ความหมายของการผุกร่อนของหิน

เนื้อหา

• การผุกร่อนของหินคืออะไร?
• อะไรคือประเภทของการผุกร่อน
• ความสัมพันธ์ระหว่างการผุกร่อนและการพังทลาย
• ตัวอย่างที่โดดเด่นของการผุกร่อน
• สภาพอากาศมีผลต่อสิ่งแวดล้อมอย่างไร

หินจำนวนมากในการเผชิญหน้าในชีวิตประจำวันอาจดูเหมือนไม่แตกหักและไม่อาจเปลี่ยนแปลงได้ อย่างไรก็ตามร็อคมีการเปลี่ยนแปลง หนึ่งในการเปลี่ยนแปลงเหล่านี้เรียกว่าการผุกร่อนและในช่วงเวลาสั้นและระยะยาวมันสามารถเปลี่ยนแปลงหินได้อย่างมากมาย

การผุกร่อนของหินคืออะไร?

การผุกร่อนของหินอธิบายถึงกระบวนการของการลดลงและการแตกของหินและแร่ธาตุ สิ่งนี้สามารถเกิดขึ้นได้ผ่านปัจจัยทั้งที่ไม่อาศัยและมีชีวิตเช่นการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิพืชและสัตว์กรดเกลือและน้ำไม่ว่าจะเป็นของแข็งหรือของเหลว การผุกร่อนของหินเกิดขึ้นในช่วงระยะเวลาหนึ่ง หินบนพื้นผิวโลกมีแนวโน้มที่จะอากาศเร็วกว่าใต้ดินเหล่านั้น สภาพดินฟ้าอากาศเป็นหนึ่งในกระบวนการที่นำไปสู่การผลิตดิน

อะไรคือประเภทของการผุกร่อน

สภาพอากาศที่แตกต่างกันส่งผลกระทบต่อหิน เหล่านี้รวมถึงการผุกร่อนทางกายภาพ / ทางกลการผุกร่อนทางเคมีและการผุกร่อนทางชีวภาพ

การผุกร่อนทางกายภาพหรือเชิงกลจริงจะแบ่งหินออกเป็นชิ้นเล็กชิ้นน้อย วิธีการหนึ่งในการผุกร่อนทางกายภาพเกี่ยวข้องกับการแช่แข็งและการละลายของน้ำ ในรูปแบบของเหลวน้ำสามารถลื่นระหว่างรูขุมขนหรือรอยแตกในหิน หากน้ำนี้ค้างมันจะขยายตัวภายในหินเหล่านั้น ปริมาตรสามารถเพิ่มขึ้นได้มากถึง 10 เปอร์เซ็นต์ทำให้เกิดแรงกดบนก้อนหิน สิ่งนี้เรียกว่าการทำน้ำแข็ง (ice wedging) หรือการแช่แข็งด้วยน้ำแข็ง (cryofracturing) เพราะน้ำแข็งนั้นทำให้หินแตกเป็นชิ้น ๆ ตามกาลเวลา เมื่อน้ำแข็งละลายและก่อตัวเป็นของเหลวอีกครั้งหินบางส่วนจะถูกพัดพาไปเป็นชิ้นเล็ก ๆ ผ่านการกัดเซาะ น้ำมีบทบาทสำคัญในการผุกร่อนทางกายภาพ มันสามารถเข้าสู่รูขุมขนของหินและดินทำให้พวกมันพองตัวและจากนั้นก็ผุกร่อนหินที่อยู่รอบ ๆ น้ำยกหินจากพื้นผิวใต้น้ำและเมื่อพวกเขาร่วงลงมาหรือกระแทกหินอื่น ๆ พวกเขาก็สามารถแตกได้

เกลือสามารถนำไปสู่การผุกร่อนประเภทหนึ่งที่เรียกว่าการผุกร่อนของรังผึ้ง น้ำใต้ดินซึมเข้าไปในรอยแตกของหินโดยการไหลของเส้นเลือดฝอยและในที่สุดก็ระเหย สิ่งนี้ทำให้ผลึกเกลือซึ่งเพิ่มความดันในหิน ในที่สุดหินก็จะพังลงมา สิ่งนี้สามารถทำให้หลุมของผลึกเกลือที่มีลักษณะคล้ายกับรวงผึ้ง สภาพดินฟ้าอากาศจากการตกผลึกเกลือมักพบในภูมิอากาศแห้ง

อุณหภูมิสุดขั้วสามารถส่งผลกระทบต่อสภาพอากาศของหินได้เช่นกัน การผุกร่อนทางกายภาพประเภทหนึ่งเรียกว่าความเครียดจากความร้อน นี่เป็นปัจจัยทั่วไปในภูมิอากาศทะเลทรายซึ่งอุณหภูมิกลางวันร้อนมากในขณะที่อุณหภูมิกลางคืนอาจค่อนข้างเย็น เมื่อการแกว่งของอุณหภูมิแบบนี้เกิดขึ้นซ้ำ ๆ เป็นระยะเวลานานหินก็จะแตกและแตกเป็นเสี่ยง ๆ การกระทำนี้เรียกว่าการขัดผิว การขัดถูเป็นอีกประเภทหนึ่งของการผุกร่อนทางกายภาพซึ่งการสัมผัสกับแรงเสียดทานจากลมน้ำหรือน้ำแข็งจะค่อยๆทำให้หินแตกตัวและพังทลายลง

อีกประเภทที่สำคัญของการผุกร่อนคือเคมีการผุกร่อน การผุกร่อนทางเคมีมักเกิดจากการมีปฏิสัมพันธ์ของน้ำและอุณหภูมิในสภาพแวดล้อมที่มีแร่ธาตุในหิน ในการผุกร่อนทางเคมีการเปลี่ยนแปลงโมเลกุลของหินที่เกิดขึ้นจริง ตัวอย่างหนึ่งคือเมื่อคาร์บอนไดออกไซด์รวมกับน้ำทำให้เกิดก๊าซคาร์บอเนตซึ่งให้กรดคาร์บอนิก กรดคาร์บอนิกก็จะละลายหินปูนซึ่งเมื่อเวลาผ่านไปทำให้ถ้ำหินปูนใต้ดิน

การออกซิเดชั่นเป็นสภาพอากาศทางเคมีที่หินที่มีปริมาณเหล็กจะทำปฏิกิริยากับออกซิเจนและน้ำทำให้เกิดสนิม Rust นำเสนอเป็นสีส้มแดงคลาสสิคในเหล็ก สนิมนี้จะสึกหรอหิน ในความชุ่มชื้นพันธะเคมีที่แท้จริงของหินจะเปลี่ยนจากการดูดซับน้ำ น้ำเปลี่ยนแอนไฮไดรต์เป็นยิปซั่มด้วยวิธีนี้ ไฮเดรชั่นยังนำไปสู่การเสียรูปของหิน ในการคายน้ำน้ำจะถูกลบออกจากหินเช่นเมื่อน้ำถูกเอาออกจากลิโมไนต์เพื่อก่อให้เกิดออกไซด์ ในการไฮโดรไลซิสแร่ธาตุจะเปลี่ยนไปเมื่อสัมผัสกับน้ำที่เป็นกรดเพื่อสร้างสารละลายเช่นสารละลายน้ำเค็ม การผุกร่อนทางเคมีผ่านการไฮโดรไลซิสของเฟลด์สปาร์ยังทำให้แร่ดินเหนียวและควอตซ์ การไฮโดรไลซิสของอัลคาไลเฟลด์สปาร์หรือออร์โธเซเลสสามารถทำให้เกิดคาโอลินและสารอื่น ๆ กระบวนการทางเคมีทั้งหมดนี้นำไปสู่การผุกร่อนของหินที่เพิ่มขึ้น การผุกร่อนของสารเคมีเป็นเรื่องปกติและเกิดขึ้นเร็วขึ้นในเขตร้อนเนื่องจากความร้อนและน้ำที่อุดมสมบูรณ์จากฝน

การผุกร่อนทางชีวภาพเป็นสภาพดินฟ้าอากาศที่เกิดจากอิทธิพลของพืชสัตว์และแม้แต่จุลินทรีย์ ตัวอย่างเช่นเมื่อเวลาผ่านไปเมล็ดต้นไม้จะแตกเป็นก้อนหินเมื่อพวกเขาเติบโตเป็นต้นไม้ใหญ่ รากของต้นไม้จะกระจายอย่างต่อเนื่องและทำให้เกิดรอยแตกในหิน สัตว์ที่ขุดเช่นไฝยังสามารถย่อยสลายหินได้ แม้แต่สัตว์ที่อยู่เหนือพื้นดินก็สามารถทำลายหินได้ในขณะที่เดินทางผ่านพื้นดิน ทั้งพืชที่อาศัยอยู่และเนื้อที่และเชื้อราส่งผลกระทบต่อหินโดยการผลิตกรดคาร์บอนิก เชื้อราในตะไคร่ทำงานเพื่อสลายหินเพื่อปล่อยแร่ธาตุและสาหร่ายที่มีส่วนร่วมของแร่ธาตุเหล่านั้น กระบวนการนี้นำไปสู่การเจาะรูในหิน แม้แต่แบคทีเรียตัวเล็ก ๆ ก็สามารถทนต่อสภาพอากาศและเปลี่ยนแปลงปริมาณแร่ธาตุของหินได้! เมื่อเวลาผ่านไปกิจกรรมทั้งหมดจากสิ่งมีชีวิตทางชีวภาพนำไปสู่การผุกร่อนของหินเพิ่มขึ้น

ความสัมพันธ์ระหว่างการผุกร่อนและการพังทลาย

เมื่อก้อนหินสึกกร่อนเมื่อผุกร่อนเมื่อเวลาผ่านไปพวกมันสามารถถูกพัดพาไปตามลมหรือจากแหล่งน้ำ กระบวนการนี้เรียกว่าการสึกกร่อน การกัดเซาะมีแนวโน้มที่จะเกิดขึ้นในหินผุกร่อนบนพื้นผิวโลก ทั้งสภาพดินฟ้าอากาศและการกัดเซาะมีอยู่ทั่วไปทุกหนทุกแห่งบนโลกและการรวมกันของมันจะเปลี่ยนพื้นผิวอย่างรุนแรงในช่วงระยะเวลายาวนาน

ตัวอย่างที่โดดเด่นของการผุกร่อน

มีตัวอย่างมากมายของการผุกร่อนของหินทั่วโลกรวมถึงสถานที่สำคัญบางแห่ง

คุณรู้หรือไม่ว่าหุบเขาลึกที่ใหญ่ที่สุดในโลกถูกสร้างขึ้นด้วยน้ำ? แกรนด์แคนยอนในสหรัฐอเมริกาถูกแกะสลักเป็นรูปแบบปัจจุบันกว่าล้านปีเนื่องจากการผุกร่อนของหินด้วยน้ำโดยเฉพาะแม่น้ำโคโลราโด อีกตัวอย่างหนึ่งของการผุกร่อนคือการขัดผิวที่นำไปสู่ โครงสร้างโดมเหล่านี้มีแนวโน้มที่จะเกิดขึ้นในสภาพแวดล้อมเขตร้อน ตัวอย่างหนึ่งคือภูเขาชูการ์โลฟในบราซิล

ถ้ำหินปูนเป็นตัวอย่างของสภาพดินฟ้าอากาศ การผุกร่อนของสารเคมีก่อให้เกิดระบบถ้ำอันยิ่งใหญ่ของอุทยานแห่งชาติ Carlsbad Caverns ในสหรัฐอเมริกา

เทือกเขาแอปพาเลเชียนในอเมริกาเหนือเคยสูงกว่ายอดเขาเอเวอเรสต์ การผุกร่อนและการกัดเซาะเป็นเวลาหลายล้านปีที่ผ่านมาสวมภูเขาเหล่านี้ลงไปในห่วงโซ่ที่ต่ำกว่าเรียบเนียนที่พวกเขามีวันนี้

มันวิเศษมากที่คิดว่าการผุกร่อนจากสารเคมีพืชและสัตว์และจุลินทรีย์ทุกขนาดและฝนและลมสามารถทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงอย่างใหญ่หลวงต่อภูมิทัศน์!

สภาพอากาศมีผลต่อสิ่งแวดล้อมอย่างไร

สภาพดินฟ้าอากาศของหินมีบทบาทสำคัญในความสมดุลของสภาพแวดล้อม เมื่อหินถูกผุกร่อนจากวัตถุมีคมถึงวัตถุที่เรียบกว่าพวกเขาก็พร้อมที่จะมีส่วนช่วยในการทำดิน พืชและสัตว์ที่ผุพังแบคทีเรียและแร่ธาตุที่ผุกร่อนจะให้ดินที่อุดมสมบูรณ์ ยิ่งมีวัสดุในดินมากเท่าไรรวมถึงหินที่ผุกร่อนดินก็จะยิ่งมีความอุดมสมบูรณ์มากขึ้นเท่านั้น นี่เป็นสิ่งสำคัญสำหรับการปลูกพืชและเป็นสิ่งสำคัญสำหรับเกษตรกรที่ปลูกอาหารเพื่อมนุษย์และสัตว์ที่จะกิน หากดินไม่มีส่วนผสมที่หลากหลายทั้งองค์ประกอบทางชีวภาพและแร่ธาตุดินจะไม่อุดมสมบูรณ์และในบางกรณีอาจขาดความอุดมสมบูรณ์ใด ๆ

การกระทำของมนุษย์สามารถเพิ่มอัตราการผุกร่อน มลพิษทางอากาศจากเชื้อเพลิงฟอสซิลจะนำไปสู่ฝนกรดซึ่งจะทำให้หินที่สึกหรอเช่นหินอ่อนและหินปูนและอาคารหรืออนุสาวรีย์ใด ๆ ที่ทำจากพวกเขา การลดมลพิษในอากาศจากการผลิตเชื้อเพลิงฟอสซิลสามารถช่วยป้องกันความเสียหายต่อสิ่งแวดล้อมจากฝนกรด