Wietrzenie

Zwietrzały granit

Wietrzenie – rozpad mechaniczny i rozkład chemiczny skał wskutek działania energii słonecznej, powietrza, wody i organizmów. Zachodzi na powierzchni Ziemi i w jej powierzchniowej strefie zwanej strefą wietrzenia (głębokość od kilku do kilkudziesięciu metrów). Produktem wietrzenia są między innymi zwietrzelina, rumowisko, glina zboczowa, arkoza.

Wietrzenie można podzielić na:

• fizyczne (mechaniczne) – rozpad skały bez zmiany jej składu chemicznego, zachodzi przy częstych zmianach temperatury i wilgotności (głównie w klimacie umiarkowanym)
• chemiczne – rozkład skały przy zmianie jej składu chemicznego, niezbędnym warunkiem do jego zaistnienia jest obecność wody, głównymi czynnikami wietrzenia chemicznego są: woda opadowa, dwutlenek węgla, tlen oraz azot
• biologiczne – to rozpad i rozkład skały pod wpływem działania organizmów żywych (często nie wyróżnia się wietrzenia biologicznego jako oddzielnego działu, uznaje się je jako wchodzące w skład wietrzenia fizycznego i chemicznego).

Wietrzenie fizyczne

• eksfoliacyjne (łuszczenie)

(skały rozsadzają się na płyty)spowodowany dobowymi wahaniami temperatury. W ciągu dnia, wskutek działania promieni słonecznych nagrzewa i rozszerza się zewnętrzna, cienka powłoka skały. W nocy, pod wpływem obniżonej temperatury, powłoka kurczy się powodując znaczne naprężenia pomiędzy wystawioną na bezpośrednie oddziaływanie temperatury, zewnętrzną częścią, a resztą skały.

Wysokie dobowe zmiany temperatury prowadzą do występowania wielkich naprężeń, odpęknięcia i odpadania zewnętrznych części skały. Zjawisko eksfoliacji najczęściej zaobserwować można w górach, na stepach i pustyniach, obszarach pozostających pod wpływem klimatów kontynentalnych.

• mrozowe (zamróz, kongelacja)

woda zamarzająca w szczelinach skalnych zwiększa swoją objętość o ok. 9% rozsadzając skałę; produkty: rumowiska skalne, gołoborza, pył

• insolacyjne (termiczne, słoneczne)

charakterystyczne dla obszarów o dużych amplitudach dobowych temperatur; intensywnie przebiega w przypadku skał ciemniejszych; może występować w dwóch formach: rozpad ziarnisty na skutek różnej rozszerzalności cieplnej oraz wietrzenia skorupowego (łuszczenie się skały), czyli odrywanie przypowierzchniowej warstwy skalnej, która była najbardziej narażona na wahania temperatury

• eksudacja (solne)

krystalizująca w szczelinach skalnych sól, podobnie jak woda, zwiększa swoją objętość i rozsadza skałę; gdy proces zachodzi na powierzchni skały, tworzą się polewy i skorupy zwane lakierem pustynnym

• deflokulacja (ilaste)

skały ilaste mają właściwości higroskopijne, pod wpływem wody znacznie pęcznieją; gdy woda odparowuje, skały kruszeją i powstają szczeliny

Wietrzenie chemiczne

• solucja (rozpuszczanie)

skały takie jak gipsy, chlorki, dolomity, wapienie rozpuszczają się całkowicie, natomiast margle, piaskowce ulegają częściowemu rozpuszczeniu, w czasie rozpuszczania zachodzi proces solwatacji - łączenie się cząstek rozpuszczalnika z cząsteczkami substancji rozpuszczanej.

• ługowanie

proces rozpuszczania i wymywania minerałów.

• hydroliza

zachodzi pod wpływem wody i powoduje rozpad minerałów na części zasadowe i kwaśne, które łatwiej erodują. Dotyczy głównie krzemianów oraz skaleni.

• hydratacja (uwodnienie)

przemiana minerałów bezwodnych w słabo uwodnione, nie niszczy minerałów ale zmienia ich własciwosci fizyczne np. suche iły - zwięzłe, uwilgotnione - wzrasta objętość, spada spoistość; czerwony bezwodny hematyt w połączeniu z wodą daje mniej zwięzły żółty limonit; anhydryt po połączeniu z wodą daje gips.

• karbonatyzacja (uwęglanowienie)

przekształcenie minerałów (głównie krzemianów i glinokrzemianów) w węglany. Przykładem jest węglan wapnia, który w połączeniu z wodą zawierającą dwutlenek węgla przechodzi w łatwo rozpuszczalny kwaśny węglan wypłukiwany przez wodę.

• oksydacja (utlenienie)

minerały łączą się z tlenem np. zamiana siarczków na siarczany.

• redukcja

pozyskiwanie elektronów walencyjnych, zmiana formy utlenienia związku z wyższego poziomu na niższy.

• chelatyzacja

proces produkcji przez organizmy substancji organicznych (np. hemoglobina, chlorofil, kwasy humusowe i fulwowe), w centrum związku występuje metal, który jest związany z pierwiastkami C,N,H,O, proces ten powoduje dekompozycje skał, które zawierają w swym składzie metale.

Wietrzenie biologiczne

• mechaniczne

korzenie roślin wciskają się w szczeliny skalne i rozpychają je

• chemiczne

działanie substancji organicznych będących produktami zwierzęcymi lub roślinnych

• działanie bakterii

np. bakterie beztlenowe zamieniają gips w siarkę

• działanie zwierząt ryjących

przedostawanie się wody przez nory i korytarze wspomaga wietrzenie chemiczne

Produktem wietrzenia (zarówno fizycznego jak i chemicznego) jest zwietrzelina.

Intensywność i charakter wietrzenia zależą od rodzaju skały oraz od warunków klimatycznych (głównie od ilości wody oraz temperatury). W klimacie suchym (pustynnym) przeważa wietrzenie fizyczne. W klimacie gorącym i wilgotnym - wietrzenie chemiczne.

W wyniku wietrzenia fizycznego tworzą się skały okruchowe, wskutek wietrzenia chemicznego niektóre skały chemiczne jak na przykład boksyty, lateryty, terra rossa.

Procesy wietrzenia ułatwiają erozję. Powodują powstanie gleby i tworzenie swoistych form skalnych.

Zobacz też

• denudacja