ORAS: TIPAI IR PROCESAI - GEOGRAFÍA - 2025

Klimatinio yra uolų mechaninėmis suyra ir chemiškai neskaidant pasiskirstymas. Daugelis jų susidaro esant aukštai temperatūrai ir slėgiui giliai žemės plutoje; veikiami žemesnės temperatūros ir slėgio paviršiuje bei susidūrę su oru, vandeniu ir organizmais, jie suyra ir suskyla.

Gyvi daiktai taip pat turi įtakos oro sąlygoms, nes jie daro įtaką uolienoms ir mineralams per įvairius biofizinius ir biocheminius procesus, kurių dauguma nėra tiksliai žinomi.

„Devil's Marbles“, oro sąlygų nulaužta uola, Australija. Šaltinis: https://es.m.wikipedia.org/wiki/Archivo:Cracked_boulder_DMCR.jpg

Iš esmės yra trys pagrindiniai oro sąlygų tipai; tai gali būti fizinė, cheminė arba biologinė. Kiekvienas iš šių variantų turi specifinių savybių, kurios skirtingai veikia uolienas; net kai kuriais atvejais gali būti kelių reiškinių derinys.

Fizinis oras arba

Mechaniniai procesai mažina akmenis į vis mažesnius fragmentus, o tai, savo ruožtu, padidina cheminio užpuolimo paveiktą paviršiaus plotą. Pagrindiniai mechaniniai oro sąlygų veikimo procesai yra šie:

- Atsisiųsti.

- Šalčio veiksmas.

- Šiluminis stresas, kurį sukelia šildymas ir aušinimas.

- Plėtimasis.

- Susitraukimas dėl sudrėkimo ir vėlesnis džiovinimas.

- Slėgis, kurį sukelia druskos kristalų augimas.

Svarbus mechaninių oro sąlygų veiksnys yra nuovargis ar pakartotinis streso susidarymas, dėl kurio sumažėja tolerancija pažeidimams. Nuovargio pasekmė yra ta, kad uoliena lūžta esant mažesniam įtempių lygiui nei nepavargęs bandinys.

parsisiųsti

Kai erozija pašalina medžiagą iš paviršiaus, sumažėja slėgis, esantis po akmenimis. Mažesnis slėgis leidžia mineralinėms grūdoms toliau atsiskirti ir susidaryti tuštumas; uola plečiasi arba plečiasi ir gali suskaidyti.

Pavyzdžiui, granito ar kitose tankiose uolienų kasyklose slėgis, atsirandantis iš kasybos gabalų, gali būti žiaurus ir netgi sukelti sprogimą.

Nušveitimo kupolas Yosemite nacionaliniame parke, JAV. Šaltinis: Diliff, iš „Wikimedia Commons“

Užšaldykite lūžį ar želė

Vanduo, užimantis poras uolienoje, išsiplėtęs išsiplečia 9%. Šis išsiplėtimas sukuria vidinį slėgį, kuris gali sukelti uolienų fizinį suirimą ar įtrūkimą.

Geliavimas yra svarbus procesas šaltoje aplinkoje, kur nuolat vyksta užšalimo-atšildymo ciklai.

Fizinis betono "kerpės" oras. Šaltinis: „LepoRello“. , iš „Wikimedia Commons“

Šildymo-aušinimo ciklai (termoplastika)

Uolienos turi mažą šilumos laidumą, o tai reiškia, kad jos nėra gerai atitraukiančios šilumą nuo savo paviršių. Kai akmenys kaitinami, išorinio paviršiaus temperatūra padidėja daug labiau nei vidinė uolienos dalis. Dėl šios priežasties išorinė dalis išsiplėtė labiau nei vidinė.

Be to, akmenys, sudaryti iš skirtingų kristalų, demonstruoja skirtingą kaitinimą: tamsesnės spalvos kristalai greičiau įkaista ir atvėsta lėčiau nei lengvesni kristalai.

Nuovargis

Dėl šių šiluminių įtempių gali suskaidyti uolienos ir susidaryti didžiuliai dribsniai, apvalkalai ir lakštai. Pakartotinis šildymas ir vėsinimas sukelia efektą, vadinamą nuovargiu, kuris skatina šilumą, dar vadinamą termoplastika.

Apskritai, nuovargį galima apibūdinti kaip įvairių procesų, mažinančių medžiagos atsparumą pažeidimams, poveikį.

Roko svarstyklės

Šiluminis įtempimas arba sluoksniavimas taip pat apima akmens dribsnių susidarymą. Panašiai dėl intensyvaus karščio, kurį sukelia miškų gaisrai ir branduoliniai sprogimai, uolienos gali subyrėti ir galiausiai suirti.

Pavyzdžiui, Indijoje ir Egipte ugnis daugelį metų buvo naudojama kaip iškasimo priemonė karjeruose. Tačiau dienos temperatūros svyravimai, pastebimi net dykumose, yra gerokai mažesni už kraštutinius gaisrus.

Drėkinimas ir džiovinimas

Molio turinčios medžiagos, tokios kaip purvo akmuo ir skalūnas, drėkinant smarkiai išsiplečia, o tai gali paskatinti mikro defektų ar mikro lūžių (mikro įtrūkimų) susidarymą arba esamų įtrūkimų padidėjimą.

Be nuovargio, išsiplėtimo ir susitraukimo ciklai, susiję su drėkinimu ir džiūvimu, lemia uolienų klimatą.

Oras dėl druskos kristalų augimo ar haloclasty

Pakrantės ir sausringuose regionuose druskos kristalai gali augti druskos tirpaluose, kurie koncentruojami išgarinant vandenį.

Druskos kristalizavimas uolienų tarpeliuose ar porose sukuria įtempius, kurie jas plečia, ir tai lemia granuliuotos uolienos suirimą. Šis procesas yra žinomas kaip druskingo oro praradimas arba haloclasty.

Kai druskos kristalai, susidarę uolienų porose, pašildomi arba prisotinami vandens, jie plečiasi ir daro spaudimą šalia esančių porų sienelių; tai sukelia šilumos stresą arba hidratacijos stresą (atitinkamai), kurie abu prisideda prie uolienų oro sąlygų.

Cheminės oro sąlygos

Šio tipo orai apima įvairias chemines reakcijas, veikiančias kartu daugelį skirtingų uolienų rūšių, esant įvairioms klimato sąlygoms.

Šią didelę įvairovę galima suskirstyti į šešis pagrindinius cheminių reakcijų tipus (visi susiję su uolienų skaidymu), būtent:

- Tirpimas.

- Hidratacija.

- Oksidacija ir redukcija.

- Karbonizavimas.

- Hidrolizė.

Tirpinimas

Mineralines druskas galima ištirpinti vandenyje. Šis procesas apima molekulių disociaciją į jų anijonus ir katijonus bei kiekvieno jono hidrataciją; y., jonai supa save vandens molekulėmis.

Ištirpimas paprastai laikomas cheminiu procesu, nors jis nėra susijęs su tikrais cheminiais virsmais. Tirpimas yra pradinis kitų cheminių atmosferos veiksnių etapas, todėl jis patenka į šią kategoriją.

Tirpimas lengvai pasukamas atgal: kai tirpalas pasidaro perteklinis, dalis ištirpusios medžiagos nusėda kaip kieta medžiaga. Prisotintas tirpalas neturi galimybės ištirpinti daugiau kietos medžiagos.

Mineralų tirpumas skiriasi, o iš tirpiausių vandenyje yra šarminių metalų chloridai, tokie kaip akmens druska arba halitas (NaCl) ir kalio druska (KCl). Šie mineralai randami tik labai sausringoje klimato dalyje.

Gipsas ( CaSO _4. 2H ₂ O) taip pat gana tirpus, o kvarcas tirpsta labai mažai.

Daugelio mineralų tirpumas priklauso nuo laisvųjų vandenilio jonų (H ⁺ ) koncentracijos vandenyje. H ⁺ jonai matuojami kaip pH vertė, kuri rodo vandeninio tirpalo rūgštingumo ar šarmingumo laipsnį.

Hidratacija

Oro hidratacija yra procesas, kuris įvyksta, kai mineralai adsorbuoja vandens molekules ant jų paviršiaus arba absorbuoja jas, įtraukdami jas į savo kristalines gardeles. Šis papildomas vanduo padidina tūrį, dėl kurio gali suskaidyti uoliena.

Drėgnu vidutinio platumos klimato dirvožemio spalvos skiriasi: jis gali būti nuo rusvos iki gelsvos. Šiuos dažiklius sukelia rausvojo geležies oksido hematito hidratacija, kuris virsta oksido spalvos goetitu (geležies oksihidroksidu).

Vandens pasisavinimas iš molio dalelių taip pat yra hidratacijos forma, dėl kurios jos išsiplečia. Tada, kol molis džiūsta, pluta įtrūksta.

Oksidacija ir redukcija

Oksidacija įvyksta, kai atomas ar jonas praranda elektronus, padidindami jo teigiamą krūvį arba sumažindami neigiamą krūvį.

Viena iš vykstančių oksidacijos reakcijų apima deguonies ir medžiagos derinimą. Vandenyje ištirpęs deguonis yra įprasta oksiduojanti medžiaga aplinkoje.

Oksidacinis nusidėvėjimas daugiausia veikia geležies turinčius mineralus, nors tokie elementai kaip manganas, siera ir titanas taip pat gali rūdyti.

Geležies reakcija, vykstanti vandenyje ištirpusiam deguoniui susilietus su geležies turinčiais mineralais, yra tokia:

4Fe ²⁺ + 3O ₂ → 2Fe ₂ O ₃ + 2e ^-

Šiuo išraiška e ^- atstovauja elektronus.

Juodoji geležis (Fe ²⁺ ), randama daugumoje uolienų formavimo mineralų, gali būti paversta geležies forma (Fe ³⁺ ) keičiant neutralų kristalinės gardelės krūvį. Dėl šio pokyčio mineralas kartais tampa žlugdantis ir mineralas tampa labiau linkęs į cheminį puolimą.

Karbonizavimas

Karbonatų yra karbonatų, kurios yra karboninės rūgšties (H druskos formavimas ₂ CO ₃ ). Anglies dioksidas ištirpsta natūraliuose vandenyse, sudarydamas anglies rūgštį:

CO ₂ + H ₂ O → H ₂ CO ₃

Vėliau angliarūgštė disocijuojasi su hidratuotu vandenilio jonu (H ₃ O ⁺ ) ir bikarbonato jonu, vykdydama šią reakciją:

H ₂ CO ₃ + H ₂ O → HCO ₃ ^- + H ₃ O ⁺

Angliarūgštė puola mineralus, sudarydama karbonatus. Anglies ore vyrauja kalkingų uolienų (kurios yra klinčių ir dolomitų) atmosfera; juose pagrindinis mineralas yra kalcitas arba kalcio karbonatas (CaCO ₃ ).

Kalcitas reaguoja su anglies rūgštimi, sudarydamas rūgštinį kalcio karbonatą Ca (HCO ₃ ) _2, kuris, skirtingai nuo kalcito, lengvai ištirpsta vandenyje. Štai kodėl kai kurie kalkakmeniai yra tokie linkę ištirpti.

Grįžtamosios reakcijos tarp anglies dioksido, vandens ir kalcio karbonato yra sudėtingos. Iš esmės procesą galima apibendrinti taip:

CaCO ₃ + H ₂ O + CO ₂ aCa ₂ + + 2HCO ₃ ^-

Hidrolizė

Apskritai hidrolizė - cheminis skilimas veikiant vandeniui - yra pagrindinis cheminių oro sąlygų susidarymo procesas. Vanduo gali suskaidyti, ištirpinti ar modifikuoti jautrius pirminius mineralus uolienose.

Šiame procese vanduo išsiskiria į vandenilio katijonus (H ⁺ ) ir hidroksilo anijonus (OH ^- ) tiesiogiai reaguoja su uolienose ir dirvožemyje esančiais silikato mineralais.

Vandenilio jonai keičiami metalų katijonu iš silikatinių mineralų, dažniausiai kalio (K ⁺ ), natrio (Na ⁺ ), kalcio (Ca ^{2 +)} arba magnio (Mg ^{2 +} ). Tada išsiskyręs katijonas susijungia su hidroksilo anijonu.

Pavyzdžiui, mineralo, vadinamo ortoklaze, kurio cheminė formulė KAlSi ₃ O ₈ , hidrolizė yra tokia:

2KAlSi ₃ O ₈ + 2H ⁺ + 2OH ^- → 2HAlSi ₃ O ₈ + 2KOH

Taigi ortoklazė virsta aliumosilio rūgštimi, HAlSi ₃ O ₈ ir kalio hidroksidu (KOH).

Ši reakcija vaidina esminį vaidmenį formuojant kai kuriuos būdingus reljefus; pavyzdžiui, jie dalyvauja formuojant karsto reljefą.

Biologiniai orai

Kai kurie gyvi organizmai uolienas puola mechaniškai, chemiškai arba derindami mechaninius ir cheminius procesus.

Augalai

Augalų šaknys, ypač medžių, augančių ant plokščių uolėtų lovų, gali turėti biomechaninį poveikį.

Šis biomechaninis poveikis atsiranda augant šaknims, didėjant spaudimui, kurį daro jo supanti aplinka. Tai gali sukelti šaknies dugno uolienų lūžimą.

Biologinė meteorizacija. Tetrameles nudiflora auga ant šventyklos griuvėsių Angkor mieste, Kambodžoje. Šaltinis: Diego Delso, delso.photo, CC-BY-SA licencija per https://es.m.wikipedia.org/wiki/Archivo:Ta_Phrom,_Angkor,_Camboya,_2013-08-16,_DD_41.JPG

Kerpės

Kerpės yra organizmai, sudaryti iš dviejų simbiontų: grybelio (mikobionto) ir dumblo, kuris paprastai yra melsvabakterės (fikobionto). Buvo pranešta, kad šie organizmai yra kolonizatoriai, didinantys uolienų klimatą.

Pavyzdžiui, buvo nustatyta, kad Stereocaulon vesuvianum yra montuojamas ant lavos srautų, ir tai padidina jo oro pralaidumo koeficientą iki 16 kartų, palyginti su ne kolonizuotais paviršiais. Drėgnose vietose, tokiose kaip Havajai, šios normos gali padvigubėti.

Taip pat buvo pastebėta, kad mirus kerpėms, uolienų paviršiuose jie palieka tamsią dėmę. Šios dėmės sugeria daugiau radiacijos nei aplinkiniai uolienų šviesos plotai, todėl skatinama šiluma arba atmosferos poveikiai.

Mytilus edulis akmenimis grįstą midiją. Šaltinis: Andreas Trepte, iš „Wikimedia Commons“

Jūros organizmai

Tam tikri jūrų organizmai išgraužia uolienų paviršių ir juose susidaro skylės, skatindami dumblių augimą. Šie auskarų organizmai yra moliuskai ir kempinės.

Šio tipo organizmų pavyzdžiai yra mėlynoji midija (Mytilus edulis) ir žolėdžiuosius pilvakojus Cittarium pica.

Kerpė Stereocaulon vesuvianum - kolonizatorius, įrengtas lavos srautuose, Kanarų salose Fuerteventura ir Ispanijos Lanzarotėje. Šaltinis: Lairich Rig per https://commons.wikimedia.org/wiki/File:A_lichen_-_Stereocaulon_vesuvianum_-_geograph.org.uk_-_1103503.jpg

Chelatas

Chelatas yra dar vienas oro sąlygų veikimo mechanizmas, susijęs su metalo jonų, ypač aliuminio, geležies ir mangano jonų pašalinimu iš uolienų.

Tai pasiekiama surišant ir paimant organines rūgštis (tokias kaip fulvo rūgštis ir humino rūgštis), kad susidarytų tirpių organinių medžiagų ir metalų kompleksai.

Tokiu atveju kompleksonai gaunami iš augalų skilimo produktų ir sekretų iš šaknų. Chelatas skatina cheminį klimatą ir metalų perdavimą dirvožemyje ar uolienose.

Nuorodos

1. Pedro, G. (1979). Caractérisation générale des processus de l'altération hydrolitique. „Science du Sol 2“, 93–105.
2. Selby, MJ (1993). „Hillslope“ medžiagos ir procesai, 2-asis leidimas. Prisidėjo APW Hodder. Oksfordas: Oxford University Press.
3. Stretch, R. ir Viles, H. (2002). Kerpių ant lavos oro pobūdis ir greitis Lanzarotėje teka. Geomorfologija, 47 (1), 87–94. doi: 10.1016 / s0169-555x (02) 00143-5.
4. Tomas, MF (1994). Geomorfologija atogrąžose: oro sąlygų ir denudacijos žemose platumose tyrimas. Chichesteris: Johnas Wiley ir sūnūs.
5. White, WD, Jefferson, GL ir Hama, JF (1966) kvarcito karstas pietryčių Venesueloje. Tarptautinis speleologijos žurnalas 2, 309–14.
6. Yatsu, E. (1988). Orų prigimtis: įvadas. Tokijas: Sozosha.