凍結融解風化の仕組み

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著者: Louise Ward
作成日: 10 2月 2021
更新日: 17 5月 2024
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凍結破砕:凍結融解風化-ラベル付きの図と説明
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岩は信じられないほど難しいように見えるかもしれませんが、自然界の他のほとんどすべてのものと同様に、最終的には摩耗します。科学者は、自然の力が岩を消費し、それらを堆積物に戻し、風化するこのプロセスを呼び出します。水など、時間の経過とともに岩を侵食するさまざまな材料があります。ユビキタス性を考えると、水は岩石の風化の最も一般的な原因の1つであり、特に時間の経過とともに凍結して融解する場合はそうです。それでも、岩を食い荒らす他の多くの風化剤があります。

機械的風化

岩の風化には3種類ありますが、凍結融解サイクルは機械的(物理的とも呼ばれます)風化のカテゴリに分類されます。ジョージアペリメーターカレッジによると、機械的風化とは、風化剤が鉱物の構造や分子構造(錆や酸化など)を変えずに岩石をすり減るプロセスです。機械的風化によって風化した岩は、プロセスの前後で化学的に同一であり、サイズと形状のみが異なります。

凍結融解風化

Water Encyclopediaが報告しているように、水は凍結すると9パーセント膨張します。これにより、凍結融解サイクルは強力な風化剤になります。たとえば、水が岩の割れ目に染み込み、一晩凍結してから午前中に再び溶けた場合、夜間の氷の膨張により亀裂が大きくなります。朝になると、その水は溶けますが、亀裂が大きいため、より多くの水を取ることができます。その夜、このさらに大きな水量が膨張し、亀裂がさらに大きくなります。時間が経つにつれて、この凍結融解プロセスにより、岩の破片が簡単に小さな破片になります。

フロストウェッジ

凍結融解サイクルは水に岩をばらばらにする能力を与えますが、このプロセスは霜くさびとも呼ばれます。どちらの用語も受け入れられます。

水の力

しかし、凍結融解サイクルは、水が岩を食い止める唯一の方法ではありません。川や小川は岩を侵食する可能性があります。なぜなら、その水には岩石表面を絶えず流れ、摩耗する破片やその他の堆積物が含まれているからです。世界で最も有名な岩の風化の例の1つであるアリゾナスグランドキャニオンは、この形式の機械的な風化の結果です。しかし、アリゾナ州立大学によると、風だけでなく他の化学プロセスも輪郭や色に寄与しているため、水だけでは峡谷を彫刻しませんでした。

その他の風化プロセス

グランドキャニオンは、現在の形を作り出す複数の形の風化の結果です。その色は化学的風化によるもので、岩の実際の鉱物組成が崩れます。

生物が岩を変えると、別の形態の風化、生物学的風化が発生します。凍結融解サイクルによく似た樹木や植物の根は、岩の割れ目を利用し、成長するにつれて岩を押しのけます。