Innhold
- Hva er forvitring av steiner?
- Hva er typer forvitring?
- Forholdet mellom forvitring og erosjon
- Viktige eksempler på forvitring
- Hvordan forvitring påvirker miljøet
Mange bergarter i hverdagslige møter kan virke uknuselige og uforanderlige. Bergarter gjennomgår imidlertid endringer. En av disse endringene kalles forvitring, og over både korte og lange tidsperioder kan den drastisk endre steiner på flere måter.
Hva er forvitring av steiner?
Forvitring av bergarter beskriver prosessen med å svekke og bryte ned bergarter og mineraler. Dette kan skje både gjennom ikke-levende og levende faktorer, som temperaturendringer, planter og dyr, syrer, salter og vann, enten de er faste eller flytende. Forvitring av steiner foregår over en periode. Bergarter på jordoverflaten har en tendens til å forvitre raskere enn de underjordiske. Forvitring er en av prosessene som fører til jordproduksjon.
Hva er typer forvitring?
Ulike typer forvitring påvirker bergarter. Disse inkluderer fysisk / mekanisk forvitring, kjemisk forvitring og biologisk forvitring.
Fysisk eller mekanisk forvitring bryter faktisk steiner ned i biter. En metode for fysisk forvitring involverer frysing og tining av vann. I flytende form kan vann skli mellom porer eller sprekker i bergarter. Hvis dette vannet fryser, vil det utvide seg inni disse bergartene. Volumet kan øke så mye som 10 prosent, noe som legger stort press på bergarter. Dette kalles iskiling, eller kryofraktur, fordi is faktisk kiler bergarter fra hverandre over tid. Når isen tiner og danner flytende vann igjen, vil deler av berget bli feid bort som ørsmå biter gjennom erosjon. Vann spiller en viktig rolle i fysisk forvitring. Den kan komme inn i porene med stein og leire, få dem til å svelle og deretter vær hardere rocke rundt dem. Vann løfter bergarter fra under vannoverflater, og når de faller ned igjen eller treffer andre bergarter, kan de gå i stykker.
Salt kan føre til en type forvitring som kalles honningkamforvitring. Grunnvann siver inn i fjellsprekker ved kapillærvirkning og fordamper til slutt. Dette gir saltkrystaller, som øker trykket i bergarter. Etter hvert vil steinene bryte sammen. Dette kan etterlate groper saltkrystaller som ligner honningkuler. Forvitring fra forvitring av saltkrystallisering finnes ofte i tørt klima.
Ekstreme temperaturer kan også påvirke forvitring av bergarter. En type fysisk forvitring kalles termisk stress. Dette er en vanlig faktor i ørkenklima, der dagtemperaturene er veldig varme, mens nattetemperaturene kan være ganske kule. Når denne ville svingen av temperaturer finner sted gjentatte ganger over lang tid, vil bergarter til slutt smuldre og flakse. Denne handlingen kalles eksfoliering. Slitasje er en annen type fysisk forvitring der konstant eksponering for friksjon fra vind, vann eller is gradvis utsetter bergarter og bryter dem ned.
En annen viktig type forvitring er kjemisk forvitring. Kjemisk forvitring er ofte et resultat av interaksjon mellom vann og temperatur i et miljø med mineraler i bergarter. Ved kjemisk forvitring endres den faktiske molekylære sminkingen av bergarter. Et eksempel er når karbondioksid kombineres med vann og skaper karbonering, noe som gir kullsyre. Kullsyre vil igjen løse opp kalkstein, som over tid lager underjordiske kalksteinsgrotter.
Oksidasjon er en type kjemisk forvitring der bergarter med jerninnhold vil reagere med oksygen og vann, noe som fører til rust. Rust presenterer som den klassiske rødoransje fargen i jern. Denne rusten vil slite ned steiner. I hydratisering vil de faktiske kjemiske bindingene til en bergart endres fra absorpsjonen av vann. Vann endrer anhydritt til gips på denne måten. Hydrering fører også til deformering av fjell. Ved dehydrering fjernes vann fra bergarter, for eksempel når vann fjernes fra limonitt for å danne hematitt. Ved hydrolyse endres mineraler når de utsettes for surt vann for å lage løsninger, for eksempel saltvannsoppløsning. Kjemisk forvitring, gjennom hydrolyse av feltspat, gjør også de veldig vanlige leirmineraler og kvarts. Hydrolyse av alkali feltspat, eller ortoklase, kan også føre til dannelse av kaolinitt og andre stoffer. Alle disse kjemiske prosessene fører til økt forvitring av bergarter. Kjemisk forvitring er vanligere og forekommer raskere i tropiske regioner, på grunn av varme og rikelig vann fra regn.
Biologisk forvitring er en type forvitring som er resultat av plante-, dyre- og til og med mikrobiell påvirkning. For eksempel vil trefrø over tid bryte isfjell fra hverandre når de vokser til modne trær. Trærøttene vil kontinuerlig spre seg og gjøre sprekker i bergarter. Graving av dyr som føflekker kan også bryte ned steiner. Selv dyr over bakken kan bryte steiner når de ferdes over land. Både levende og råtnende planter og sopp påvirker bergarter ved å produsere kullsyre. Sopp i lav arbeider for å bryte ned bergarter for å frigjøre mineraler, og symbiotiske alger tar del av disse mineralene. Denne prosessen fører til hull i steinene. Selv små bakterier kan forvitre og endre mineralinnholdet i bergarter! Over tid fører all aktivitet fra biologiske organismer til økt forvitring av bergarter.
Forholdet mellom forvitring og erosjon
Når steiner blir nedslitt av forvitring over tid, kan de bli feid bort av vind eller av vannmasser. Denne prosessen kalles erosjon. Erosjon har en tendens til å forekomme i steiner forvitret på jordoverflaten. Både forvitring og erosjon er utbredt overalt på jorden, og kombinasjonen av dem endrer overflaten drastisk over lengre tid.
Viktige eksempler på forvitring
Det er mange eksempler på forvitring av steiner rundt om i verden, inkludert noen viktige landemerker.
Visste du at den største canyonen på jorden ble laget av vann? Grand Canyon i USA ble skåret i sin nåværende form gjennom millioner av år, på grunn av forvitring av steiner ved vann, nærmere bestemt Colorado River. Et annet eksempel på forvitring er peeling som fører til landformer som kalles bornhardts. Disse kuppelstrukturene har en tendens til å oppstå i tropiske miljøer; ett eksempel er Sugarloaf Mountain i Brasil.
Kalksteinsgrotter er et eksempel på forvitring. Kjemisk forvitring dannet det enorme hulesystemet i Carlsbad Caverns National Park, i USA.
Appalachian-fjellene i Nord-Amerika var en gang høyere enn Everest-fjellet. Forvitring og erosjon bar over mange millioner av år disse fjellene ned i den nedre, jevnere kjeden som de er i dag.
Det er utrolig å tenke at forvitring fra kjemikalier, planter og dyr og mikrober i alle størrelser, og regn og vind kan gjøre så enorme forandringer i landskapet!
Hvordan forvitring påvirker miljøet
Forvitring av steiner spiller en avgjørende rolle i miljøbalansen. Når steiner forvitres fra skarpe gjenstander til glattere, er de klare til å bidra til å lage jord. Forfalt plante- og dyrestoff, bakterier og forvitrede mineraler gir fruktbar jordsmonn. Jo flere typer materialer i jord det er, inkludert forvitrede bergarter, jo mer fruktbar blir jorda. Dette er viktig for dyrking av planter, og som sådan er det viktig for bøndene som dyrker mat for mennesker og dyr å spise. Hvis jord ikke inneholder en bred blanding av både biologiske og mineralkomponenter, vil den ikke være så fruktbar, og i noen tilfeller kan den mangle noen fruktbarhet overhodet.
Menneskelig handling kan øke forvitringsfrekvensen. Luftforurensning med fossilt brensel fører til sur nedbør, som slites ned steiner som marmor og kalkstein, og eventuelle bygninger eller monumenter laget av dem. Å redusere forurensningen i luften fra produksjon av fossilt brensel kan bidra til å forhindre ytterligere skader på miljøet fra sur nedbør.