Meteorizasyon türleri ve süreçleri

kötü havadan aşınma Kayaçların mekanik parçalanma ve kimyasal parçalanma ile ayrışmasıdır. Birçoğu yüksek sıcaklıklarda ve yer kabuğunda derin basınçlarda oluşur; yüzeydeki düşük sıcaklıklara ve basınçlara maruz kaldıklarında ve hava, su ve organizmalarla karşılaştığında, ayrışır ve kırılırlar..

Canlılar, ayrışmada da etkili bir rol oynamaktadır, çünkü çoğu ayrıntılı olarak bilinmeyen çeşitli biyofiziksel ve biyokimyasal işlemler yoluyla kayalar ve mineralleri etkilerler..

Temel olarak, havalandırmanın gerçekleştiği üç ana tip vardır; Bu fiziksel, kimyasal veya biyolojik olabilir. Bu varyantların her biri, kayaları farklı şekillerde etkileyen spesifik özelliklere sahiptir; hatta, bazı durumlarda birkaç fenomenin birleşimi olabilir..

indeks

• 1 Fiziksel veya mekanik ayrışma
  • 1.1 İndir
  • 1.2 Donma veya jelleşme ile kırılma
  • 1.3 Isıtma-soğutma çevrimleri (termoklast)
  • 1.4 Islatma ve kurutma
  • 1.5 Tuz kristallerinin veya haloklastinin büyümesiyle meteorizasyon
• 2 Kimyasal meteorlaşma
  • 2.1 Çözünme
  • 2.2 Hidrasyon
  • 2.3 Yükseltgenme ve indirgenme
  • 2.4 Karbonatlaşma
  • 2.5 Hidroliz
• 3 Biyolojik meteorlaşma
  • 3.1 Bitkiler
  • 3.2 Likenler
  • 3.3 Deniz organizmaları
  • 3.4 Şelasyon
• 4 Kaynakça

Fiziksel ayrışma veya mekanik

Mekanik işlemler kayaları aşamalı olarak daha küçük parçalara indirgemektedir, bu da kimyasal saldırıya maruz kalan yüzeyi arttırmaktadır. Ana mekanik yıpranma işlemleri aşağıdaki gibidir:

- indir.

- Don eylemi.

- Isıtma ve soğutma nedeniyle oluşan termal stres.

- Genişleme.

- Daha sonra kurutma ile ıslanmadan kaynaklanan büzülme.

- Tuz kristallerinin büyümesinin yarattığı baskılar.

Mekanik hava koşullarında önemli bir faktör, hasar veya toleransı azaltan, yorgunluk veya tekrarlanan stres üretimidir. Yorgunluğun sonucu, kayanın yorulmayan bir numuneye göre daha düşük stres seviyesinde kırılmasıdır..

deşarj

Erozyon malzemeyi yüzeyden uzaklaştırdığında, alttaki kayaların üzerindeki baskı basıncı azalır. Düşük basınç, mineral tanelerin daha fazla ayrılmasına ve boşluk yaratmasına izin verir; Kaya genişler veya genişler ve kırılabilir.

Örneğin, granit madenlerinde veya diğer yoğun kayalarda, ekstraksiyon için yapılan kesimlerden kaynaklanan basınç salınımı şiddetli olabilir ve hatta patlamaya neden olabilir.

Donma veya jelleşme ile kırılma

Bir kayanın içindeki gözenekleri işgal eden su, donarken% 9 oranında genişler. Bu genişleme, kayanın fiziksel olarak parçalanmasına veya kırılmasına neden olabilecek bir iç basınç oluşturur..

Jelleşme, donma ve çözme döngülerinin sürekli gerçekleştiği soğuk ortamlarda önemli bir işlemdir..

Isıtma-soğutma çevrimleri (termoklast)

Kayalar düşük ısı iletkenliğine sahiptir, bu da ısıyı yüzeylerinden uzaklaştırmakta iyi olmadıkları anlamına gelir. Kayaçlar ısıtıldığında, dış yüzeyi sıcaklığını kayanın iç kısmından daha fazla arttırır. Bu nedenle, dış kısım, iç kısımdan daha fazla genişlemeye maruz kalır..

Ek olarak, farklı kristallerden oluşan kayalar farklı bir ısıtma sunar: koyu renkli kristaller daha hafif kristallerden daha hızlı ısınır ve daha yavaş soğur.

yorgunluk

Bu ısıl gerilmeler kayanın parçalanmasına ve büyük ölçekler, kabuklar ve tabakaların oluşumuna neden olabilir. Tekrarlanan ısıtma ve soğutma, termoklastya olarak da adlandırılan termal havalandırmayı destekleyen, yorgunluk denilen bir etki yaratır.

Genel olarak, yorgunluk, bir malzemenin hasara toleransını azaltan çeşitli işlemlerin etkisi olarak tanımlanabilir..

Kaya terazileri

Yaprakların dökülmesi veya ısıl gerilmeyle tabakaların üretimi ayrıca kaya pullarının oluşumunu da içerir. Aynı şekilde, orman yangınları ve nükleer patlamalar tarafından üretilen yoğun ısı, kayanın parçalanmasına ve sonunda kırılmasına neden olabilir.

Mesela Hindistan ve Mısır'da ateş, taş ocaklarında uzun yıllar boyunca bir ekstraksiyon aracı olarak kullanıldı. Bununla birlikte, çöllerde bile sıcaklıktaki günlük dalgalanmalar, yerel yangınların ulaştığı aşırı uçların oldukça altındadır..

Nemlendirme ve kurutma

Çamurtaşı ve şeyl gibi kil içeren malzemeler ıslanma üzerine önemli ölçüde genişler, bu da mikrofalo veya mikro çatlakların oluşumuna neden olabilir (mikro-çatlaklar İngilizce) veya mevcut çatlakların genişlemesi.

Yorgunluğun etkisine ek olarak, ıslanma ve kuruma ile ilişkili genleşme ve büzülme döngüleri kayanın yıpranmasına neden olur.

Tuz kristallerinin veya haloklastinin büyümesiyle meteorizasyon

Kıyı ve kurak bölgelerde, suyun buharlaşması ile yoğunlaşan tuz çözeltilerinde tuz kristalleri büyüyebilir.

Tuzun kayaların aralıkları veya gözeneklerinde kristalleşmesi, onları genişleten gerilimler üretir ve bu, kayanın granüler parçalanmasına yol açar. Bu işlem, tuzlu hava koşullarına veya haloklastiye olarak bilinir..

Kayanın gözeneklerinde oluşan tuz kristalleri suya ısıtıldığında veya doygun hale getirildiğinde, genişleyen ve yakındaki gözeneklerin duvarlarına baskı uygular; Bu, sırasıyla kayanın iklimine katkıda bulunan termal stres veya hidrasyon stresini (sırasıyla) üretir..

Kimyasal meteorlaşma

Bu ayrışma türü, tüm hava koşullarında birçok farklı kaya türü üzerinde birlikte hareket eden çok çeşitli kimyasal reaksiyonları içerir..

Bu büyük çeşitlilik, altı çeşit ana kimyasal reaksiyonda (tümü kayanın ayrışmasına dahil), yani:

- Çözünme.

- hidrasyon.

- Yükseltgenme ve indirgenme.

- Kömürleşme.

- hidroliz.

çözünme

Mineral tuzlar suda çözülebilir. Bu işlem moleküllerin anyon ve katyonlarında ayrışmasını ve her iyonun hidrasyonunu içerir; yani, iyonlar su molekülleri ile çevrilidir.

Genel olarak çözünme, uygun kimyasal dönüşümler içermese de kimyasal bir işlem olarak kabul edilir. Çözünme, diğer kimyasal ayrışma süreçleri için ilk adım olarak gerçekleştiğinden, bu kategoriye dahil edilir.

Çözelti kolayca tersine döner: çözelti aşırı doyurulduğunda çözünen maddenin bir kısmı katı halde çökelir. Doymuş bir çözeltinin daha fazla katı çözme yeteneği yoktur.

Mineraller çözünürlüklerine göre değişir ve suda en fazla çözünür olanlar arasında kaya tuzu veya halit (NaCl) ve potasyum tuzu (KCl) gibi alkali metallerin klorürleri bulunur. Bu mineraller sadece çok kurak iklimlerde bulunur.

Alçı (CaSO₄.2H₂O) da oldukça çözünür, kuvars ise çok düşük bir çözünürlüğe sahip.

Birçok mineralin çözünürlüğü, hidrojen iyonlarının konsantrasyonuna bağlıdır (H⁺) suda serbest. H iyonları⁺ sulu bir çözeltinin asitlik veya alkalilik derecesini gösteren pH değeri olarak ölçülürler.

hidrasyon

Hidrasyon ayrışması, mineraller yüzeylerinde su moleküllerini adsorbe ettiği veya kristal kafesleri dahil olmak üzere bunları absorbe ettiği zaman meydana gelen bir işlemdir. Bu ilave su, kayanın kırılmasına neden olabilecek hacimde bir artışa neden olur.

Orta enlemlerin nemli iklimlerinde, zeminin renkleri var / bilinmeyen farklılıklar gösteriyor: kahverengimsi renkten sarımsı renge kadar gözlenebilir. Bu renklenmelere, oksit renkli goethite (demir oksihidroksit) geçen kırmızı demir oksit hematitin hidrasyonu neden olur..

Kil parçacıkları tarafından su alımı aynı zamanda genişlemesine neden olan bir hidrasyon şeklidir. Sonra, kil kurudukça, kabuk çatlar..

Yükseltgenme ve indirgenme

Oksidasyon, bir atom veya iyon elektronları kaybettiğinde, pozitif yüklerini artırırken veya negatif yükünü azalttığında meydana gelir.

Mevcut oksidasyon reaksiyonlarından biri, bir madde ile oksijen kombinasyonunu içerir. Suda çözünmüş oksijen, çevrede yaygın bir oksitleyici ajandır..

Oksidasyon ile aşınma esas olarak demir içeren mineralleri etkiler, ancak manganez, kükürt ve titanyum gibi elementler de oksitlenebilir.

Sudaki çözünmüş oksijen, demir içeren minerallerle temas ettiğinde meydana gelen demir reaksiyonu aşağıdaki gibidir:

4Fe²⁺ +  3O₂ → 2Fe₂Ey₃ + 2e^-

Bu ifadede e^-  elektronları temsil eder.

Demir demir (Fe²⁺Kaya oluşumunda bulunan minerallerin çoğunda bulunan demir forma dönüştürülebilir (Fe³⁺kristal kafesin nötr yükünü değiştirerek). Bu değişiklik bazen çökmesine neden olur ve mineralin kimyasal saldırıya daha yatkın hale gelmesine neden olur.

karbonatlaşma

Karbonasyon, karbonik asidin tuzları olan karbonatların oluşumudur (H₂CO₃). Karbondioksit doğal sularda çözünerek karbonik asit oluşturur:

CO₂  + 'H₂O → H₂CO₃

Daha sonra karbonik asit, hidratlanmış bir hidrojen iyonuna (H) ayrışır.₃Ey⁺ve aşağıdaki reaksiyondan sonra bir bikarbonat iyonu:

'H₂CO₃ + 'H₂O → HCO₃^-  +  'H₃Ey⁺

Karbonik asit, karbonat oluşturan minerallere saldırır. Karbonasyon kalkerli kayaların (kireçtaşı ve dolomitler) ayrışmasına egemendir; bunlarda ana mineral kalsit veya kalsiyum karbonattır (CaCO)₃).

Kalsit, karbonik asitle reaksiyona girerek kalsiyum asit karbonat, Ca (HCO) oluşturur.₃)₂ kalsitten farklı olarak suda kolayca çözünür. Bazı kireçtaşlarının çözünmeye çok eğilimli olmasının nedeni budur..

Karbondioksit, su ve kalsiyum karbonat arasındaki geri dönüşümlü reaksiyonlar karmaşıktır. Özünde, süreç aşağıdaki gibi özetlenebilir:

CaCO₃ + 'H₂O + CO₂⇔Ca₂+ + 2HCO₃^-

hidroliz

Genel olarak, hidroliz - suyun etkisiyle kimyasal parçalanma - kimyasal ayrışmanın ana işlemidir. Su kayalara yatkın olan temel mineralleri parçalayabilir, eritebilir veya değiştirebilir.

Bu süreçte su hidrojen katyonlarında ayrıştırıldı (H⁺) ve hidroksil anyonları (OH^-) doğrudan kaya ve topraktaki silikat mineralleri ile reaksiyona girer..

Hidrojen iyonu, genellikle potasyum olan K silikat minerallerinin metalik bir katyonuyla değiştirilir.⁺), sodyum (Na⁺), kalsiyum (Ca^{2 +)} veya magnezyum (Mg^{2 +}). Ardından, salınan katyon hidroksil anyon ile birleştirilir..

Örneğin, KAlSi kimyasal formülüne sahip olan ortoslaz adı verilen mineralin hidrolizi için reaksiyon₃Ey₈, Aşağıdaki:

2KAlSi₃Ey₈ + 2H⁺ + 2 OH^- → 2HAISI₃Ey₈ + 2KOH

Yani ortoklaz, alüminosilik asit, HAISI'e dönüştürülür.₃Ey₈ ve potasyum hidroksit (KOH).

Bu tür reaksiyonlar, bazı karakteristik kabartmaların oluşumunda temel bir rol oynar; örneğin, karstik kabartma oluşumunda rol oynarlar..

Biyolojik meteorlaşma

Bazı canlı organizmalar kayalara mekanik, kimyasal olarak veya mekanik ve kimyasal işlemlerin bir kombinasyonu ile saldırırlar..

bitkiler

Bitkilerin kökleri - özellikle düz kayalık yataklarda yetişen ağaçlarınki - bir biyomekanik etki gösterebilir.

Bu biyomekanik etki, kök büyüdüğü zaman meydana gelir, çünkü çevresindeki ortamda uyguladığı basıncı arttırır. Bu anakaya kayalarının kırılmasına neden olabilir.

likenler

Likenler, iki ortak yaş ilacının oluşturduğu organizmalardır: bir mantar (mikobiyo) ve genellikle siyanobakteriler olan bir bitkidir (fikobiyan). Bu organizmaların, kayaların yıpranmasını artıran kolonizer olarak rapor edilmiştir..

Örneğin, bu bulunmuştur Stereocaulon vesuvianum Kolonize edilmemiş yüzeylere kıyasla, hava akış hızının 16 katına kadar çıkmayı başararak lav akıntılarına kurulur. Bu oranlar, Hawaii'deki gibi nemli yerlerde ikiye katlanabilir.

Ayrıca, likenler öldüğü zaman, kayanın yüzeyinde karanlık bir nokta bıraktıkları da kaydedilmiştir. Bu lekeler, kayanın çevresindeki açık alanlardan daha fazla radyasyon emer, böylece termal havalandırmayı veya termoklastlamayı teşvik eder.

Deniz organizmaları

Bazı deniz organizmaları, kayaların yüzeyini çizer ve alglerin büyümesini teşvik ederek onları delikler. Bu delici organizmalar yumuşakçaları ve süngerleri içerir.

Bu tür organizmaların örnekleri mavi midyelidir (Mytilus mantarı) ve herbivor gastropodu Cittarium pica.

şelasyon

Şelasyon, metal iyonlarının ve özellikle de alüminyum, demir ve manganez iyonlarının kayalardan uzaklaştırılmasını içeren diğer bir ayrışma mekanizmasıdır..

Bu, organik metal maddenin çözünür komplekslerini oluşturmak için organik asitlerin (fulvik asit ve hümik asit gibi) birleşmesi ve tutulması ile sağlanır..

Bu durumda, kenetleme maddeleri bitkilerin ayrışma ürünlerinden ve kök salgılarından gelir. Chelation kimyasal ayrışmayı ve metallerin toprakta veya kayada transferini teşvik eder.

referanslar

1. Pedro, G. (1979). Caractérisation générale des processus de l'altération hydrolitique. Science du Sol 2, 93-105.
2. Selby, M.J. (1993). Hillslope Malzemesi ve Prosesleri, 2. baskı. A.P W. Hodder'ın katkılarıyla. Oxford: Oxford Üniversitesi Yayınları.
3. Stretch, R. ve Viles, H. (2002). Likenlerin lav üzerindeki hava koşullarının mahiyeti ve doğası Lanzarote'de akar. Jeomorfoloji, 47 (1), 87-94. doi: 10.1016 / s0169-555x (02) 00143-5.
4. Thomas, M.F. (1994). Tropikal Alanda Jeomorfoloji: Alçak Enlemlerde Ayrışma ve Denudation Çalışması. Chichester: John Wiley ve Oğulları.
5. White, W.D., Jefferson, G.L. ve Hama, J.F. (1966) Venezuela'nın güneyindeki kuvarsit karst. Uluslararası Speleoloji Dergisi 2, 309-14.
6. Yatsu, E. (1988). Ayrışmanın Doğası: Giriş. Tokyo: Sozosha.