Jenis dan proses Meteorization

The luluhawa ia adalah penguraian batu oleh perpecahan mekanikal dan penguraian kimia. Ramai yang terbentuk pada suhu tinggi dan tekanan yang mendalam dalam kerak bumi; apabila terdedah kepada suhu dan tekanan yang lebih rendah di permukaan dan menghadapi udara, air dan organisma, mereka mengurai dan patah.

Makhluk hidup juga mempunyai peranan yang berpengaruh dalam cuaca, kerana ia mempengaruhi batu dan mineral melalui pelbagai proses biofisik dan biokimia, yang kebanyakannya tidak diketahui secara terperinci..

Pada asasnya terdapat tiga jenis utama yang melanda berlaku; Ini boleh menjadi fizikal, kimia atau biologi. Setiap varian ini mempunyai ciri-ciri khusus yang mempengaruhi batu dengan cara yang berbeza; walaupun, dalam beberapa kes mungkin ada gabungan beberapa fenomena.

Indeks

• 1 Pelaporan fizikal atau mekanikal
  • 1.1 Muat turun
  • 1.2 Pecahan oleh pembekuan atau gelasan
  • 1.3 Kitaran penyejukan pemanasan (thermoclast)
  • 1.4 Membasuh dan pengeringan
  • 1.5 Meteorization oleh pertumbuhan kristal garam atau haloclastia
• 2 Meteorisasi kimia
  • 2.1 Pembubaran
  • 2.2 Penghidratan
  • 2.3 Pengoksidaan dan pengurangan
  • 2.4 Karbonasi
  • 2.5 Hidrolisis
• 3 Meteorisasi biologi
  • 3.1 Tumbuhan
  • 3.2 Lichens
  • 3.3 organisma marin
  • 3.4 Chelation
• 4 Rujukan

Pelaporan fizikal atau mekanikal

Proses mekanikal mengurangkan batu menjadi serpihan yang semakin kecil, yang seterusnya meningkatkan permukaan yang terdedah kepada serangan kimia. Proses pelapukan mekanikal utama adalah seperti berikut:

- Muat turun.

- Tindakan fros.

- Tekanan haba disebabkan oleh pemanasan dan penyejukan.

- Perkembangan itu.

- Pengecutan disebabkan oleh pembasahan dengan pengeringan berikutnya.

- Tekanan yang ditimbulkan oleh pertumbuhan kristal garam.

Faktor penting dalam cuaca mekanikal ialah keletihan atau penjanaan tekanan yang berulang, yang mengurangkan toleransi terhadap kerosakan. Hasil kelelahan adalah bahawa batuan akan patah pada tahap tekanan yang lebih rendah daripada spesimen yang tidak lelah.

Muat turun

Apabila hakisan menghilangkan bahan dari permukaan, tekanan mengurung pada batuan yang mendasar berkurang. Tekanan yang lebih rendah membolehkan butiran mineral untuk memisahkan lebih banyak dan mewujudkan lompang; batu itu mengembang atau melebar dan boleh patah.

Contohnya, di lombong granit atau batu padat yang lain, pelepasan tekanan akibat pemotongan untuk pengekstrakan boleh menjadi ganas dan juga menyebabkan letupan.

Pecah oleh pembekuan atau gelangsar

Air yang menduduki liang di dalam batuan mengembang sebanyak 9% apabila beku. Perkembangan ini menghasilkan tekanan dalaman yang dapat menyebabkan perpecahan fizikal atau patah batuan.

Pengkulturan adalah proses penting dalam persekitaran yang sejuk, di mana kitaran beku dan pencairan berlaku secara berterusan.

Kitaran penyejukan pemanasan (thermoclast)

Rocks mempunyai kekonduksian terma yang rendah, yang bermaksud bahawa mereka tidak baik untuk memandu haba dari permukaan mereka. Apabila batuan dipanaskan, permukaan luar meningkatkan suhu lebih daripada bahagian dalam batuan. Oleh kerana itu, bahagian luar mengalami lebih banyak dilatasi daripada bahagian dalaman.

Selain itu, batu-batu yang terdiri daripada kristal yang berbeza mempersembahkan pemanasan berbeza: kristal berwarna gelap lebih panas dan lebih sejuk daripada perlahan kristal yang lebih ringan.

Keletihan

Tegasan terma ini boleh menyebabkan perpecahan batu dan pembentukan skala besar, kerang dan lembaran. Pemanasan dan penyejukan berulang menghasilkan kesan yang disebut keletihan yang menggalakkan pemendakan haba, juga dipanggil termoklastia.

Secara umumnya, keletihan boleh ditakrifkan sebagai kesan beberapa proses yang mengurangkan toleransi bahan menjadi kerosakan.

Skala batu

Pengelupas atau pengeluaran helaian oleh tekanan terma juga termasuk penjanaan skala batu. Begitu juga, haba sengit yang dihasilkan oleh kebakaran hutan dan letupan nuklear boleh menyebabkan batu itu runtuh dan akhirnya pecah.

Sebagai contoh, kebakaran di India dan Mesir telah digunakan selama bertahun-tahun sebagai alat pengekstrakan dalam kuari. Walau bagaimanapun, turun naik harian dalam suhu, walaupun dijumpai di padang pasir, jauh di bawah kebiasan yang dicapai oleh kebakaran tempatan.

Kelembapan dan pengeringan

Bahan-bahan yang mengandungi lempung - seperti batu lapis dan serpih - berkembang dengan ketara apabila membasahi, yang boleh mendorong pembentukan mikrofas atau mikrofaks (mikrokrak dalam bahasa Inggeris), atau pengembangan retak sedia ada.

Sebagai tambahan kepada kesan keletihan, kitaran pengembangan dan penyusutan - yang berkaitan dengan pembasahan dan pengeringan - membawa kepada pelapukan batuan.

Meteorization oleh pertumbuhan kristal garam atau haloclastia

Di kawasan pesisir dan gersang kristal garam boleh tumbuh dalam penyelesaian garam yang tertumpu oleh penyejatan air.

Penghabluran garam di interstices atau pori-pori batuan menghasilkan ketegangan yang melebarkannya, dan ini membawa kepada perpecahan batuan. Proses ini dikenali sebagai penyerapan garam atau haloclastia.

Apabila kristal garam terbentuk di dalam liang-liang batu dipanaskan atau tepu dengan air, mereka meluaskan dan memberi tekanan terhadap dinding liang-liang berhampiran; ini menghasilkan tekanan haba atau tekanan penghidratan (masing-masing), yang menyumbang kepada pelapukan batuan.

Meteorisasi kimia

Jenis cuaca ini melibatkan pelbagai tindak balas kimia, yang bertindak bersama-sama pada pelbagai jenis batu dalam pelbagai keadaan cuaca.

Pelbagai jenis ini boleh dikumpulkan dalam enam jenis tindak balas kimia utama (semua yang terlibat dalam penguraian batu), iaitu:

- Pembubaran itu.

- Penghidratan.

- Pengoksidaan dan pengurangan.

- Pengkarbonan.

- Hidrolisis.

Pembubaran

Garam mineral boleh dibubarkan di dalam air. Proses ini melibatkan pemisahan molekul dalam anion dan kation mereka, dan penghidratan setiap ion; iaitu, ion-ion itu dikelilingi oleh molekul air.

Secara umumnya pembubaran dianggap sebagai proses kimia, walaupun ia tidak melibatkan transformasi kimia yang betul. Apabila pembubaran berlaku sebagai langkah awal untuk proses pelapukan kimia lain, ia termasuk dalam kategori ini.

Penyelesaian itu mudah berubah: apabila larutan tersebut terlalu tertutup, sebahagian daripada bahan terlarut mendakan sebagai pepejal. Penyelesaian tepu tidak mempunyai keupayaan untuk membubarkan lebih padat.

Galian dalam kelarutan dan antara larut dalam air adalah klorida logam alkali, seperti garam batu atau halit (NaCl) dan garam kalium (KCl). Galian ini hanya terdapat dalam iklim yang sangat kering.

Plaster (CaSO₄.2H₂O) juga agak larut, sementara kuarza mempunyai keterlarutan yang sangat rendah.

Keterlarutan banyak mineral bergantung kepada kepekatan ion hidrogen (H⁺) percuma di dalam air. Ion H⁺ mereka diukur sebagai nilai pH, yang menunjukkan tahap keasidan atau kealkalian larutan akueus.

Penghidratan

Limbasan penghidratan adalah proses yang terjadi apabila mineral menyerap molekul air di permukaan mereka atau menyerapnya, termasuk mereka dalam kisi kristal mereka. Air tambahan ini menjana peningkatan jumlah yang dapat menyebabkan patah batu.

Dalam iklim lembap di latitud sederhana warna-warna tanah hadir / memaparkan variasi terkenal: ia boleh diperhatikan dari warna kecoklatan sehingga kekuningan. Pewarnaan ini disebabkan oleh penghidratan hematit oksida besi merah, yang melepasi goethite berwarna oksida (besi oksithidronida).

Pengambilan air oleh zarah tanah liat juga merupakan bentuk penghidratan yang membawa kepada pengembangannya. Kemudian, sebagai tanah liat kering, retak kulit.

Pengoksidaan dan pengurangan

Pengoksidaan berlaku apabila atom atau ion kehilangan elektron, meningkatkan caj positif mereka atau mengurangkan caj negatif mereka.

Salah satu tindak balas pengoksidaan yang sedia ada melibatkan gabungan oksigen dengan bahan. Oksigen yang larut dalam air adalah agen pengoksidaan biasa dalam alam sekitar.

Haus oleh pengoksidaan mempengaruhi terutamanya mineral yang mengandungi besi, walaupun unsur seperti mangan, sulfur dan titanium juga boleh teroksida.

Reaksi untuk besi-yang berlaku apabila oksigen terlarut di dalam air bersentuhan dengan mineral galas besi-adalah seperti berikut:

4Fe²⁺ +  3O₂ → 2Fe₂O₃ + 2e^-

Dalam ungkapan ini e^-  mewakili elektron.

Ferrous iron (Fe²⁺) yang terdapat dalam kebanyakan mineral yang membentuk batu boleh ditukar kepada bentuk besi (Fe³⁺) mengubah cas neutral kisi kristal. Perubahan ini kadang-kadang menyebabkan keruntuhannya dan membuat mineral lebih rentan terhadap serangan kimia.

Karbonasi

Karbonasi adalah pembentukan karbonat, yang merupakan garam asid karbonik (H₂CO₃). Karbon dioksida larut dalam perairan semulajadi untuk membentuk asid karbonik:

CO₂  + H₂O → H₂CO₃

Selepas itu, asid karbonik melepaskan ion hidrogen terhidrat (H₃O⁺) dan ion bikarbonat, berikutan reaksi berikut:

H₂CO₃ + H₂O → HCO₃^-  +  H₃O⁺

Asid karbonat menyerang mineral yang membentuk karbonat. Karbonasi menguasai pelepasan batu karang (yang limestones dan dolomit); di dalamnya mineral utama adalah kalsit atau kalsium karbonat (CaCO₃).

Calcite bertindak balas dengan asid karbonik untuk membentuk asid kalsium karbonat, Ca (HCO)₃)₂ yang, tidak seperti calcite, larut dengan mudah di dalam air. Inilah sebabnya mengapa limestones sangat terdedah kepada pembubaran.

Reaksi balik antara karbon dioksida, air dan kalsium karbonat adalah kompleks. Pada dasarnya, proses boleh dirumuskan seperti berikut:

CaCO₃ + H₂O + CO₂⇔Ca₂+ + 2HCO₃^-

Hidrolisis

Secara umumnya, hidrolisis - pecahan kimia oleh tindakan air - adalah proses utama pelapukan kimia. Air boleh memecah, membubarkan atau mengubah mineral mineral mudah terdedah kepada batu.

Dalam proses ini, air yang dipisahkan dalam kation hidrogen (H⁺) dan anion hidroksil (OH^-) bertindak balas secara langsung dengan mineral silikat dalam batuan dan tanah.

Ion hidrogen ditukar dengan kation logam dari mineral silikat, biasanya kalium (K⁺), natrium (Na⁺), kalsium (Ca^{2 +)} atau magnesium (Mg^{2 +}). Kemudian, kation yang dikeluarkan digabungkan dengan anion hidroksil.

Sebagai contoh, tindak balas hidrolisis mineral yang dipanggil orthoclase, yang mempunyai formula kimia KAlSi₃O₈, Ia adalah berikut:

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

Jadi orthoclase ditukar kepada asid aluminosilicic, HAlSi₃O₈ dan kalium hidroksida (KOH).

Jenis reaksi ini memainkan peranan penting dalam pembentukan beberapa pelepasan ciri; Sebagai contoh, mereka terlibat dalam pembentukan karstic relief.

Meteorisasi biologi

Sesetengah organisme hidup menyerang batu secara mekanikal, kimia atau dengan gabungan proses mekanik dan kimia.

Tumbuhan

Akar tumbuhan-terutama sekali pokok-pokok yang tumbuh di atas katil berbatu rata-dapat memberi kesan biomekanik.

Kesan biomekanik ini berlaku apabila akar tumbuh, kerana ia meningkatkan tekanan yang dikenakan oleh persekitarannya. Ini boleh menyebabkan patah batu batuan.

Lichens

Lumut adalah organisma yang dibentuk oleh dua symbionts: kulat (mycobiont) dan alga yang biasanya cyanobacteria (phycobiont). Organisma ini telah dilaporkan sebagai penjajah yang meningkatkan pelapukan batuan.

Sebagai contoh, ia telah mendapati bahawa Stereocaulon vesuvianum ia dipasang pada aliran lava, menguruskan untuk menaikkan sehingga 16 kali kadar luluhawa apabila dibandingkan dengan permukaan yang tidak dapat diololisasi. Kadar ini boleh berganda di tempat lembap, seperti di Hawaii.

Ia juga telah diperhatikan bahawa, apabila lichen mati, mereka meninggalkan tempat yang gelap di permukaan batu. Titik-bintik ini menyerap lebih banyak radiasi daripada kawasan-kawasan yang jelas dari batuan, sehingga mempromosikan pelapukan termal atau thermoclasting.

Organisma marin

Organisme marin tertentu mengikis permukaan batu dan menebal mereka, mempromosikan pertumbuhan alga. Organisme menindik ini termasuk moluska dan span.

Contoh jenis organisma ini adalah kerang biru (Mytilus edulis) dan gastropod herbivore Cittarium pica.

Chelation

Chelation adalah satu lagi mekanisme pelapukan yang melibatkan penyingkiran ion logam dan, khususnya, ion aluminium, besi dan mangan dari batu.

Ini dicapai melalui kesatuan dan penyerapan oleh asid organik (seperti asid fulvic dan asid humik), untuk membentuk kompleks larut bahan organik-logam.

Dalam kes ini, agen chelating datang dari produk penguraian tumbuhan dan dari rembesan akar. Chelation menggalakkan pelepasan bahan kimia dan pemindahan logam dalam tanah atau batuan.

Rujukan

1. Pedro, G. (1979). Pengeluar karat di dalam proses pengolahan hidrolitique. Sains du Sol 2, 93-105.
2. Selby, M. J. (1993). Bahan dan Proses Hillslope, edn 2nd. Dengan sumbangan oleh A. P. W. Hodder. Oxford: Oxford University Press.
3. Stretch, R. & Viles, H. (2002). Sifat dan kadar cuaca oleh lichens pada aliran lava di Lanzarote. Geomorfologi, 47 (1), 87-94. doi: 10.1016 / s0169-555x (02) 00143-5.
4. Thomas, M. F. (1994). Geomorfologi di Tropika: Kajian Cuaca dan Dening di Latitud Rendah. Chichester: John Wiley & Sons.
5. Putih, W. D., Jefferson, G. L., dan Hama, J. F. (1966) Karst kuartzite di tenggara Venezuela. Jurnal Antarabangsa Speleology 2, 309-14.
6. Yatsu, E. (1988). Sifat Cuaca: Pengenalan. Tokyo: Sozosha.