- Fiziskie laika apstākļi vai
- Lejupielādēt
- Iesaldēt lūzumu vai želeju
- Apkures un dzesēšanas cikli (termoplastika)
- Nogurums
- Akmens svari
- Mitrināšana un žāvēšana
- Laika apstākļu ietekmē sāls kristālu augšana vai haloklastika
- Ķīmiskie laika apstākļi
- Izšķīdināšana
- Hidratācija
- Oksidēšana un reducēšana
- Gāzēšana
- Hidrolīze
- Bioloģiskie laika apstākļi
- Augi
- Ķērpji
- Jūras organismi
- Helāti
- Atsauces
Laika apstākļi ir iežu sadalīšanās, to mehāniski sadaloties un ķīmiski sadaloties. Daudzi veidojas augstā temperatūrā un spiedienā dziļi zemes garozā; Saskaroties ar zemāku temperatūru un spiedienu uz virsmas un saskaroties ar gaisu, ūdeni un organismiem, tie sadalās un saplīst.
Dzīvajām lietām ir liela nozīme arī laikapstākļu ietekmē, jo tās ietekmē ieži un minerāli dažādos biofizikālos un bioķīmiskos procesos, no kuriem vairums nav sīki zināmi.
Devil's Marbles, laika apstākļu sagrauts klints, Austrālija. Avots: https://es.m.wikipedia.org/wiki/Archivo:Cracked_boulder_DMCR.jpg
Būtībā ir trīs galvenie veidi, caur kuriem notiek laika apstākļu iedarbība; tas var būt fizikāli, ķīmiski vai bioloģiski. Katram no šiem variantiem ir specifiskas īpašības, kas dažādos veidos ietekmē ieži; pat dažos gadījumos var būt vairāku parādību kombinācija.
Fiziskie laika apstākļi vai
Mehāniskie procesi samazina ieži pakāpeniski mazākos fragmentos, kas savukārt palielina ķīmiskā uzbrukuma pakļauto virsmas laukumu. Galvenie mehāniskās atmosfēras ietekmēšanas procesi ir šādi:
- lejupielāde.
- Sals darbība.
- Siltuma spriegums, ko izraisa apkure un dzesēšana.
- Paplašināšanās.
- saraušanās saraušanās ar sekojošu žāvēšanu.
- spiediens, ko rada sāls kristālu augšana.
Svarīgs mehāniskās atmosfēras ietekmēšanas faktors ir nogurums vai atkārtota stresa veidošanās, kas samazina izturību pret bojājumiem. Noguruma rezultāts ir tāds, ka klints saplīsīs zemākā sprieguma līmenī nekā paraugs, kas nenogurstošs.
Lejupielādēt
Kad erozija noņem materiālu no virsmas, spiediens uz pamatakmeņiem samazinās. Zemāks spiediens ļauj minerālu graudiem atdalīties tālāk un radīt tukšumus; klints izplešas vai izplešas un var saplīst.
Piemēram, granīta vai citās blīvās iežu raktuvēs spiediena izdalīšana no kalnrūpniecības griezumiem var būt vardarbīga un pat izraisīt eksploziju.
Lobīšanās dome Yosemite nacionālajā parkā, ASV. Avots: Diliff, no Wikimedia Commons
Iesaldēt lūzumu vai želeju
Ūdens, kas aizņem poras klintī, sasalstot izplešas par 9%. Šī izplešanās rada iekšēju spiedienu, kas var izraisīt klinšu fizisku sadalīšanos vai lūzumu.
Gelēšana ir svarīgs process aukstā vidē, kur pastāvīgi notiek sasalšanas un atkausēšanas cikli.
Betona "ķeizara" fizikālie apstākļi. Avots: LepoRello. , no Wikimedia Commons
Apkures un dzesēšanas cikli (termoplastika)
Iežiem ir zema siltumvadītspēja, kas nozīmē, ka tie nav labi vadīt siltumu no to virsmām. Kad klintis tiek uzkarsētas, ārējā virsma paaugstinās temperatūrā daudz vairāk nekā klintis iekšējā daļa. Šī iemesla dēļ ārējā daļa cieš no lielākas dilatācijas nekā iekšējā.
Turklāt akmeņiem, kas izgatavoti no dažādiem kristāliem, ir atšķirīga karsēšana: kristāli ar tumšāku krāsu uzkarst ātrāk un atdziest lēnāk nekā vieglāki kristāli.
Nogurums
Šie termiskie spriegumi var izraisīt iežu sadalīšanos un milzīgu pārslu, čaumalu un loksņu veidošanos. Atkārtota sildīšana un dzesēšana rada efektu, ko sauc par nogurumu, kas veicina termisko iedarbību, ko sauc arī par termoklastiku.
Parasti nogurumu var definēt kā dažādu procesu iedarbību, kas samazina materiāla izturību pret bojājumiem.
Akmens svari
Termiskā stresa lobīšana vai plēve ietver arī akmeņu pārslu veidošanos. Tāpat intensīvs karstums, ko rada mežu ugunsgrēki un kodolsprādzieni, var izraisīt iežu sadalīšanos un galu galā sadalīties.
Piemēram, Indijā un Ēģiptē uguni daudzus gadus izmantoja kā ieguves instrumentu karjeros. Tomēr ikdienas temperatūras svārstības, kas sastopamas pat tuksnešos, ir krietni zem galējībām, ko sasniedz vietējie ugunsgrēki.
Mitrināšana un žāvēšana
Mālu saturoši materiāli, piemēram, dubļakmens un slāneklis, mitrināšanas laikā ievērojami paplašinās, kas var izraisīt mikro defektu vai mikroplaisu (mikroplaisu) veidošanos vai esošo plaisu palielināšanos.
Papildus noguruma iedarbībai izplešanās un saraušanās cikli, kas saistīti ar mitrināšanu un žāvēšanu, izraisa klintis.
Laika apstākļu ietekmē sāls kristālu augšana vai haloklastika
Piekrastes un sausos reģionos sāls kristāli var augt sāls šķīdumos, kas koncentrējas iztvaicējot ūdeni.
Sāls kristalizācija iežu spraugās vai porās rada spriegumus, kas tos paplašina, un tas noved pie ieža granulētas sadalīšanās. Šis process ir pazīstams kā fizioloģiskā laika apstākļu iedarbība vai haloklastika.
Kad sāls kristāli, kas veidojas akmeņu porās, uzkarst vai kļūst piesātināti ar ūdeni, tie izplešas un izdara spiedienu uz tuvumā esošajām poru sienām; tas rada karstuma stresu vai mitrināšanas stresu (attiecīgi), kas abi veicina klintis laika apstākļu ietekmē.
Ķīmiskie laika apstākļi
Šāda veida laika apstākļu ietekmē notiek ļoti dažādas ķīmiskās reakcijas, kas klimatisko apstākļu diapazonā darbojas kopā ar daudziem dažādiem iežu veidiem.
Šo lielo dažādību var iedalīt sešos galvenajos ķīmisko reakciju veidos (visi saistīti ar iežu sadalīšanos), proti:
- izšķīšana.
- hidratācija.
- Oksidēšana un reducēšana.
- Gāzēšana.
- Hidrolīze.
Izšķīdināšana
Minerālsāļus var izšķīdināt ūdenī. Šis process ietver molekulu disociāciju to anjonos un katjonos un katra jonu hidratāciju; tas ir, joni apņem sevi ar ūdens molekulām.
Izšķīdināšanu parasti uzskata par ķīmisku procesu, lai gan tas neietver reālas ķīmiskas pārvērtības. Tā kā izšķīšana notiek kā sākuma posms citiem ķīmiskiem atmosfēras ietekmēšanas procesiem, tā ietilpst šajā kategorijā.
Izšķīdināšana ir viegli mainīga: kad šķīdums kļūst pārsātināts, daļa izšķīdušā materiāla izgulsnējas kā cieta viela. Piesātinātam šķīdumam nav iespējas izšķīdināt vairāk cietas vielas.
Minerālu šķīdība atšķiras, un ūdenī šķīstošākie ir sārmu metālu hlorīdi, piemēram, akmens sāls vai halīts (NaCl) un potaša sāls (KCl). Šie minerāli ir sastopami tikai ļoti sausā klimatā.
Ģipsis ( CaSO 4. 2H 2 O) arī ir diezgan labi šķīstošs, savukārt kvarca šķīdība ir ļoti zema.
Daudzu minerālu šķīdība ir atkarīga no brīvo ūdeņraža jonu (H + ) koncentrācijas ūdenī. H + jonus mēra kā pH vērtību, kas norāda ūdens šķīduma skābuma vai sārmainības pakāpi.
Hidratācija
Hidratācija ir process, kas notiek, kad minerāli adsorbē ūdens molekulas uz to virsmas vai absorbē to, iekļaujot tās savās kristāla režģēs. Šis papildu ūdens rada apjoma palielināšanos, kas var izraisīt iežu lūzumu.
Mitrā vidēja platuma grādos augsnes krāsās ir ievērojamas variācijas: tās var novērot no brūngana līdz dzeltenīgai. Šīs krāsas izraisa sarkanīgi dzelzs oksīda hematīta hidratācija, kas pārvēršas par oksīda krāsas goetītu (dzelzs oksihidroksīds).
Ūdens uzņemšana no māla daļiņām ir arī hidratācijas veids, kas noved pie tā paplašināšanās. Tad, mālam izžūstot, garoza saplaisā.
Oksidēšana un reducēšana
Oksidācija notiek, kad atoms vai jons zaudē elektronus, palielinot tā pozitīvo lādiņu vai samazinoties negatīvajam lādiņam.
Viena no esošajām oksidācijas reakcijām ietver skābekļa savienojumu ar vielu. Ūdenī izšķīdināts skābeklis ir vidējs oksidējošs līdzeklis.
Oksidējošs nodilums galvenokārt ietekmē dzelzi saturošus minerālus, kaut arī tādi elementi kā mangāns, sērs un titāns var arī rūsēt.
Dzelzs reakcija, kas rodas, ūdenī izšķīdušam skābeklim nonākot saskarē ar dzelzi saturošiem minerāliem, ir šāda:
4Fe 2+ + 3O 2 → 2Fe 2 O 3 + 2e -
Šajā izteiksmē e - apzīmē elektronus.
Melno dzelzi (Fe 2+ ), kas atrodama lielākajā daļā iežu veidojošo minerālu, var pārveidot par dzelzs formu (Fe 3+ ), mainot kristāla režģa neitrālo lādiņu. Šīs izmaiņas dažreiz izraisa tā sabrukšanu un padara minerālu vairāk pakļautu ķīmiskam uzbrukumam.
Gāzēšana
Karbonizācija ir karbonātu veidošanās, kas ir ogļskābes (H 2 CO 3 ) sāļi . Oglekļa dioksīds izšķīst dabiskajos ūdeņos, veidojot ogļskābi:
CO 2 + H 2 O → H 2 CO 3
Pēc tam ogļskābe disociējas hidratētā ūdeņraža jonā (H 3 O + ) un bikarbonāta jonā pēc šādas reakcijas:
H 2 CO 3 + H 2 O → HCO 3 - + H 3 O +
Ogļskābe uzbrūk minerāliem, veidojot karbonātus. Kaļķu iežu (kas ir kaļķakmeņi un dolomīti) atmosfēras ietekmē gāzēšana; tajos galvenais minerāls ir kalcīts vai kalcija karbonāts (CaCO 3 ).
Kalcīts reaģē ar ogļskābi, veidojot skābu kalcija karbonātu Ca (HCO 3 ) 2, kas atšķirībā no kalcīta viegli izšķīst ūdenī. Tāpēc daži kaļķakmeņi ir tik pakļauti šķīšanai.
Atgriezeniskās reakcijas starp oglekļa dioksīdu, ūdeni un kalcija karbonātu ir sarežģītas. Būtībā procesu var apkopot šādi:
CaCO 3 + H 2 O + CO 2 ⇔Ca 2 + + 2HCO 3 -
Hidrolīze
Parasti hidrolīze - ķīmiskais sadalījums pēc ūdens iedarbības - ir galvenais ķīmisko apstākļu ietekmēšanas process. Ūdens var sadalīt, izšķīdināt vai modificēt uzņēmīgos primāros minerālus klintīs.
Šajā procesā ūdens sadalās ūdeņraža katjonos (H + ) un hidroksiljonos (OH - ) tieši reaģē ar iežu un augsnes silikātu minerāliem.
Ūdeņraža jonu apmaina ar silikātu minerālu, parasti kālija (K + ), nātrija (Na + ), kalcija (Ca 2 +) vai magnija (Mg 2 + ), katjonu . Pēc tam atbrīvotais katjons apvienojas ar hidroksiljonu.
Piemēram, minerālvielas, kuras nosaukums ir ortoklāze, kuras ķīmiskā formula ir KAlSi 3 O 8 , hidrolīzes reakcija ir šāda:
2KAlSi 3 O 8 + 2H + + 2OH - → 2HAlSi 3 O 8 + 2KOH
Tātad ortoklāze tiek pārveidota par aluminosilīcijskābi, HAlSi 3 O 8 un kālija hidroksīdu (KOH).
Šim reakcijas veidam ir būtiska loma dažu raksturīgu atvieglojumu veidošanā; piemēram, viņi ir iesaistīti karsta reljefa veidošanā.
Bioloģiskie laika apstākļi
Daži dzīvi organismi uzbrūk akmeņiem mehāniski, ķīmiski vai kombinējot mehāniskus un ķīmiskus procesus.
Augi
Augu saknes - it īpaši to koku saknes, kas aug uz līdzenām akmeņainām gultām - var radīt biomehānisku efektu.
Šis biomehāniskais efekts rodas, saknei augot, palielinoties spiedienam, ko tā ietekmē uz apkārtējo vidi. Tas var izraisīt sakņu gultnes iežu lūzumu.
Bioloģiskā meteorizācija. Tetrameles nudiflora, kas aug uz tempļa drupas Angkorā, Kambodžā. Avots: Djego Delso, delso.photo, CC-BY-SA licence caur https://es.m.wikipedia.org/wiki/Archivo:Ta_Phrom,_Angkor,_Camboya,_2013-08-16,_DD_41.JPG
Ķērpji
Ķērpji ir organismi, ko veido divi simbionti: sēnīte (mikobionts) un aļģes, kas parasti ir zilaļģes (fikobionti). Par šiem organismiem ziņots kā par kolonizatoriem, kas palielina klintis.
Piemēram, ir atklāts, ka Stereocaulon vesuvianum ir uzstādīts uz lavas straumēm, tādējādi palielinot tā izturības ātrumu līdz 16 reizēm, salīdzinot ar neekolonizētām virsmām. Mitrās vietās, piemēram, Havaju salās, šīs likmes var dubultoties.
Ir arī atzīmēts, ka, ķērpjiem mirstot, tie atstāj tumšu traipu uz klinšu virsmām. Šie plankumi absorbē vairāk starojuma nekā apkārtējie iežu gaismas laukumi, tādējādi veicinot termisko laikapstākļu iedarbību vai termoklastiku.
Mytilus edulis klinšu garlaicīgs gliemene. Avots: Andreas Trepte, no Wikimedia Commons
Jūras organismi
Atsevišķi jūras organismi nokasa akmeņu virsmu un urbumus tajos, veicinot aļģu augšanu. Pie šiem pīrsinga organismiem pieder gliemji un sūkļi.
Šāda veida organismu piemēri ir zilā gliemene (Mytilus edulis) un zālēdājs Cittarium pica.
Ķērpis Stereocaulon vesuvianum ir kolonizētājs, kas uzstādīts lavas plūsmās, Kanāriju salās Fuerteventura un Spānijas Lanzarotē. Avots: Lairich Rig, izmantojot https://commons.wikimedia.org/wiki/File:A_lichen_-_Stereocaulon_vesuvianum_-_geograph.org.uk_-_1103503.jpg
Helāti
Helāti ir vēl viens laika apstākļu ietekmēšanas mehānisms, kas ietver metāla jonu un it īpaši alumīnija, dzelzs un mangāna jonu noņemšanu no akmeņiem.
To panāk, sasaistot un atdalot organiskās skābes (piemēram, fulvoskābi un humīnskābi), veidojot šķīstošu organisko vielu un metālu kompleksus.
Šajā gadījumā helātu veidošanās līdzekļi rodas no augu sadalīšanās produktiem un sekrēcijām no saknēm. Helāti veicina ķīmisku atmosfēras iedarbību un metāla pārvietošanos augsnē vai iežos.
Atsauces
- Pedro, G. (1979). Caractérisation générale des processus de l'altération hydrolitique. Zinātne du Sol 2, 93–105.
- Selbijs, MJ (1993). Hillslope materiāli un procesi, 2. edn. Ar APW Hodder ieguldījumu. Oksforda: Oxford University Press.
- Stretch, R. & Viles, H. (2002). Lavas plūsmas ķērpju raksturs un ātrums Lansarotē. Ģeomorfoloģija, 47 (1), 87–94. doi: 10.1016 / s0169-555x (02) 00143-5.
- Tomass, MF (1994). Ģeomorfoloģija tropos: laika apstākļu un denudacijas pētījums zemos platuma grādos. Čičesters: Džons Vilijs un dēli.
- Vaits, WD, Džefersons, GL un Hama, JF (1966) Kvarcīta karsts Venecuēlas dienvidaustrumos. Starptautiskais Speleoloģijas žurnāls 2, 309. – 14.
- Yatsu, E. (1988). Laika apstākļu raksturs: ievads. Tokija: Sozosha.