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日常の出会いの多くの岩は、割れないように見えます。ただし、岩は変化します。これらの変化の1つは風化と呼ばれ、短期および長期の両方で、さまざまな方法で岩石を大幅に変化させることができます。
岩の風化とは
岩石の風化は、岩石や鉱物の弱体化と破壊のプロセスを表します。これは、温度変化、植物や動物、酸、塩、水など、固体であろうと液体であろうと、非生物因子と生物因子の両方を介して起こります。岩の風化は、一定の期間にわたって行われます。地球の表面の岩は、地下の岩よりも早く風化する傾向があります。風化は、土壌生産につながるプロセスの1つです。
風化の種類は何ですか？
さまざまなタイプの風化が岩に影響します。これらには、物理的/機械的風化、化学的風化、生物学的風化が含まれます。
物理的または機械的な風化は、実際に岩石をビットに分解します。物理的風化の1つの方法には、水の凍結と解凍が含まれます。液体の場合、水は岩の孔や亀裂の間をすべる可能性があります。この水が凍結すると、それらの岩の中に広がります。音量は最大10％増加し、岩に大きな圧力がかかります。これは、氷が実際に時間とともに岩石をくさびでくくることから、氷のくさび、または凍結破砕と呼ばれます。氷が解けて液体の水が再び形成されると、岩の一部が侵食によって小さな破片として一掃されます。水は物理的な風化に大きな役割を果たします。それは岩や粘土の毛穴に入り、それらを膨らませてから、それらの周りのより硬い岩を風化させます。水は水中の表面から岩を持ち上げ、それらが落ちたり、他の岩にぶつかったりすると、砕ける可能性があります。
塩は、ハニカム風化と呼ばれる一種の風化につながる可能性があります。地下水は毛細管現象によって岩の割れ目に浸透し、最終的に蒸発します。これにより岩塩の圧力を高める塩の結晶が生成されます。最終的には岩が壊れます。これにより、ハニカムに似た塩の結晶のピットが残ることがあります。塩の結晶化による風化は、乾燥した気候でよく見られます。
極端な温度は岩の風化にも影響を与える可能性があります。物理的風化の1つのタイプは、熱ストレスと呼ばれます。これは砂漠の気候では一般的な要因であり、昼間は非常に暑く、夜間はかなり涼しい場合があります。この激しい温度変化が長期間にわたって繰り返し起こると、最終的に岩は崩れ落ちてしまいます。このアクションは、剥離と呼ばれます。摩耗は、風、水、または氷からの摩擦に絶えずさらされると、徐々に岩が露出し、それらを破壊する別のタイプの物理的風化です。
風化のもう1つの主要なタイプは、化学風化です。化学風化は、多くの場合、環境内の水と温度と岩石の鉱物との相互作用から生じます。化学的風化では、岩石の実際の分子構造が変化します。一例は、二酸化炭素が水と結合して炭酸化を引き起こし、炭酸が生成される場合です。炭酸は順番に石灰岩を溶かします。そして、それは時間とともに地下の石灰岩洞窟を作ります。
酸化は化学的風化の一種であり、鉄分を含む岩石は酸素や水と反応して錆になります。さびは鉄の古典的な赤みがかったオレンジ色として現れます。この錆は岩をすり減らせます。水和では、岩の実際の化学結合は水の吸収から変化します。このようにして、水は硬石膏を石膏に変えます。水分補給は岩の変形にもつながります。脱水では、水が褐鉄鉱から除去されて赤鉄鉱を形成する場合など、岩から水が除去されます。加水分解では、酸性水にさらされるとミネラルが変化し、塩水などの溶液が生成されます。長石の加水分解による化学風化も、非常に一般的な粘土鉱物と石英を生成します。アルカリ長石、または正長石の加水分解も、カオリナイトおよび他の物質の形成をもたらす可能性があります。これらの化学プロセスはすべて、岩石の風化の増加につながります。化学風化はより一般的であり、熱帯地域では、熱と雨からの豊富な水のために、より速く発生します。
生物学的風化は、植物、動物、さらには微生物の影響に起因する風化の一種です。たとえば、木の種は、成熟した木に成長するにつれて、時間がたつにつれて岩をばらばらにします。木の根は絶えず広がり、岩に割れ目を作ります。ほくろなどの動物を掘ることも岩を破壊することができます。地上の動物でさえ、陸地を移動する際に岩を砕くことができます。生きている植物と腐敗している植物と菌類の両方が、炭酸を生成することで岩に影響を与えます。地衣類の菌類は、岩石を分解してミネラルを放出し、それらのミネラルを共生する藻類に働きかけます。このプロセスは、岩の穴につながります。小さなバクテリアでさえ、岩の鉱物含有量を風化させ、変化させることができます！時間の経過とともに、生物からのすべての活動は、岩石の風化の増加につながります。
風化と侵食の関係
時間の経過に伴う風化によって岩石がすり減ると、風や水域によって岩石が一掃されます。このプロセスは侵食と呼ばれます。侵食は、地球の表面で風化した岩で発生する傾向があります。風化と侵食の両方が地球のいたるところで流行しており、それらの組み合わせは長期間にわたって表面を劇的に変化させます。
風化の顕著な例
いくつかの主要なランドマークを含む、世界中の岩の風化の多くの例があります。
地球上で最大の峡谷が水で作られていることをご存知ですか？米国のグランドキャニオンは、水、特にコロラド川による岩石の風化により、数百万年にわたって現在の形に切り開かれました。風化のもう1つの例は、bornhardtsと呼ばれる地形につながる剥離です。これらのドーム型構造は、熱帯環境で発生する傾向があります。一例は、ブラジルのシュガーローフマウンテンです。
石灰岩の洞窟は風化の例です。化学風化は、米国のカールズバッド洞窟群国立公園の巨大な洞窟システムを形成しました。
北米のアパラチア山脈はかつてエベレスト山よりも高かった。数百万年にわたる風化と侵食は、これらの山を今日のより低い、より滑らかなチェーンにすり減らしました。
化学物質、植物、動物、あらゆるサイズの微生物、雨や風による風化が景観に大きな変化をもたらすと考えるのは驚くべきことです！
風化が環境に与える影響
岩の風化は、環境のバランスに重要な役割を果たします。岩が鋭い物体からより滑らかな物体に風化すると、土壌を作るのに貢献する準備ができています。腐敗した植物や動物、バクテリア、風化した鉱物は肥沃な土壌をもたらします。風化した岩片を含む土壌の種類が多いほど、土壌は肥沃になります。これは植物の成長にとって重要であり、人間や動物が食べるための食物を育てる農民にとっても重要です。土壌に生物学的成分とミネラル成分の両方の幅広い混合物が含まれていない場合、土壌は肥沃ではなく、場合によっては肥沃度がまったくない可能性があります。
人間の行動は風化の速度を高めることができます。化石燃料の大気汚染により酸性雨が発生し、大理石や石灰岩などの岩や、それらから作られた建物や記念碑がすり減ります。化石燃料の生産による大気汚染を減らすことは、酸性雨による環境へのさらなる損傷を防ぐのに役立ちます。