תהליכי מזג אוויר: איך הם הופכים את הסלע לסיל

הבנה של מזג אוויר: המנוע הגיאולוגי של תצורת סולל

מזג אוויר הוא אחד התהליכים הבסיסיים ביותר בעיצוב פני כדור הארץ.זה מתאר את ההתמוטטות והשינוי של סלעים ומינרלים על פני השטח של כדור הארץ או ליד פני השטח של כדור הארץ.תהליך זה אינו רק אחראי על נופים מלכותיים שאנו רואים – מצוקים מגדלים ועד לתהליכים מעוגלים של גבעה – אבל זה גם הצעד הראשון הקריטי ביצירת אדמה.

מה מזג אוויר? - מושגים ודיסtinctions

מזג האוויר מתייחס להתמוטטות סלעים ומינרלים על ידי סוכנים פיזיים, כימיים וביולוגיים, חיוני להבחין בין מזג האוויר לשחיקה: מזג אוויר שובר את הסלע; שחיקה מעבירה את החלקים וכתוצאה מכך שני התהליכים פועלים יחד, מזג האוויר מתרחש לראשונה ומשלב את השלב לשחיקה.

מזג האוויר מסווג בדרך כלל לשלוש קטגוריות עיקריות:

• (ב) ,0 פיזיקאי (מכני) מזג אוויר: אנדרל 1 (הסלע נשבר לחתיכות קטנות יותר ללא שינוי בקומפוזיציה הכימית שלו.
• (ב) ,0) ,(הטבעת ה"התר" (ב) , ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
• (ב) אורגניזמים חיים:0 (בתחום מזג האוויר:0) אורגניזמים חיים 1FLT:1, תורמים להתמוטטות פיזית וכימיקלית, מתייחסים לעתים כמצע של השניים האחרים.

כל שלושת הסוגים פועלים במקביל ברוב הסביבות, עם הסוג הדומיננטי הנשלט בעיקר על ידי אקלים, טיפוס רוק וטופוגרפיה.

מזג אוויר: שוברים רוקס מבלי לשנות את הכימיה

מזג אוויר פיזי, הנקרא גם מזג אוויר מכני, שברים ודיסוטטים רוק דרך כוחות מכניים טהורים.הרכב המינרלי של הסלע נשאר ללא שינוי; רק הגודל והצורה של השברים שונים.סוג זה של מזג אוויר חשוב במיוחד באזורים קרים, יבשים או גבוהים שבהם פעילות כימית היא איטית.

פרוסט Wedging (Freeze-Thaw Action)

אחד סוכני מזג האוויר הפיזי החזקים ביותר הוא הקפאה החוזרת והטבעת המים.מים רואים סדקים ופודים בסלע.כאשר הטמפרטורות יורדות מתחת להקפאת, המים מתרחבים על ידי כ 9% כפי שהוא הופך לקרח.ההתרחבות הזו מפעילה לחץ עצום על הסלע שמסביב, מרחיבה את הסדקים.דֶתֶתֶתֶתֶתֶתֶתֶת, המים יכולים לחדור עמוק יותר, והקפאה הבאה חוזרת על מחזורי.

התרחבות וחוזה

סלעים, כמו רוב החומרים, להתרחב כאשר מתוחמים וחוזה כאשר קרירים.בסביבות עם תנודות טמפרטורה גדולות יומיות, כגון המדברים, ההתרחבות והה התכווצות החוזרות יכולות לגרום לשכבות החיצוניות של הסלע לעייפות ולסדקים – תהליך שנקרא:0insolation WeatheringFLT:1 מינרלים שונים להתרחב בקצבים שונים, יצירת מתחים פנימיים.

גירוש או פיזור

כאשר סלעים מעלים מוסרים על ידי שחיקה (לא עומס), הלחץ על מסת הסלע הבסיסית מופחת.הסלע מגיב על ידי הרחבת וניתוק במקביל על פני השטח, יצירת לוחות גדולים, מעוקלים כמו שכבות של בצל.

המונחים: abrasion

שחיקה היא הבליטה של משטחי סלע על ידי החיכוך וההשפעה של הסדימנט הנסחף על ידי הרוח, המים או הקרח.למרות שחיקה קשורה יותר לשחיקה, היא גם מתנהגת כסוכן מזג אוויר כאשר חלקיקים הנערכים על ידי סוכנים אלה שחיקה נגד משטח סלע, מגרד ומלטש אותו. בסביבות קרח, הסלע מתחת לקרח הוא מחוספס על ידי סלעים מוטבעים, ומייצרים, מתפתלים, ממשטחים.

סולט קריסטל צמיחה (Haloclasty)

באזורי החוף ובאזורים עקשניים, הפינוי של מלח משאיר מאחורי גבישי מלח בפודים הסלעיים.כפי שהגבישים האלה גדלים, הם מפעילים לחץ שיכול להרחיב סדקים ודגנים מינרלים שאינם שוכנים.תהליך זה יעיל במיוחד בסלעים ⁇ כמו אבן חול ויכול ליצור דפוסים דמויי דבש הנקראים FLT:0tafoniFLT1:1 .

שורשים

בעוד שלעתים קרובות מסווג תחת מזג אוויר ביולוגי, שורש נביחות הוא תהליך פיזי.שורשי צמחים, במיוחד אלה של עצים, גדלים לתוך סדקים בסלע. כמו השורשים העסמיים, הם מתפתלים את הסלע, בדומה לשחון קפוא אך מונעים על ידי צמיחה ביולוגית.

מזג אוויר כימי: שינוי המינרלים של סלעים

מזג אוויר כימי משנה את הזהות של הסלע על ידי תגובה עם המינרלים כדי ליצור חומרים חדשים ויציבים יותר.מים הוא הסוכן חיוני, לעתים קרובות בשילוב עם גזים מומסים כגון פחמן דו חמצני וחמצן.מזג אוויר כימי שולט באקלים חם, לחים ואחראי על היווצרות של מינרלים רבים חימר ואת נופים דרמטיים של אזורי אבן גיר.

הידרוליטיזה

הידרוליזה היא התגובה הכימית בין מינרלים למים שמובילה להיווצרות של מינרלים חדשים, בדרך כלל חימרים.הדוגמה הקלאסית היא מזג האוויר של פצח, מינרלים נפוץ בגרוטניט, לתוך קטולייט חימר.התגובה צורכת סטיות מימן מן המים ומשחררת אשלגן, נתרן, או סידן.

אוקסידציה

חמצן מומס במים מגיב עם מינרלים נושאי ברזל כגון pyrite, olivine ו biotite.המוצר הוא תחמוצת ברזל ferric או hydroxide, אשר נותן סלעים מזג אוויר צבע אדום או צהוב. רפטינג הוא הדוגמה המוכרת ביותר.תהליך זה מחליש את מבנה הסלע והוא בולט במיוחד באזורים עם אקלים לחות.

פחמן ופירוק

גשם סופג באופן טבעי פחמן דו חמצני מהאווירה והאדמה, ויצר חומצה פחמן חלש.חומצה זו מגיבה עם מינרלים פחמן, במיוחד קלקיט באבן גיר ושיש, כדי לייצר פחמן דו-קרבה סידן סידן דו-קרב.המינרל מתמוסס ונסחף בפתרון.בזמן, פחמן יכול ליצור מערות, כיור, ואת הטופוגרפיה הדרמטית שנמצאת באזורים כמו ממוסממות'ס של שדות כמו מערת קנטקיקי ומשפיע גם על מבנים אלה.

פתרון מזג אוויר חל גם על מינרלים אחרים, כגון Halite (מלח רוק) וgypsum, אשר פשוט להתמוסס במים.זהו תהליך פחות נפוץ אך חשוב מקומי.

גשם חומצי ומזג אוויר כימי אנתרוגני

פעילויות אנושיות, במיוחד שריפת דלקים מאובנים, לשחרר דו תחמוצת חנקן ו תחמוצת חנקן לתוך האווירה. גזים אלה מגיבים עם מים vapor כדי ליצור חומצות גולגולתיות וחנקיות, להגדיל משמעותית את חומציות המשקעים. id גשם מאיץ את מזג האוויר הכימי של סלעים פחמן ועלולים לפגוע מבנים עשויים אבן, כגון מונומנטים היסטוריים. בעוד מזג אוויר טבעי הוא תהליך גיאולוגי איטי, כי הוא למעשה, גשמים מעומקים, כי יש חשוף באופן טבעי של סלעי.

מזג אוויר ביולוגי: התרומה החיה

יצורים חיים, מחיידקים זעירים ועד לעצים גדולים, תורמים למזג אוויר בדרכים פיזיות וכימיקליות.קטגוריה זו חודרת לעתים קרובות לתוך החלקים הפיזיים והכימיקליים, אך היא מחייבת תשומת לב נפרדת בשל השפעתה הפשטה.

מזג אוויר ביולוגי

• (ב) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
• (ב) ,0) גידול בעלי חיים: 1FLT:1 תולעי כדור הארץ, תולעים, נמלים, מכרות, ומכרסמים מתערבבים ופורצים חתיכות אדמה וסלע, וחושף משטחים טריים למזג אוויר נוסף.
• (ב) התרחבות ליצ'ן: 1 LIchens גדל על פני השטח הסלע יכול לחדור פיזית microfractures.

מזג אוויר ביולוגי כימי

• (FLT:0) ליצ'ן ומוטות סודיות: LIchens 1:0) לימוזינה רבים מייצרים חומצות אורגניות הממיסות מינרלים, ותורמים להתמוטטות הראשונית של משטחי סלע חשופים.
• (FLT:0)Root exudates:FLT:1rea Roots לשחרר תרכובות אורגניות שונות וחומצות שיכולים לשליש ולהמיס חומרים מזינים מינרלים, המאפשרים הן תזונה צמחית והן מזג אוויר כימי.
• (FLT:0Microbial פעילות: FLT:1 Bacteria ופטריות יכול להיות מחמצן או להפחית מינרלים, להאיץ את הפירוק, לייצר חומצות אורגניות באמצעות חילוף החומרים.

מזג אוויר ביולוגי חשוב במיוחד בשלבים המוקדמים של היווצרות הקרקע על משטחים סלעיים טריים, כגון לאחר התפרצות געשית או נסיגה קרחונית.

גורמים מרכזיים המשפיעים על תהליכי מזג אוויר

הסוג והקצב של מזג האוויר בכל מקום נתון תלויים בממשק מורכב של משתנים סביבתיים.הבנת גורמים אלה מסייעת להסביר מדוע נופים שונים כל כך דרמטי ברחבי כדור הארץ.

אקלים: השליטה הדומינית

טמפרטורה ולחות הן הגורמים הקלימטיים החשובים ביותר.מזג אוויר כימי מאיץ בתנאים חמים, רטובים כי מים הם הסוכן הראשי ואת שיעורי התגובה הכימית עולה עם טמפרטורה. מזג אוויר גופני, במיוחד התכווצים קפואים, יעיל ביותר באקלים קר ולח עם מחזורי קפוא תכופים.במדבר יבש, מזג האוויר איטי באופן כללי, אם כי התרחבות תרמית ועלייה מלוח יכול להיות משמעותי.

Rock Type and מינרלים

לא כל הסלעים באותה רמה. סלעים עזים כמו גרניט, המורכב בעיקר מ quartz ו- feldspar, עמידים יחסית למזג אוויר כימי כי quartz הוא מאוד יציב.עם זאת, ה- feldspar יכול בסופו של דבר hydrolyze to חימר. Rocks עשיר במינרלים פחמן (לימוזינה, דומולוטי) רגישים מאוד לכימיקלים.

טופוגרפיה ו-Sleope

מדרונות Steep לקדם מפלט מים מהיר ושחיקה, אשר מסיר חומר מזג אוויר לחשוף סלע טרי למזג אוויר.זה לעתים קרובות תוצאות בקרקעות דק יותר. מדרונות Gentle מאפשרות מים להסתנן, הגדלת מזג האוויר הכימי ופיתוח הקרקע. Aspect (כיוון מול מדרון) גם משנה: מדרונות צפופים דרומה בחצי הכדור הצפוני מקבלים יותר אור שמש חם ודרדר, והם עלולים באופן שונה מאשר מדרונות צפופים צפופים צפונה.

כיסוי Vegetation Cover

צמחים וחומר אורגני לשפר את מזג האוויר בכמה דרכים. Roots לשבור סלעים מכנית. Decomposing חומר אורגני משחרר חומצות פחמן דו חמצני לתוך הקרקע, קידום מזג אוויר כימי.נוכחות של צמחייה יכול גם קיצוניות טמפרטורה בינונית ולחות מלכודות, יצירת מיקרוקליבית נוח מזג אוויר. בניגוד, נופים עקרות נוטה יותר אט אט אט אט אט אט אט.

זמן

מזג אוויר הוא תהליך איטי שפועל מעל אלפי מיליוני שנים.המשטח הסלעי הארוך יותר נחשף לאלמנטים, כך שמזג האוויר נעשה יותר.עם זאת, קצב מזג האוויר יכול להשתנות לאורך זמן ככל שמשטח הסלע מתפתח שטוף מזג אוויר או כשינויי אקלים.

רוק לסויל: התפקיד הפנוגני של מזג אוויר

היווצרות של Soil, או (FLT:0) , ®pedogenesisssph1, מתחילה כאשר חומר ההורה (הסלע המקורי או הסדמנט) עובר מזג אוויר.הטרנספורמציה מסלע מוצק לפרופיל אדמה שכבתי כוללת מספר שלבים חופפים:

1. (ב) ⁇ :0) ייצור חומרי פלאנט: 1FLT:1 Bedrock נשבר על ידי מזג אוויר לתוך חומר regolith - חומר לא פתור.
2. (FLT:0) מזג אוויר פיזי וכימיקלי ממשיך: FIRLT:1 , רגאולית מופחתת עוד בגודל חלקיקים ושינויים כימיים כדי לייצר מינרלים חימר וצלים כהים.
3. (FLT:0) חומר מצטבר: FLT:1 Plants, בעלי חיים ומיקרובים מוסיפים חומר אורגני (humus) לחלקיקים המינרליים.זהו הצעד הקריטי שהופך את הregolith לתוך אדמה אמיתית.חומר אורגני נקשר חלקיקים מינרלים לתוך אגרגות, מחזיק מים, ואספקה חומרים מזינים.
4. (ב) [15] התפתחותו של ה-Horizon: FLT:1 לאורך זמן, שכבות נפרדות (הוריזונים) בצורת פרופיל הקרקע בשל הבדלים במזג אוויר, ניכוי ותוכן חומר אורגני.הפרופיל האופייני כולל: FLT:2FLT:2FLT 3FLT:4FLT:4O אופק: FLT:5-rich-Orol-rich Layer (leafle, לכלוך, gal), חומוס).
5. (ב) עיין (למעלה משמן): "החושך" 1, עשיר מינרלים עם חומר אורגני; אזור פעילות ביולוגית אינטנסיבית וניתוק.
6. (ב) עיין (בשכבת הטיהור): ⁇ 1 (אור-צבע, עופרת של חימר ומינרלים, לעתים קרובות חול (מקור באדמה יער).
7. (ב) ,0B אופק (subsoil): אספקת 1:1 אזור הצטברות שבו חימר, תחמוצות ברזל וחומרים אחרים מלמעלה מופקדים.
8. (ב) ⁇ :0C אופק: ⁇ 1: חומר הורה מזג אווירי, שינה חלקית את הregolith.
9. (ב) ,0) , מדרש (ב) - ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇

התהליך כולו מסלע טרי לאדמה בוגרת יכול לקחת אלפי שנים, עם שיעורים בהתאם לגורמי מזג האוויר שנדונו קודם לכן.לדוגמה, באווירה חמה וחם עם חומר מהורה וולקני, היווצרות הקרקע יכולה להתרחש במהירות יחסית (עם כמה מאות שנים), בעוד שבאקלים יבש וקר על סלע גרניט, זה עשוי לקחת עשרות אלפי שנים כדי לפתח אפילו שכבת אדמה דקה.

מסקנה: מזג אוויר כקרן החיים

תהליכים מזג אוויריים, הן פיזיות וכימיקליים, מזמרים את הטרנספורמציה האיטית אך חסרת הרחמים של הקרום הסלעי של כדור הארץ לתוך הקרקעות שמתמכות במערכות אקולוגיות ארציות.מכוח המתפצל של קרח בסדקים הרים לפעולה העדינה של חומצה פולית על אבן גיר, כל מנגנון משחק תפקיד ספציפי בפירוק סלע ושחרור המינרלים הדרושים לחיים.

(ב) ראו את המאמר (ב) (ב) , ראה את הסקירה של ה-Erosion (Erosion) ו-Erosion ReviewFLT:1, The FLT:2 Nature Education מאמר על מזג אוויר ו היווצרות אדמה 3, ואת ה-FLT:4Encyclopaedia Britannica כניסה על מזג אוויר:5).