Förvittring

Den här artikeln handlar om vittring av stenar och mineraler. För vittring av polymerer, se Polymernedbrytning och Väderprovning av polymerer . För folkhälsokonceptet, se Weathering-hypotes .
Del av en serie om
geologivetenskap
WikiProject Geology.svg
om den fasta jorden
Nyckelkomponenter
Lagar, principer, teorier
Ämnen
  • Sammansättning
  • Landform strukturer
  • Geologisk historia
Forskning
Ansökningar
Planetarisk geologi
  • Efter planet och kropp
En naturlig båge producerad av erosion av differentiellt vittrad sten i Jebel Kharaz ( Jordanen )

Vitring är försämringen av stenar , jordar och mineraler samt trä och konstgjorda material genom kontakt med vatten, atmosfäriska gaser och biologiska organismer. Vittring uppstår in situ (på plats, med liten eller ingen rörelse), och är så skild från erosion , som involverar transport av stenar och mineraler av medel som vatten , is , snö , vind , vinkar och gravitation .

Vittringsprocesser delas in i fysisk och kemisk vittring . Fysisk vittring innebär nedbrytning av stenar och jordar genom de mekaniska effekterna av värme, vatten, is eller andra medel. Kemisk vittring involverar den kemiska reaktionen av vatten, atmosfäriska gaser och biologiskt producerade kemikalier med stenar och jordar. Vatten är det huvudsakliga medlet bakom både fysisk och kemisk vittring, även om atmosfäriskt syre och koldioxid och biologiska organismers aktiviteter också är viktiga. Kemisk vittring genom biologisk verkan är också känd som biologisk vittring.

De material som blir över efter att berget bryts ner kombineras med organiskt material för att skapa jord . Många av jordens landformer och landskap är resultatet av vittringsprocesser i kombination med erosion och återavsättning. Vittring är en avgörande del av stencykeln , och sedimentär sten , bildad av vittringsprodukterna från äldre sten, täcker 66% av jordens kontinenter och mycket av dess havsbotten .

Fysisk vittring

Fysisk vittring , även kallad mekanisk vittring eller sönderdelning , är den klass av processer som orsakar sönderfall av bergarter utan kemisk förändring. Fysisk vittring innebär nedbrytning av stenar till mindre fragment genom processer som expansion och sammandragning, främst på grund av temperaturförändringar. Två typer av fysisk nedbrytning är frys-tövittring och termisk sprickbildning. Tryckavlastning kan också orsaka vittring utan temperaturförändring. Det är vanligtvis mycket mindre viktigt än kemisk vittring, men kan vara betydande i subarktiska eller alpina miljöer. Dessutom går kemisk och fysisk vittring ofta hand i hand. Till exempel kommer sprickor som förlängs av fysisk vittring att öka ytan som utsätts för kemisk verkan, vilket förstärker sönderdelningshastigheten.

Frostvittring är den viktigaste formen av fysisk vittring. Näst i betydelse är kiling av växtrötter, som ibland går in i sprickor i stenar och bänder isär dem. Grävning av maskar eller andra djur kan också hjälpa till att sönderfalla sten, liksom "plockning" av lavar.

Frostvittring

En sten i Abisko , Sverige sprack längs befintliga fogar möjligen av frostvittring eller termisk stress
Huvudartikel: Frostvittring

Frostvittring är samlingsnamnet för de former av fysisk vittring som orsakas av isbildning i berghällar. Man trodde länge att den viktigaste av dessa är frostkilning , som är resultatet av att porvattnet expanderar när det fryser. En växande mängd teoretiskt och experimentellt arbete tyder dock på att issegregation , där underkylt vatten migrerar till linser av is som bildas i berget, är den viktigaste mekanismen.

När vatten fryser ökar dess volym med 9,2 %. Denna expansion kan teoretiskt generera tryck som är större än 200 megapascal (29 000 psi), även om en mer realistisk övre gräns är 14 megapascal (2 000 psi). Detta är fortfarande mycket större än draghållfastheten hos granit, som är cirka 4 megapascal (580 psi). Detta gör att tjälkilning, där porvatten fryser och dess volymetriska expansion bryter det omslutande berget, framstår som en rimlig mekanism för frostvittring. Men isen kommer helt enkelt att expandera ur en rak, öppen spricka innan den kan generera betydande tryck. Sålunda kan frostkilning endast ske i små slingrande sprickor. Berget måste också vara nästan helt mättat med vatten, annars kommer isen helt enkelt att expandera in i luftrummen i det omättade berget utan att generera mycket tryck. Dessa förhållanden är ovanliga nog att frostkilning sannolikt inte är den dominerande processen för frostvittring. Frostkilning är mest effektiv där det finns dagliga cykler av smältning och frysning av vattenmättad sten, så det är osannolikt att det kommer att vara betydande i tropikerna, i polarområden eller i torra klimat.

Issegregering är en mindre välkaraktär mekanism för fysisk vittring. Det sker för att iskorn alltid har ett ytskikt, ofta bara några molekyler tjockt, som liknar flytande vatten mer än fast is, även vid temperaturer långt under fryspunkten. Detta försmälta vätskeskikt har ovanliga egenskaper, inklusive en stark tendens att dra in vatten genom kapillärverkan från varmare delar av berget. Detta resulterar i tillväxt av iskornet som sätter ett stort tryck på det omgivande berget, upp till tio gånger större än vad som är troligt med frostkilning. Denna mekanism är mest effektiv i berg vars temperatur i genomsnitt ligger strax under fryspunkten, −4 till −15 °C (25 till 5 °F). Issegregering resulterar i tillväxt av isnålar och islinser i sprickor i berget och parallellt med bergytan, som gradvis bänder isär berget.

Termisk stress

Termisk spänningsvittring är ett resultat av expansion och sammandragning av berg på grund av temperaturförändringar. Termisk spänningsvittring är mest effektiv när den uppvärmda delen av berget stöttas av omgivande berg, så att det är fritt att expandera i endast en riktning.

Termisk spänningsvittring består av två huvudtyper, termisk chock och termisk trötthet . Termisk chock uppstår när spänningarna är så stora att berget spricker direkt, men det är ovanligt. Mer typiskt är termisk utmattning, där spänningarna inte är tillräckligt stora för att orsaka omedelbart bergbrott, men upprepade cykler av spänningar och släpp försvagar berget gradvis.

Termisk stressvittring är en viktig mekanism i öknar , där det finns ett stort dygnstemperaturintervall , varmt på dagen och kallt på natten. Som ett resultat kallas termisk stressvittring ibland insolationsvittring , men detta är missvisande. Termisk stressvittring kan orsakas av alla stora temperaturförändringar, och inte bara intensiv solvärme. Det är troligtvis lika viktigt i kalla klimat som i varma, torra klimat. Skogsbränder kan också vara en betydande orsak till snabb väderpåfrestning.

Betydelsen av termisk spänningsvittring har länge diskonterats av geologer, baserat på experiment i början av 1900-talet som tycktes visa att dess effekter var oviktiga. Dessa experiment har sedan dess kritiserats som orealistiska, eftersom stenproverna var små, polerades (vilket minskar kärnbildning av sprickor) och inte stöttades. Dessa små prover kunde således expandera fritt i alla riktningar när de värmdes upp i experimentugnar, vilket misslyckades med att producera de typer av stress som sannolikt i naturliga miljöer. Experimenten var också mer känsliga för termisk chock än termisk trötthet, men termisk trötthet är sannolikt den viktigaste mekanismen i naturen. Geomorfologer har börjat åter betona vikten av termisk stressvittring, särskilt i kalla klimat.

Tryckavlastning

Se även: Erosion och tektonik
Exfolierade granitskivor i Texas, möjligen orsakade av tryckavlastning

Tryckavlastning eller avlastning är en form av fysisk vittring som ses när djupt begravd sten grävs upp . Påträngande magmatiska stenar, som granit , bildas djupt under jordens yta. De är under ett enormt tryck på grund av det överliggande stenmaterialet. När erosion tar bort det överliggande bergmaterialet, exponeras dessa inträngande bergarter och trycket på dem släpps. De yttre delarna av stenarna tenderar då att expandera. Expansionen skapar spänningar som gör att sprickor parallellt med bergytan bildas. Med tiden bryts stenplattor bort från de exponerade stenarna längs sprickorna, en process som kallas exfoliering . Peeling på grund av tryckavlastning kallas också för ark .

Precis som med termisk vittring är tryckavlastningen mest effektiv i strävande berg. Här kan den differentiella spänningen riktad mot den fria ytan vara så hög som 35 megapascal (5 100 psi), lätt nog att krossa sten. Denna mekanism är också ansvarig för spjälkning i gruvor och stenbrott, och för bildandet av fogar i berghällar.

En överliggande glaciärs reträtt kan också leda till exfoliering på grund av tryckavlastning. Detta kan förstärkas av andra fysiska bärmekanismer.

Saltkristalltillväxt

Tafoni vid Salt Point State Park , Sonoma County, Kalifornien
Huvudartikel: Haloclasty
"Salt wedging" omdirigerar här. Ej att förväxla med Salt wedge (hydrologi) .

Saltkristallisation (även känd som saltvittring , saltkilning eller haloclasty ) orsakar sönderfall av stenar när saltlösningar sipprar in i sprickor och fogar i stenarna och avdunstar och lämnar saltkristaller kvar . Liksom med issegregering drar saltkornens ytor in ytterligare lösta salter genom kapillärverkan, vilket orsakar tillväxten av saltlinser som utövar högt tryck på det omgivande berget. Natrium- och magnesiumsalter är de mest effektiva för att producera saltvittring. Saltvittring kan också ske när kis i sedimentär bergart vittras kemiskt till järn(II)sulfat och gips , som sedan kristalliseras som saltlinser.

Saltkristallisation kan ske överallt där salter koncentreras genom avdunstning. Det är alltså vanligast i torra klimat där stark uppvärmning orsakar kraftig avdunstning och längs kuster. Saltvittring är sannolikt viktig i bildandet av tafoni , en klass av kavernösa stenvittringsstrukturer.

Biologiska effekter på mekanisk vittring

Levande organismer kan bidra till mekanisk vittring, såväl som kemisk vittring (se § Biologisk vittring nedan). Lavar och mossor växer på i huvudsak kala stenytor och skapar en fuktigare kemisk mikromiljö. Fästningen av dessa organismer till bergytan förbättrar såväl fysisk som kemisk nedbrytning av bergets ytmikroskikt. Lavar har observerats att bända loss mineralkorn från bar skiffer med sina hyfer (rotliknande fäststrukturer), en process som beskrivs som plockning , och dra in fragmenten i sin kropp, där fragmenten sedan genomgår en process av kemisk vittring som inte är olik matsmältningen. I större skala utövar plantor som spirar i en springa och växtrötter fysiskt tryck och ger också en väg för vatten och kemisk infiltration.

Kemisk vittring

Jämförelse av ovittrad (vänster) och vittrad (höger) kalksten

De flesta stenar bildas vid förhöjd temperatur och tryck, och de mineraler som utgör berget är ofta kemiskt instabila under de relativt svala, våta och oxiderande förhållandena som är typiska för jordens yta. Kemisk vittring sker när vatten, syre, koldioxid och andra kemiska ämnen reagerar med sten för att ändra dess sammansättning. Dessa reaktioner omvandlar några av de ursprungliga primära mineralerna i berget till sekundära mineraler, tar bort andra ämnen som lösta ämnen och lämnar de mest stabila mineralerna som ett kemiskt oförändrat resistat . I själva verket ändrar kemisk vittring den ursprungliga uppsättningen mineraler i berget till en ny uppsättning mineraler som är i närmare jämvikt med ytförhållandena. Men sann jämvikt uppnås sällan, eftersom vittring är en långsam process, och urlakning bär bort lösta ämnen som produceras av vittringsreaktioner innan de kan ackumuleras till jämviktsnivåer. Detta gäller särskilt i tropiska miljöer.

Vatten är det huvudsakliga medlet för kemisk vittring, och omvandlar många primära mineraler till lermineraler eller hydratiserade oxider via reaktioner som kollektivt beskrivs som hydrolys . Syre är också viktigt och verkar för att oxidera många mineraler, liksom koldioxid, vars väderreaktioner beskrivs som kolsyra .

Processen med bergsblockhöjning är viktig för att exponera nya bergskikt för atmosfären och fukten, vilket möjliggör viktig kemisk vittring; betydande frisättning sker av Ca 2+ och andra joner till ytvatten.

Upplösning

Kalkkärnprover i olika stadier av kemisk vittring, från mycket högt på grunda djup (botten) till mycket lågt på större djup (överst) . Lätt vittrad kalksten visar brunaktiga fläckar, medan starkt väderbiten kalksten förlorar mycket av sitt karbonatmineralinnehåll och lämnar efter sig lera. Kalkstensborrkärna tagen från den västkongoliska karbonatfyndigheten i Kimpese , Demokratiska republiken Kongo .

Upplösning (även kallad enkel lösning eller kongruent upplösning ) är den process där ett mineral löser sig helt utan att producera någon ny fast substans. Regnvatten löser lätt upp lösliga mineraler, såsom halit eller gips , men kan också lösa upp mycket resistenta mineraler såsom kvarts , om det får tillräckligt med tid. Vatten bryter bindningarna mellan atomerna i kristallen:

Hydrolysis of a silica mineral

Den totala reaktionen för upplösning av kvarts är

SiO2 + 2H2O → H4SiO4 _ _ _

Den lösta kvartsen har formen av kiselsyra .

En särskilt viktig form av upplösning är karbonatupplösning, där atmosfärisk koldioxid förstärker lösningens vittring. Karbonatupplösning påverkar bergarter som innehåller kalciumkarbonat , såsom kalksten och krita . Det sker när regnvatten kombineras med koldioxid för att bilda kolsyra , en svag syra , som löser upp kalciumkarbonat (kalksten) och bildar lösligt kalciumbikarbonat . Trots en långsammare reaktionskinetik gynnas denna process termodynamiskt vid låg temperatur, eftersom kallare vatten innehåller mer löst koldioxidgas (på grund av gasernas retrograda löslighet ). Karbonatupplösning är därför en viktig egenskap vid glacial vittring.

Karbonatupplösning innebär följande steg:

CO 2 + H 2 O → H 2 CO 3
koldioxid + vatten → kolsyra
H 2 CO 3 + CaCO 3 → Ca(HCO 3 ) 2
kolsyra + kalciumkarbonat → kalciumbikarbonat

Karbonatupplösning på ytan av välfogad kalksten ger en dissekerad kalkstensbeläggning . Denna process är mest effektiv längs lederna, vidgar och fördjupar dem.

I oförorenade miljöer ligger regnvattnets pH på grund av löst koldioxid runt 5,6. Surt regn uppstår när gaser som svaveldioxid och kväveoxider finns i atmosfären. Dessa oxider reagerar i regnvattnet för att producera starkare syror och kan sänka pH till 4,5 eller till och med 3,0. Svaveldioxid , SO 2 , kommer från vulkanutbrott eller från fossila bränslen, kan bli svavelsyra i regnvattnet, vilket kan orsaka lösningsvittring till klipporna som den faller på.

Hydrolys och kolsyra

Olivinvittring till iddingsite inom en mantelxenolit

Hydrolys (även kallad inkongruent upplösning ) är en form av kemisk vittring där endast en del av ett mineral tas i lösning. Resten av mineralet omvandlas till ett nytt fast material, till exempel ett lermineral . Till exempel hydrolyseras forsterit (magnesiumolivin ) till fast brucit och löst kiselsyra:

Mg 2 SiO 4 + 4 H 2 O ⇌ 2 Mg(OH) 2 + H 4 SiO 4
forsterit + vatten ⇌ brucit + kiselsyra

Mest hydrolys under vittring av mineraler är sur hydrolys , där protoner (vätejoner), som finns i surt vatten, angriper kemiska bindningar i mineralkristaller. Bindningarna mellan olika katjoner och syrejoner i mineral skiljer sig i styrka, och de svagaste kommer att angripas först. Resultatet är att mineraler i magmatisk bergart väder i ungefär samma ordning som de ursprungligen bildades ( Bowen's Reaction Series ) . Relativ bindningsstyrka visas i följande tabell:

Obligation Relativ styrka
Si–O 2.4
Ti–O 1.8
Al-O 1,65
Fe +3 –O 1.4
Mg-O 0,9
Fe +2 -O 0,85
Mn–O 0,8
Ca–O 0,7
Na–O 0,35
K–O 0,25

Denna tabell är endast en grov guide till ordningen för vittring. Vissa mineraler, såsom illite , är ovanligt stabila, medan kiseldioxid är ovanligt instabil med tanke på styrkan hos kisel-syrebindningen .

Koldioxid som löser sig i vatten för att bilda kolsyra är den viktigaste källan till protoner, men organiska syror är också viktiga naturliga källor till surhet. Sur hydrolys från löst koldioxid beskrivs ibland som karbonatisering och kan resultera i vittring av de primära mineralerna till sekundära karbonatmineraler. Till exempel kan vittring av forsterit producera magnesit istället för brucit via reaktionen:

Mg 2 SiO 4 + 2 CO 2 + 2 H 2 O ⇌ 2 MgCO 3 + H 4 SiO 4-
forsterit + koldioxid + vatten ⇌ magnesit + kiselsyra i lösning

Kolsyra förbrukas av silikatvittring , vilket resulterar i mer alkaliska lösningar på grund av bikarbonatet . Detta är en viktig reaktion för att kontrollera mängden CO 2 i atmosfären och kan påverka klimatet.

Aluminosilikater som innehåller mycket lösliga katjoner, såsom natrium- eller kaliumjoner, kommer att frigöra katjonerna som lösta bikarbonater under sur hydrolys:

2 KAlSi 3 O 8 + 2 H 2 CO 3 + 9 H 2 O ⇌ Al 2 Si 2 O 5 (OH) 4 + 4 H 4 SiO 4 + 2 K + + 2 HCO 3 −
ortoklas (aluminosilikatfältspat) + kolsyra + vatten ⇌ kaolinit (ett lermineral) + kiselsyra i lösning + kalium- och bikarbonatjoner i lösning

Oxidation

En pyritkub har löst sig bort från värdstenen och lämnat guldpartiklar efter sig.
Kuber av oxiderad pyrit

Inom vittringsmiljön sker kemisk oxidation av en mängd olika metaller. Det vanligaste som observeras är oxidationen av Fe 2+ ( järn ) av syre och vatten för att bilda Fe 3+ -oxider och -hydroxider som goetit , limonit och hematit . Detta ger de drabbade stenarna en rödbrun färg på ytan som lätt smulas sönder och försvagar berget. Många andra metalliska malmer och mineraler oxiderar och hydratiserar för att producera färgade avlagringar, liksom svavel under vittringen av sulfidmineraler som karbonat eller CuFeS 2 som oxiderar till kopparhydroxid och järnoxider .

Hydrering

Mineralhydrering är en form av kemisk vittring som involverar stel vidhäftning av vattenmolekyler eller H+ och OH-joner till atomerna och molekylerna i ett mineral. Någon väsentlig upplösning sker inte. Till exempel omvandlas järnoxider till järnhydroxider och hydratiseringen av anhydrit bildar gips .

Bulkhydrering av mineraler är sekundär i betydelse för upplösning, hydrolys och oxidation, men hydratisering av kristallytan är det avgörande första steget i hydrolys. En ny yta av en mineralkristall exponerar joner vars elektriska laddning attraherar vattenmolekyler. Vissa av dessa molekyler bryts in i H+ som binder till exponerade anjoner (vanligtvis syre) och OH- som binder till exponerade katjoner. Detta stör ytterligare ytan, vilket gör den mottaglig för olika hydrolysreaktioner. Ytterligare protoner ersätter katjoner som exponeras i ytan och frigör katjonerna som lösta ämnen. När katjoner avlägsnas blir kisel-syre- och kisel-aluminiumbindningar mer mottagliga för hydrolys, vilket frigör kiselsyra och aluminiumhydroxider som kan lakas bort eller bilda lermineral. Laboratorieförsök visar att vittring av fältspatkristaller börjar vid dislokationer eller andra defekter på kristallens yta, och att vittringsskiktet bara är några få atomer tjockt. Diffusion inom mineralkornet verkar inte vara signifikant.

En nybruten sten visar differentiell kemisk vittring (förmodligen mestadels oxidation) som fortskrider inåt. Denna bit av sandsten hittades i glacial drift nära Angelica, New York .

Biologisk vittring

Mineralvittring kan också initieras eller påskyndas av markmikroorganismer. Jordorganismer utgör cirka 10 mg/cm 3 av typiska jordar, och laboratorieexperiment har visat att albit och muskovit vittrar dubbelt så snabbt i levande jämfört med steril jord. Lavar på stenar är bland de mest effektiva biologiska medlen för kemisk vittring. Till exempel visade en experimentell studie på hornblendegranit i New Jersey, USA, en 3x – 4x ökning av vittringshastigheten under lavartäckta ytor jämfört med nyligen exponerade kala stenytor.

Biologisk vittring av basalt av lavar , La Palma

De vanligaste formerna av biologisk vittring härrör från frisättning av kelatbildande föreningar (som vissa organiska syror och sideroforer ) och av koldioxid och organiska syror från växter. Rötter kan bygga upp koldioxidnivån till 30 % av alla jordgaser, med hjälp av adsorption av CO 2 på lermineraler och den mycket långsamma diffusionshastigheten av CO 2 ut ur jorden. CO 2 och organiska syror hjälper till att bryta ner aluminium- och järnhaltiga föreningar i jorden under dem. Rötter har en negativ elektrisk laddning som balanseras av protoner i jorden bredvid rötterna, och dessa kan bytas ut mot viktiga näringskatjoner som kalium. Rötnande rester av döda växter i jord kan bilda organiska syror som, när de löses upp i vatten, orsakar kemisk vittring. Kelaterande föreningar, mestadels organiska syror med låg molekylvikt, kan avlägsna metalljoner från kala bergytor, med aluminium och kisel som är särskilt känsliga. Förmågan att bryta ner nakna sten gör att lavar kan vara bland de första kolonisatörerna av torr mark. Ansamlingen av kelaterande föreningar kan lätt påverka omgivande bergarter och jordar, och kan leda till podsolisering av jordar.

De symbiotiska mykorrhizasvamparna som är förknippade med trädets rotsystem kan frigöra oorganiska näringsämnen från mineraler som apatit eller biotit och överföra dessa näringsämnen till träden och på så sätt bidra till trädens näring. Det har också nyligen visat sig att bakteriesamhällen kan påverka mineralstabiliteten vilket leder till frisättning av oorganiska näringsämnen. Ett stort utbud av bakteriestammar eller samhällen från olika släkten har rapporterats kunna kolonisera mineralytor eller väderpå mineraler, och för några av dem har en växttillväxtfrämjande effekt påvisats. De påvisade eller antagna mekanismerna som används av bakterier för att vädra mineraler inkluderar flera oxidoreduktions- och upplösningsreaktioner såväl som produktionen av väderpåverkande medel, såsom protoner, organiska syror och kelatbildande molekyler.

Vittring på havsbotten

Vitring av basaltisk oceanisk skorpa skiljer sig i viktiga avseenden från vittring i atmosfären. Vitringen är relativt långsam, med basalt som blir mindre tät, med en hastighet av cirka 15 % per 100 miljoner år. Basalten blir hydratiserad och berikas på totalt och järn(III)järn, magnesium och natrium på bekostnad av kiseldioxid, titan, aluminium, järn(II)järn och kalcium.

Byggnadsvittring

Betong skadad av surt regn

Byggnader gjorda av sten, tegel eller betong är känsliga för samma väderpåverkan som alla exponerade bergytor. Även statyer , monument och prydnadsstenar kan skadas svårt av naturliga vittringsprocesser. Detta påskyndas i områden som är hårt drabbade av surt regn .

Påskyndad byggnadsvittring kan vara ett hot mot miljön och de boendes säkerhet. Designstrategier kan moderera påverkan av miljöeffekter, såsom användning av tryckmodererad regnskärm, säkerställa att HVAC-systemet effektivt kan kontrollera fuktackumulering och välja betongblandningar med reducerat vatteninnehåll för att minimera påverkan av frys-tiningscykler.

Egenskaper hos välvittrade jordar

Granitsten, som är den mest förekommande kristallina stenen som exponeras på jordens yta, börjar vittras med förstörelse av hornblende . Biotit vittrar sedan ut till vermikulit , och slutligen förstörs oligoklas och mikroklin . Alla omvandlas till en blandning av lermineraler och järnoxider. Den resulterande jorden är utarmad på kalcium, natrium och järnhaltigt järn jämfört med berggrunden, och magnesium reduceras med 40 % och kisel med 15 %. Samtidigt är jorden berikad med aluminium och kalium, med minst 50%; av titan, vars överflöd tredubblas; och av järn, vars mängd ökar med en storleksordning jämfört med berggrunden.

Basaltisk bergart är lättare att vittra än granitisk bergart, på grund av dess bildning vid högre temperaturer och torrare förhållanden. Den fina kornstorleken och närvaron av vulkaniskt glas påskyndar också vittringen. I tropiska miljöer vittrar det snabbt till lermineraler, aluminiumhydroxider och titanberikade järnoxider. Eftersom mest basalt är relativt fattigt på kalium, vittrar basalten direkt till kaliumfattig montmorillonit , sedan till kaolinit . Där urlakningen är kontinuerlig och intensiv, som i regnskogar, är den slutliga vittringsprodukten bauxit , den huvudsakliga aluminiummalmen. Där nederbörden är intensiv men säsongsbetonad, som i monsunklimat, är den slutliga vittringsprodukten järn- och titanrik laterit . Omvandling av kaolinit till bauxit sker endast vid intensiv urlakning, eftersom vanligt flodvatten är i jämvikt med kaolinit.

Markbildning kräver mellan 100 och 1 000 år, ett mycket kort intervall i geologisk tid. Som ett resultat visar vissa formationer många paleosolbäddar (fossil jord). Till exempel Willwood-formationen i Wyoming över 1 000 paleosollager i en sektion på 770 meter (2 530 fot) som representerar 3,5 miljoner år av geologisk tid. Paleosoler har identifierats i formationer lika gamla som arkeiska (över 2,5 miljarder år gamla). Men paleosoler är svåra att känna igen i den geologiska journalen. Indikationer på att en sedimentär bädd är en paleosol inkluderar en gradvis nedre gräns och skarp övre gräns, förekomsten av mycket lera, dålig sortering med få sedimentära strukturer, rip-up claster i överliggande bäddar och uttorkningssprickor som innehåller material från högre bäddar.

Graden av vittring av en jord kan uttryckas som det kemiska indexet för förändring , definierat som 100 Al 2 O 3 /(Al 2 O 3 + CaO + Na 2 O + K 2 O ) . Detta varierar från 47 för oförvittrad övre jordskorpa till 100 för helt vittrad material.

Vittring av icke-geologiska material

Trä kan vara fysiskt och kemiskt väderbeständigt genom hydrolys och andra processer som är relevanta för mineraler, men dessutom är trä mycket känsligt för väderpåverkan inducerad av ultraviolett strålning från solljus. Detta inducerar fotokemiska reaktioner som försämrar träytan. Fotokemiska reaktioner är också betydande vid vittring av färg och plast.

Galleri

Se även

Andra länkar

Hämtad från " https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Weathering&oldid=1138962068 "