine või termilise stressi tekitamine hõlmab ka kivimajade teket. Samamoodi võib metsatulekahjude ja tuumaplahvatuste tekitatud tugev soojus põhjustada kivi lagunemise ja lõpuks puruneda.

Näiteks Indias ja Egiptuses kasutati tulekahju kaevandustes juba aastaid. Kuid päevased temperatuuri kõikumised, isegi kõrbetes, on tunduvalt allpool kohalike tulekahjude äärmuslikke väärtusi.

Niisutamine ja kuivatamine

Savisid sisaldavad materjalid, nagu mudakivi ja põlevkivi, suurenevad märgatavalt niisutamisel, mis võib tekitada mikropallide või mikrokonstruktsioonide moodustumist (mikrokiibid inglise keeles) või olemasolevate praodega.

Lisaks väsimuse mõjule põhjustavad niiskuse ja kuivatamisega seotud laienemis- ja kokkutõmbetsüklid kivimi ilmastikutingimuste ilmnemist..

Meteoriseerimine soolakristallide või haloklastia kasvuga

Rannikualadel ja kuivades piirkondades võivad soolakristallid kasvada soolalahustes, mis kontsentreeritakse vee aurustamisel.

Soolade kristalliseerumine kivimite vaheseintes või poorides tekitab pingeid, mis neid laiendavad, ja see viib kivimi granuleeritud lagunemiseni. Seda protsessi nimetatakse soolalahuseks või haloklastiaks.

Kui kivi pooride sees moodustunud soolakristallid kuumutatakse või veega küllastatakse, avaldavad nad rõhku lähedal olevate pooride seintele; see tekitab soojustressi või hüdratatsiooni stressi (vastavalt), mis aitab kaasa kivimi ilmastikule.

Keemiline meteoriseerimine

Selline ilmastikukindlus hõlmab mitmesuguseid keemilisi reaktsioone, mis toimivad koos paljude eri tüüpi kivimitega kõikidel ilmastikutingimustel.

Seda suurt sorti võib rühmitada kuue peamise keemilise reaktsiooni liigi alla (kõik osalevad kivimi lagunemisel), nimelt:

- Lahustamine.

- Hüdratsioon.

- Oksüdatsioon ja redutseerimine.

- Karboniseerimine.

- Hüdrolüüs.

Lahustamine

Mineraalsooli võib vees lahustada. See protsess hõlmab molekulide dissotsiatsiooni oma anioonides ja katioonides ning iga iooni hüdraatumist; see tähendab, et ioone ümbritsevad veemolekulid.

Üldiselt peetakse lahustumist keemiliseks protsessiks, kuigi see ei hõlma nõuetekohaseid keemilisi transformatsioone. Kuna lahustumine toimub teiste keemiliste ilmastikutingimuste protsesside algusjärgus, kuulub see sellesse kategooriasse.

Lahus pöördub kergesti tagasi: kui lahus on üleküllastunud, sadestub osa lahustunud materjalist tahke ainena. Küllastunud lahusel ei ole võimet lahustuda tahkem.

Mineraalid on lahustuvuses ja vees kõige lahustuvamad on leelismetallide, nagu kivisool või haliit (NaCl) ja kaaliumisoola (KCl) kloriidid. Neid mineraale leidub ainult väga kuivas kliimas.

Kips (CaSO₄.2H₂O) on samuti üsna lahustuv, samas kui kvartsil on väga madal lahustuvus.

Paljude mineraalide lahustuvus sõltub vesinikioonide kontsentratsioonist (H⁺) vees vaba. H ioonid⁺ neid mõõdetakse kui pH väärtust, mis näitab vesilahuse happesuse või leelisuse astet.

Hüdratsioon

Hüdraatiline ilmastik on protsess, mis tekib siis, kui mineraalid adsorbeerivad veemolekule oma pinnale või neelavad selle, sealhulgas nende kristallvõred. See täiendav vesi tekitab mahu suurenemise, mis võib põhjustada kivimurdu.

Keskmise laiuskraadi niiskes kliimas on maapinna värvid kurikuulusad variatsioonid: seda võib täheldada pruunikast värvist kuni kollakaseni. Need värvused on tingitud punase raudoksiidi hematiidi hüdratatsioonist, mis läbib oksiidvärvitud goetiit (raudoksühüdroksiid).

Vee omastamine saviosakestega on samuti hüdratatsiooni vorm, mis viib selle laienemisele. Siis, kui savi kuivab, koor praguneb.

Oksüdatsioon ja redutseerimine

Oksüdatsioon toimub siis, kui aatom või ioon kaotab elektronid, suurendades nende positiivset laengut või vähendades nende negatiivset laengut.

Üks olemasolevatest oksüdatsioonireaktsioonidest hõlmab hapniku ja aine kombinatsiooni. Vees lahustunud hapnik on keskkonda tavaline oksüdeeriv aine.

Oksüdatsiooni tõttu kulumine mõjutab peamiselt mineraale, mis sisaldavad rauda, ​​kuigi selliseid elemente nagu mangaan, väävel ja titaan võib samuti oksüdeerida..

Reaktsioon raua suhtes, mis tekib siis, kui vees lahustunud hapnik puutub kokku raua sisaldavate mineraalidega, on järgmine:

4Fe²⁺ +  3O₂ → 2Fe₂O₃ + 2e^-

Selles väljendis e^-  tähistab elektrone.

Must raud (Fe²⁺) on leitud enamikus kivimoodustavatest mineraalidest, mis on muundatavad raua vormiks (Fe³⁺) kristallvõre neutraalse laengu muutmine. See muutus põhjustab mõnikord selle kokkuvarisemise ja muudab mineraalide keemilise rünnaku suhtes kalduvamaks.

Karboniseerimine

Karboniseerimine on karbonaatide moodustumine, mis on süsinikhappe soolad (H₂CO₃). Süsinikdioksiid lahustub looduslikes vetes süsinikhappe moodustamiseks:

CO₂  + H₂O → H₂CO₃

Seejärel dissotsieerub süsinikhape hüdraatunud vesinikiooniks (H₃O⁺) ja bikarbonaadi ioon, järgides järgmist reaktsiooni:

H₂CO₃ + H₂O → HCO₃^-  +  H₃O⁺

Karbonhape ründab mineraale, mis moodustavad karbonaate. Kalkulaarsete kivimite (mis on lubjakivid ja dolomiidid) ilmastikutingimused domineerivad karboniseerimisel; nendes on peamiseks mineraaliks kaltsiit või kaltsiumkarbonaat (CaCO₃).

Kaltsiit reageerib süsinikhappega, moodustades kaltsiumhappe karbonaadi, Ca (HCO)₃)₂ mis erinevalt kaltsiidist lahustub vees kergesti. See on põhjus, miks mõned lubjakivid on nii hajutatud.

Süsinikdioksiidi, vee ja kaltsiumkarbonaadi vahelised pöörduvad reaktsioonid on keerulised. Protsessi võib kokku võtta järgmiselt:

CaCO₃ + H₂O + CO₂ACa₂+ + 2HCO₃^-

Hüdrolüüs

Üldiselt on hüdrolüüs - keemiline jaotus vee toimel - keemilise ilmastikutingimuste peamine protsess. Vesi võib purustada, lahustuda või muuta kivimitele vastuvõtlikke primaarseid mineraale.

Selles protsessis lahjendatakse vesiniku katioonides (H⁺) ja hüdroksüülanioonid (OH^-) reageerib otseselt silikaat mineraalidega kivimites ja muldades.

Vesinikioon vahetatakse silikaat-mineraalide metallilise katiooniga, tavaliselt kaaliumiga (K⁺), naatrium (Na⁺), kaltsium (Ca^{2 +)} või magneesium (Mg^{2 +}). Seejärel kombineeritakse vabanenud katioon hüdroksüülaniooniga.

Näiteks reaktsioon ortoklaasi nimetusega mineraalide hüdrolüüsile, millel on keemiline valem KAlSi₃O₈, See on järgmine:

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

Seega muundatakse ortoklaas alumiiniumhape, HAlSi₃O₈ ja kaaliumhüdroksiid (KOH).

Sellised reaktsioonid mängivad olulist rolli mõnede iseloomulike reljeefide tekkimisel; näiteks on nad kaasatud karstilise reljeefi moodustamisse.

Bioloogiline meteoriseerimine

Mõned elusorganismid ründavad mehaaniliselt, keemiliselt või mehaaniliste ja keemiliste protsesside kombinatsiooni.

Taimed

Taimede juured - eriti need, mis kasvavad lamedatel kivistel vooditel - võivad avaldada biomehaanilist mõju.

See biomehaaniline efekt juhtub siis, kui juur kasvab, sest see suurendab selle ümbritsevas keskkonnas avaldatavat survet. See võib viia aluspõhja kivide purunemiseni.

Jäägid

Samblikud on organismid, mis koosnevad kahest sümbiontist: seenest (mükobiont) ja vetikatest, mis on tavaliselt tsüanobakterid (phycobiont). Neid organisme on teatatud kolonisaatoritena, mis suurendavad kivide ilmastikutingimusi.

Näiteks on leitud, et Stereocaulon vesuvianum see on paigaldatud laavavoogudele, mis on võimeline kiirendama kuni 16 korda kiiremini kui ilmastikutingimused võrreldes koloniseerimata pindadega. Need määrad võivad niisketes kohtades kahekordistuda, nagu Havai.

Samuti on täheldatud, et kui samblikud surevad, jätavad nad kivi pinnale tumeda koha. Need laigud absorbeerivad rohkem kiirgust kui ümbritsevad kaljupiirkonnad, soodustades seeläbi soojustunde või termoplastumist.

Mereorganismid

Teatavad mereorganismid kraapivad kivide pinda ja perforeerivad neid, soodustades vetikate kasvu. Need augustamine on molluskid ja käsnad.

Sellist tüüpi organismide näited on sinine rannakarp (Mytilus edulis) ja taimekasvajale Cittarium pica.

Kelaatimine

Kelaatimine on veel üks ilmastikukindluse mehhanism, mis hõlmab metalliioonide ja eriti alumiinium-, raua- ja mangaanioonide eemaldamist kivimitest.

See saavutatakse orgaaniliste hapete (nagu fulviinhape ja humiinhape) liitmise ja sekvestreerimise teel, et moodustada orgaanilise metalli aine lahustuvaid komplekse.

Sel juhul pärinevad kelaativad ained taimede lagunemisproduktidest ja juurte sekretsioonidest. Kelaatimine soodustab keemilist ilmastikutingimust ja metallide üleviimist pinnasesse või kivimisse.

Viited

1. Pedro, G. (1979). Hüdrokütuseagentuur. Science du Sol 2, 93-105.
2. Selby, M. J. (1993). Hillslope'i materjalid ja protsessid, 2. edn. A. P. W. Hodderi panusega. Oxford: Oxford University Press.
3. Stretch, R. & Viles, H. (2002). Niisuguste ilmastikutingimuste olemus ja kiirus lava voogudel Lanzarotel. Geomorfoloogia, 47 (1), 87-94. doi: 10.1016 / s0169-555x (02) 00143-5.
4. Thomas, M. F. (1994). Geomorfoloogia troopikas: ilmastikutingimuste ja paljastumise uurimine madalatel laiuskraadidel. Chichester: John Wiley & Sons.
5. White, W. D., Jefferson, G. L. ja Hama, J. F. (1966) Quartzite karst Kagu-Venezuelas. Rahvusvaheline speleoloogia ajakiri 2, 309-14.
6. Yatsu, E. (1988). Ilmastikutingimused: Sissejuhatus. Tokyo: Sozosha.