מבוא

תהליכים מזג אוויר הם הנהגים הבסיסיים של היווצרות אדמה, להפוך סלע מוצק לתוך החומר המשוחרר, עשיר תזונתי כי יש חיים ארציים. עבור מחנכים, סטודנטים ואנשי מקצוע בגאולוגיה, מדע סביבתי, וחקלאות, הבנה ברורה של איך מזג אוויר פועל חיוני לפרש נופים אדמה, לחזות פריון וניהול משאבי קרקע.

מה מזג אוויר?

מזג אוויר הוא התמוטטות של סלעים ומינרלים על פני כדור הארץ על ידי סוכנים פיזיים, כימיים וביולוגיים.זה שונה משחיקה, אשר כרוך בהובלה של חומר ממזג אוויר (מוצרים של מזג אוויר) – פרי סלעים, מינרלים משניים, ומושגים כהלוליים - כלומר אבני הבניין של אדמה.

מזג האוויר מתרחש לאורך זמן החל מעשורים למיליונים של שנים, ועוצמתו תלויה בשיח של אקלים, טופוגרפיה, אורגניזמים, וזמן ללא מזג אוויר, כדור הארץ יהיה מכוסה בסלע בררן, לא מסוגל לתמוך במערכות האקולוגיות המורכבות שאנו תלויים בהן.

סוגים של תהליכי מזג אוויר

גיאו-מדעיסטים באופן מסורתי ממזגים לשלוש קטגוריות עיקריות: פיזיות (מכניות), כימיות וביולוגיות. במציאות, תהליכים אלה פועלים לעתים קרובות יחד סינרגיה, אך מבינים כל סוג בנפרד את המנגנונים והאפקטים הייחודיים שלהם על היווצרות הקרקע.

מזג אוויר (Mechanical Weathering)

מזג אוויר פיזי שובר סלעים לחתיכות קטנות יותר מבלי לשנות את ההרכב הכימי שלהם.זה מגדיל את השטח הזמין לתגובות כימיות, מאיץ את המנגנונים הכוללים מזג אוויר.

  • (ב) ⁇ :0 (Frost Wedging): עיין מים 1 ⁇ לתוך סדקים, הקפאות, מתרחב על ידי כ 9%, והוא מפעיל לחץ עצום.
  • (ב) כאשר סלע מלוטש:0) , (ההתפרקות): כאשר הסרת יתר על המידה על ידי שחיקה, הסלע הבסיסי מתרחב וסדקים במקביל על פני השטח, ייצור סלאבים דמויי גיליון. Common in agneous in big igneous in a bigger igneous in a ⁇ doanite doanite.
  • (ב) ⁇ :0) , (ב) ,ב"ד: "החלקים הסלעיים הנישאים על ידי הרוח, המים, או פיסת קרח מפני פני השטח, לבושים בהם מטה.
  • (FLT:0) התרחבות והתכווצות:FLT:1 בסביבות צחיח עם תנודות טמפרטורה יומית רחב, מינרלים מתרחבים וחוזה בשיעורים שונים, המוביל לפירוק גרניט.שריפות יער יכול גם לגרום הלם תרמי מהיר, צמת פני סלע.

המוצרים של מזג אוויר פיזי - ו, סילט, וחצץ - פרסמו את המסגרת של אדמה קוהרזה. לדוגמה, מזג האוויר של גרניט בסיירה נבדה מייצר חול שופע, יצירת אדמה מקובעה, היטב מושרש היטב.

מזג אוויר כימי

מזג אוויר כימי כרוך בטרנספורמציה של מינרלים לייצור סלעים למינרלים חדשים, יציבים יותר באמצעות תגובות עם מים, חמצן, פחמן דו חמצני וחומצות אורגניות.תהליך זה משחרר חומרים מזינים כהלוליים ויוצר חלקיקים יפים התורמים לפוריות הקרקע.

  • (FLT:0)Hydrolysis:FLT:1 Water מגיב עם מינרלים סיליקניים כדי ליצור מינרלים חימר ושחרור cations כמו אשלגן, נתרן, וסידן.לדוגמה, הידרוליזה של feldspar מייצרת חימר קאוליניט, מרכיב אדמה משותף באזורים טרופיים לחמאים.
  • (FLT:0)Oxidation:FLT:1 מתמוסס במים או באווירה מגיב עם מינרלים נושאי ברזל, המרת ברזל מפרה (Fe2+) לברזל אפרי (Fe3+) זה יוצר תחמוצת ברזל צהובה או צהובה כמו hematite וGoethite, נותן הרבה אדמה צבע אופייני שלהם.
  • (FLT:0) קראנוור: פחמן דו-חמצני מאטמוספירה ונשימה מתמוסס במים כדי ליצור חומצה פחמן חלשה.חומצה זו מגיבה עם מינרלים פחמן כמו calcite, לנטרל אבן גיר וליצור מערות ושקעים. באדמה, פחמן מסייע לשחרר סידן ודמפטנים.
  • מים טהורים יכולים להמיס מינרלים, במיוחד evaporites כמו halite ו-gypsum. אפילו quartz מתמוסס לאט במים טבעיים, לתרום כמויות קטנות מאוד של סיליקה.

שיעורי מזג אוויר כימיים עולים עם טמפרטורה ולחות; סביבות חמות, לחות כמו אגן אמזון חווים שינויים כימיים אינטנסיביים, ומייצרים אדמה עמוקה, מזג אוויר גבוה נשלט על ידי מינרלים עמידים כמו קווארצה ו קאוליניט.

מזג אוויר ביולוגי

יצורים חיים ממלאים תפקיד פעיל בהתמוטטות פיזית וכימיקלית של סלעים.מזג אוויר ביולוגי כולל כוחות מכניים משורשים וחיות בורכות, כמו גם שינויים כימיים המונעים על ידי מוצרים מטבוליים.

  • (ב) שורשים:0 (בלטינית:0) שורשים: 1) שורשים גדלים לתוך סדקים ורחבים אותם ככל שהם עסמיבים, מתנהג כמו עשבים טבעיים.שורשים מכילים חומצות אורגניות המתמוססות מינרלים סביב אזור השורש (rhizosphere).
  • (FLT:0) ליצ'נים ומחוסנים: 1 אורגניזמים חלוציים אלה מייחסים לסלע חשוף, מחסינות כי וכו 'המשטח ומזג אוויר כימי מאיץ גם אבק וחומר אורגני, תוך כוונון אדמה.
  • (ב) ,0) גידול בעלי חיים: 1FLT:1 תולעי כדור הארץ, נמלים, שומות, ומוסמים לערבב שכבות אדמה ולהביא חומר מינרלים טרי אל פני השטח, קידום מזג אוויר נוסף.
  • (FLT:0Microorganisms: FLT:1 Bacteria ופטריות לייצר חומצות אורגניות, chelating תרכובות, ואנזימים המפרידים מינרלים.חלק מיקרובים oxidize ברזל או sulfur, לתרום ישירות למזג אוויר כימי. mycorrhizal פטריותgi בפרט שחרור חומצות אורגניות שמגבירות את צריכת המזון ממינרלים.

מזג אוויר ביולוגי הוא משמעותי במיוחד בשלבים המוקדמים של היווצרות הקרקע על משטחים טריים כמו זרמי לבה או קרח עד שילוב של לחץ שורש, חומצות אורגניות, ופעילות מיקרוביאלית מאיצה את הפיכת הסלע לתוך אדמה מהר הרבה יותר מאשר תהליכים ביוטיים לבד.

תפקיד מזג האוויר ב-Soil Formation

מזג אוויר הוא הצעד הראשון בהמרות החומר ההורה לתוך הקרקע.ההריסות הממזגות, מעורבב עם חומר אורגני, אוויר, מים ואורגניזמים חיים, יוצר את המערכת הדינמית שאנו מכנים אדמה. התהליכים הממזגים הספציפיים הפועלים באתר מכתיבים רבים של תכונות מפתח הקרקע.

השפעה על Soil Texture

מרקם סויל מתייחס לפרופורציות היחסיות של חול, סילק וחלקיקי חימר.מזג אוויר גופני נוטה לייצר שברים של סרסר (sand וחצץ), בעוד שמזג אוויר כימי מייצר חלקיקים דקים יותר (שליש וחמר) לדוגמה, באקלים מרחריד שבו מזג אוויר פיזי שולט, אדמה הם לעתים קרובות חולי או סלעי.

השפעה על Soil

ההרכב המינרלי של אדמה משקף את החומר ההורה ואת משטר מזג האוויר.מזג של סלעים felsic כמו גרניט מניב אדמה עשיר במצבץ, feldspars, ו kaolinite חימר.מזג של סלעים מטבוליים כמו basalt מייצרת אדמה גבוהה ברזל ומגנזיום, לעתים קרובות כהה צבע ופחמן פחמן עשיר.

שחרור תזונתי וסויל פוריות

בעוד מזג האוויר מתפרק מינרלים, הוא משחרר אלמנטים חיוניים לצמיחה צמחית: אשלגן מ feldsparspars, סידן מ feldspars ופחמניפט, מגנזיום מאוליפן ו pyroxenes, זרחן מן apatite, ועקב מיקרו-תזונה.הקצב של שחרור תזונתי תלוי בחיות של מינרלים.

גורמים המשפיעים על שיעורי מזג האוויר

המהירות והסגנון של מזג האוויר משתנים מאוד ברחבי העולם. 5 גורמים עיקריים שולטים בשיעורים אלה: אקלים, חומר הורה, טופוגרפיה, אורגניזמים, וזמן.הבנתם אלה מסייעת להסביר מדוע קרקעות שונות מאזור אחד למשנהו.

  • (FLT:0Climate:0) ,(FLT:1) הגורם המשפיע ביותר.טמפרטורות ומשקעים שולטים ישירות על שיעורי התגובה הכימית ופעילות ביולוגית.התחממות, אקלים רטוב מאיץ מזג אוויר כימי; אקלים קר, יבש מעדיף תהליכים פיזיים כמו כפי שפורקים.
  • (FLT:0) חומר פאנט: 1FLT 1 רוק הרכב והמבנה קובע כמה בקלות מזג האוויר. Limestone מתמוסס בקלות; quartzite מתנגד גם התקפה פיזית וכימיקלית. Fractures, מטוסים מתפתלים, ו porosity גם להאיץ את מזג האוויר על ידי מתן מסלולים למים ושורשים.
  • (FLT:0)טופוגרפיה: ⁇ FLT:1 , זווית ואספקט משפיעים על ניקוז מים וטמפרטורה. Steep מדרונות שופכים מים, צמצום מזג אוויר כימי אבל קידום שחיקה פיזית.שטחי שטוח לשמור מים, לטובת שינויים כימיים והצטברות אדמה. צפון-צפופים מדרונות (בצפון Hemisphere) הם קרירים ולחים יותר, לעתים קרובות מזג אוויר שונה מאשר מדרונות צפופים דרומה.
  • (FLT:0) אורגניות: FLT:1 כיסוי וצמחון, קהילות מיקרוביאליות, ופעילות בעלי חיים כולם משפרים את מזג האוויר. Forests לייצר יותר חומצות אורגניות מאשר עשבים, צמצום התמוטטות כימית.
  • (FLT:0)Time:veFLT:1 , מזג אוויר הוא תהליך איטי. אדמה צעירה (למשל, על אפר געשי האחרון) מכילים מינרלים רבים מזג אוויר; אדמה ישנה (למשל, על נופים עתיקים) נשלטים על ידי מינרלים עמידים וחימר משני.

גורמים אלה אינטראקציה בדרכים מורכבות.למשל, באזורים הרריים, טופוגרפיה תלולה יכולה לזרז את ההשפעות של אקלים רטוב על ידי חומר מתפתל במהירות, שמירה על אדמה דקה וצעירה.במישורים העתיקים של מרכז קנדה, אלפי שנים של מזג אוויר יצרו אדמה עמוקה, בוגרת למרות אקלים קר.

מזג אוויר וסויל Horizons

ככל שהתקדמות מזג האוויר, הקרקע המצטברת מפתחת פרופיל אנכי המורכב משכבות נפרדות הנקראות אופקים.מאפיינים של כל אופק משקפים את התהליכים הדומיננטיים של מזג האוויר הפועלים בעומק זה.

  • (FLT:0)O אופק:ureFLT:1 , שכבת פני השטח עשירה אורגנית, המורכבת מפטרייה צמחית מתפוררת.מזג אוויר ביולוגי על ידי מיקרובים ו unvertebrates הוא פעיל ביותר כאן.
  • (FLT:0) אופק: אנדרט 1 (למעלה) , שבו החומר האורגני מעורב חלקיקים מינרלים. ⁇ כימית עלולה להסיר מלחים כהים וחימר, אך תערובת פיזית על ידי אורגניזמים היא גבוהה.
  • (במבט:0) , אופק: ⁇ 1:1 ; אלוויד שכבה (לעתים קרובות צבע בהיר יותר), שבו מים החריפים מטה הסירו חימר, ברזל, ואלומיניום חמצני.
  • (FLT:0B אופק:EveFLT:1 subsoil, מועשר בחמר, תחמוצות ברזל, פחמן כי הועברו מלמעלה (luviation) מזג אוויר כימי עשוי לייצר מינרלים משניים כאן, כגון מונטמורנטיט או קאוליניט.
  • (FLT:0C אופק: ⁇ FLT:1 חומר הורה מזג אוויר, המורכב סלע ממפולגת חלקית וחבל.
  • (ב) ,0) , מדרש (ב)

באזורים עקשניים שבהם מזג אוויר כימי מוגבל, האופקים הקרקעיים עשויים להיות מפותחים בצורה גרועה, עם אופק דק על פני סלע שבור.ב טרופים לחים, עמוק, אינטנסיבי, פרופילים מזג אוויר יכול להאריך עשרות מטרים, עם אופקים B עשירים חימר וסרטוני ברזל (מאוחר יותר) האופק הוא ארכיון ישיר של ההיסטוריה מזג האוויר של אתר.

חשיבות מעשית של מזג אוויר בניהול סויה

הבנת תהליכים מזג אוויר מאפשר למנהלי קרקע וחקלאים לקבל החלטות מושכלות.לדוגמה, אדמה שנוצרו על אבן גיר הם לעתים קרובות מגורשים היטב ועשירים בסידן, בעוד אלה על גרניט עשויים לדרוש יישומי ליגמה כדי להעלות את ה- pH. באזורים לחמאים, מזג אוויר כימי יכול להוביל ללחות מזין, חסימת ההפריה סדירה.

שינויי האקלים משנים את שערי מזג האוויר במערכות אקולוגיות רבות.עלייה בטמפרטורות ותבניות המשקעים עלולים להאיץ את מזג האוויר הכימי באזורים מסוימים, פוטנציאל לשחרר יותר חומרים מזינים, אך גם להגדיל את צריכת הפחמן הדו-חמצני באמצעות מזג אוויר סילקטיבית.ההלאה משוב זה בין מזג האוויר לאקלים היה מוקד מרכזי של FLT:0USGS מחקר על קיימות קרקע:1 .

מסקנה

תהליכי מזג אוויר הם המנוע של היווצרות הקרקע, שבירת סלע ושחרור המינרלים והחומרים המזינים שקיים חיים ארציים.מזג אוויר גופני יוצר את המסגרת הפיזית, מזג אוויר כימי הופך מינרלים ופרסום חומרים מזינים, ומזג אוויר ביולוגי מאיץ הן: המשחק בין התהליכים הללו, המושתת על ידי אקלים, טופוגרפיה, חומרי אב, אורגניזמים, וזמן, מייצר את המגוון המדהים של אדמה שאנו רואים ברחבי העולם עבור אנשי מקצוע גיאופתיים וכלכלה, כמו השפעות סביבתיות: 0.