Zamknij

W ramach naszej witryny stosujemy pliki cookies w celu świadczenia Państwu usług na najwyższym poziomie, w tym w sposób dostosowany do indywidualnych potrzeb. Korzystanie z witryny bez zmiany ustawień dotyczących cookies oznacza, że będą one zamieszczane w Państwa urządzeniu końcowym. Możecie Państwo dokonać w każdym czasie zmiany ustawień dotyczących cookies. Więcej szczegółów na6.pl/cookies.pdf

na6.pl

Wietrzenie skał

dział: Geografia fizyczna świata

kategoria: Czynniki Egzogeniczne

  • Wietrzenie skał
  • Wietrzenie skał

    Formy powstałe pod wpływem procesów wewnętrznych ulegają ciągłym przemianom wskutek działania czynników zewnętrznych zwanych także czynnikami egzogenicznymi. Głównym źródłem czynników zewnętrznych jest energia słoneczna, która stanowi przyczynę większości zjawisk zachodzących w atmosferze i hydrosferze. Do formowania się rzeźby powierzchni ziemi wskutek działania procesów zewnętrznych przyczynia się także przyciąganie ziemskie, które powoduje przemieszczanie się skał wody czy lodowców. Do zewnętrznych procesów geologicznych zaliczają się:

     

    • wietrzenie skał zachodzące pod wpływem czynników atmosferycznych;
    • grawitacyjne ruchy masowe, czyli przemieszczanie się produktów wietrzenia pod wpływem grawitacji;
    • erozję, czyli mechaniczne niszczenie podłoża materiałem transportowanym przez wodę, wiatr czy lodowiec;
    • transport, czyli przenoszenie produktów niszczenia innych skał
    • akumulację, czyli osadzanie materiału skalnego

     

    Zmiany jakim podlegają skały, oraz minerały wystawione na powierzchni Ziemi na działanie atmosfery, hydrosfery i biosfery nazywamy wietrzeniem. Przekształcenia te mogą przybierać zarówno fizyczny, jak i chemiczny charakter. Strefę przy powierzchni skorupy ziemskiej, gdzie zachodzą procesy wietrzenia nazywamy strefą wietrzenia. Jej głębokość uzależniona jest od budowy geologicznej, klimatu, a także od rodzaju skorupy ziemskiej, w obrębie której zachodzą procesy wietrzenia. W zależności od czynników biorących udział w procesie wietrzenia można wyodrębnić:

     

    • wietrzenie mechaniczne (fizyczne), które powoduje rozpad  i kruszenie skał. Proces ten polega na rozpadzie skały na drobniejsze fragmenty. Ich skład chemiczny nie ulega jednak zmianie.
    • wietrzenie chemiczne, w wyniku którego następuje rozkład skał. Zmienia się skład chemiczny substancji mineralnych w skale.

     

    Wietrzenie mechaniczne

     

    Główną przyczyną, mechanicznego rozpadu skał jest nierównomierne nagrzanie się ich minerałów. Powoduje to rozszerzanie się, bądź kurczenie składników skał, wzrost objętości różnego typu kryształów (soli, lodu) w szczelinach i porach skalnych, oraz rozszerzanie się skał na skutek zmniejszającego się ciśnienia. Głównym czynnikiem wietrzenia są dobowe zmiany temperatury powietrza. Wskutek różnic w nagrzewaniu (insolacji) minerały przypowierzchniowej warstwy skał zmieniają swoją objętość. Prowadzi to do rozluźnienia wiązań pomiędzy poszczególnymi minerałami a w rezultacie do popękania skały i jej rozpadu na drobne okruchy. Proces ten nazywa się rozpadem ziarnistym skały i zachodzi w skałach mających w swoim składzie wiele różnych minerałów. Kiedy natomiast skała ma w miarę jednolity skład mineralny zachodzi wtedy tzw. łuszczenie. Występuje ono pod wpływem ogrzewania promieniami słonecznymi. W skale powstają pęknięcia o przebiegu równoległym do jej powierzchni. Na skutek nagrzewania i ochładzania się powierzchni skalnych mogą także tworzyć się spękania w dowolnych kierunkach dzielące duże bloki skalne na części. Im wyższe są wahania temperatury, tym proces rozpadu skał przebiega intensywniej. Proces ten nosi nazwę rozpadu blokowego. Wietrzenie pod wpływem zmian temperatury nosi nazwę wietrzenia termicznego, bądź insolacyjnego. Dominuje on w klimatach suchych, gdzie nasłonecznienie jest duże. Innym rodzajem wietrzenia mechanicznego jest wietrzenie mrozowe nazywane także czasem zamrozem. Rozpad blokowy skał w tym przypadku powodowany jest przez działanie niskich temperatur. Woda zamarzając zwiększa swoją objętość o około 9 %. Jeżeli przedostanie się ona do szczelin skalnch, to po zamarznięciu lód o większej objętości będzie wywierał nacisk na ściany a w rezultacie rozepcha szczeliny i pory skał. Ten rodzaj wietrzenia mechanicznego zachodzi najczęściej na obszarach, gdzie przeważają niskie temperatury, a więc w klimatach zimnych, oraz w górach. Produktem wietrzenia mrozowego są np. rumowiska skalne obserwowane w Tatrach. Wietrzenie, które zachodzi na obszarach polarnych, gdzie występuje wieloletnia zmarzlina nazywamy wietrzeniem peryglacjalnym. W rejonach wieloletniej zmarzliny lód wypełnia pory i soczewki skał. Lód ten  w pewnych okresach topnieje. Powstają dzięki temu formy zwane glebami poligonalnymi. Są to kamieniste struktury w kształcie wieloboków o średnicy 1- 7 m. W części centralnej tych wieloboków materiał jest drobniejszy. Krawędzie gleb poligonalnych składają się z większych kanciastych okruchów. Gleby te powstają na skutek wypychania ku górze gruntu w trakcie zamarzania. Większe okruchy skalne staczają się w kierunku boków. Proces cyklicznego odmarzania i zamarzania wieloletniej zmarzliny prowadzi także do zapadania się budynków, których fundamenty postawiono bezpośrednio w glebie. Odmarznięta część gruntu nie podtrzymuje także drzew, ale powoduje, że pochylają się one na różne strony. Powstaje wtedy tzw. „tańczący las”, bądź „pijany las”.

     

    Wietrzenie mechaniczne wywołane jest również krystalizacją soli w porach o szczelinach skalnych. Ten rodzaj wietrzenia nazywany jest wietrzeniem solnym. Na skutek zmian wilgotności kryształy soli zmieniają swoją objętość. Wietrzenie solne występuje na obszarach klimatów suchych, gdzie parowanie znacznie przewyższa ilość opadów atmosferycznych. Proces ten powoduje nasycenie wód powierzchniowych różnymi rodzajami soli. Do rozluźnienia skał przyczyniają się także podsiąkające wody gruntowe, które zawierają sole mineralne. Sole krystalizujące na powierzchni tworzą różnobarwne polewy, wykwity, czy skorupy. Są to tak zwane lakiery pustynne. Skały ilaste składają się z bardzo wielu niewidocznych gołym okiem okruchów. Na skutek naprzemiennego zwiększania swojej wilgotności, oraz wysuszania  ulegają one także wietrzeniu. Podczas deszczu pochłaniają duże ilości wody, a więc zwiększają tym samym  swoją objętość. W okresie suchym woda wyparowuje, powodując odwodnienie i kurczenie się skały. Proces ten prowadzi do powstania szerokich szczelin w skałach ilastych.

    Wietrzenie chemiczne

     

    Wietrzenie chemiczne polega na rozkładzie skały pod wpływem różnych obecnych w przyrodzie substancji chemicznych.. Zachodzą wtedy reakcje prowadzące do powstania nowych minerałów i skał, lub do częściowego, bądź całkowitego usunięcia skały. Podstawową rolę w procesie wietrzenia chemicznego odgrywa woda. Wszystkie reakcje chemiczne wietrzenia związane są z wodą. Jako że wietrzenie chemiczne zachodzi zawsze pod wpływem wody, proces ten obserwować można najintensywniej w klimatach o wysokiej wilgotności, odznaczających się także wysokimi temperaturami powietrza. Wietrzenie chemiczne przebiega głównie w oparciu o chemiczne procesy rozpuszczania, utleniania, oraz redukcji. Utlenianie to łączenie się związków chemicznych z tlenem zawartym w atmosferze. W wyniki utleniania dochodzi do powstania nowych minerałów, jak tez do zmiany pierwotnej barwy skał, np. związki żelaza zmieniają kolor na czerwony, lub żółty, substancje zawierające w swym składzie węgiel rozjaśniają się. Uwadnianie polega na przyłączeniu cząstek wody. Minerały łączą się więc z wodą. Na skutek tego procesu anhydryt przechodzi w gips.  Procesy redukcyjne wywoływane są głównie przy współudziale bakterii. Istotnym procesem zachodzącym w obrębie wietrzenia chemicznego jest karbonatyzacja, czyli oddziaływanie na skały dwutlenku węgla, który rozpuszczony jest w wodzie. Wapienie w zwykłej wodzie rozpuszczają się bardzo słabo. Ich rozpuszczalność jednak wzrasta dziesięciokrotnie, jeżeli woda nasycona jest dwutlenkiem węgla. Wtedy węglan wapnia (składnik skał wapiennych) przechodzi w łatwiej rozpuszczalny kwaśny węglan wapnia. W przypadku, gdy w wodzie występuje nadmiar węglanu wapnia wapienie rozpuszczają się. Kiedy ilość tego związku zmniejszy się następuje wytrącanie się węglanu wapnia. Produktami wietrzenia chemicznego polegającego na reakcji skał wapiennych z wodą zawierającą dwutlenek węgla są rozmaite formy krasowe.

     

    Wietrzenie biologiczne

     

    Zarówno w wietrzeniu mechanicznym, jak i chemicznym istotną rolę odgrywają organizmy żywe. Drobne żyjące w glebie organizmy przyspieszają proces wietrzenia chemicznego, jak również spulchniają glebę powodując intensywniejszy przebieg wietrzenia mechanicznego. Spulchniona gleba ma lepszy dostęp do wody i powietrza.  Korzenie roślin wnikają w szczeliny skalne i w miarę wzrostu rozszerzają je. Ułatwia to przenikanie wody w głąb tych szczelin. Pewne korzenie wypuszczają tzw. soki korzeniowe, które rozpuszczają pewne minerały. Ułatwia to roślinom czerpanie mineralnych substancji odżywczych. Istotną rolę odgrywają także mchy i porosty, które rosnąc na skale rozkładają ją przygotowując podłoże do osiedlania się innych roślin.

     

    Produkty wietrzenia

     

    Produktem wietrzenia jest luźny materiał skalny zwany zwietrzeliną. Na skutek działania przyciągania ziemskiego może się on łatwo przemieszczać z miejsc wyżej położonych w kierunku tych, znajdujących się niżej. Kiedy wietrzeniu podlega powierzchnia pozioma, produkty wietrzenia pozostają na miejscu i mogą być jedynie transportowane przez wodę, wiatr, czy przez lodowiec. Masywne skały pod wpływem wietrzenia mechanicznego bardzo często rozpadają się na bloki. Na skutek tego w miejscach wietrzenia tworzą się rumowiska skalne, złożone ze skał różnej wielkości o ostrych krawędziach. Nazywane są one gołoborzami. W Polsce gołoborza występują w Górach Świętokrzyskich, Sudetach, czy w Tatrach. Termin gołoborza jest określeniem ludowym regionalnym, używanym do określenia rumowisk Gór Świętokrzyskich. Gołoborze oznacza: „gołe”, oraz „bez boru”, a więc obszar, gdzie nie występuje roślinność, ani lasy. Produkty wietrzenia mechanicznego, które staczają się grawitacyjnie po stoku, gromadzą się u jego podnóża i tworzą stożki usypiskowe zwane piargami. Formy wietrzenia mechanicznego mogą także być w całości transportowane w inne miejsca. Wtedy procesowi wietrzenia poddawana będzie stale nowa powierzchnia skalna. Produkty wietrzenia mechanicznego mają najczęściej ostre krawędzie

     

    Produktami wietrzenia chemicznego składają się najczęściej z minerałów o bardzo małych kryształach. Kiedy część skały na skutek wietrzenia chemicznego ulegnie rozpuszczeniu, a część nie rozpuszczona pozostanie na miejscu, wówczas powstanie pokrywa zwana eluwium. Najbardziej powszechne utwory eluwialne to gliny zwietrzelinowe. Pospolitym produktem wietrzenia chemicznego w klimacie gorącym są lateryty. Składają się one głównie z tlenków żelaza i glinu pozostałych po odprowadzeniu krzemionki i innych składników. Z tego powodu lateryt ma barwę czerwoną przechodzącą w ciemnobrązową.  Formą wietrzenia chemicznego klimatu suchego są także boksyty. Są to skały wykorzystywane do produkcji aluminium. Często w wyniku wietrzenia obserwuje się zmianę wyglądu powierzchni skalnej. Na obszarach pustynnych tworzą się skorupy i polewy pustynne. Niekiedy wody gruntowe zawierające rozpuszczone sole podsiąkają ku górze i następuje wytrącenie z nich związków mineralnych. Powstają wtedy formy gipsowe zwane różami pustyni. Produktem wietrzenia chemicznego skał  wapiennych jest także utwór zwany terra rosa. Pokrywa ta składa się z wodorotlenków glinu i żelaza, które nadają jej charakterystyczną czerwoną barwę. Powstaje ona najczęściej w klimatach ciepłych i suchych. Innym produktem wietrzenia chemicznego są także gleby bielicowe. Ciekawymi produktami wietrzenia są tzw. głowy cukru. Formy te spotkać można w klimacie gorącym. Są to zaokrąglone pagórki, bądź wzgórza, zbudowane najczęściej z granitów. Ich zaokrąglony kształt jest wynikiem zarówno wietrzenia mechanicznego (łuszczenia) jak i wietrzenia chemicznego. Najbardziej znane głowy cukru znajdują się w Rio de Janeiro.

     

    Rodzaj wietrzenia i jego formy uzależnione są w dużym stopniu od warunków klimatycznych. W klimacie polarnym przeważa wietrzenie mechaniczne (głównie mrozowe). Produktami wietrzenia są najczęściej różnej wielkości bloki skalne, czy gleby poligonalne. W klimacie umiarkowanym spotkać można produkty zarówno wietrzenia mechanicznego, jak również wietrzenia chemicznego. Głównymi formami występującymi w tej strefie są piargi, rumowiska skalne, czy gliny zwietrzelinowe. W strefie klimatu gorącego pustynnego występuje wietrzenie mechaniczne (termiczne) wywołane nasłonecznieniem. Głównymi formami wietrzenia w tym klimacie są polewy wapienne, róże pustyni, czy wykwity solne. W klimacie gorącym wilgotnym natomiast decydującą rolę odgrywa wietrzenie chemiczne. Produktami wietrzenia mogą być lateryty. Proces wietrzenia zachodzi także intensywniej w klimacie gorącym wilgotnym.

    Marcin Obrzut