Uolienų atmosfera: fizinė ir cheminė

Perskaitę šį straipsnį, sužinosite apie fizinį ir cheminį uolų susidūrimą.

Mechaninis oras arba fizinis reiškinys:

Mechaninis arba fizinis atmosferos reiškinys reiškia tik formą. Dėl šio tipo atmosferos didelės kietos masės gali įsilaužti į laisvas dalis, kurios skiriasi pagal dydį ir formą, tačiau išlaikydamos savo pradinę sudėtį. Tokie procesai, kurie išskiria akmenis, nekeičiant jų cheminės sudėties, vadinami fiziniu arba mechaniniu poveikiu.

Mechaninis oras gali būti dviejų tipų: blokuoti dezintegraciją ir granuliuotą dezintegraciją. Blokų dezintegracija vyksta dėl sąnarių, sudarančių roko masę į daugelį mažesnių atskirų blokų ar fragmentų. Granuliuotas dezintegracija vyksta dėl to, kad prarandama atskirų dalelių sanglauda, ​​dėl to akmuo tampa nesuderintomis granuliuotomis dalimis.

Granuliuotas dezintegravimas apsiriboja šiurkščiausiomis akmenimis ir daro poveikį tam tikriems akmenims, pvz. Blokų dezintegracija veikia visų tekstūrų akmenis ir yra ypač pastebima smulkesnėse tekstūrose. Be blokų ir granulių dezintegracijos, smūgis ir dilimas taip pat gali sukelti akmenų dezintegraciją.

Fizinis oras gali būti dėl:

i) Diferencinė šiluminė plėtra

ii) temperatūros svyravimai

iii) Kenkia

iv) Abrazyvai, šlifavimas ir poveikis

v) eksfoliacija

vi) šalčio veiksmas

vii) augalų ir gyvūnų veikla

viii) Slėgio iškrovimas

1. Diferencinis terminis plėtimas:

Uolienos mineralai turi skirtingus šiluminio plėtimosi koeficientus. Dėl temperatūros padidėjimo bus nustatyti skirtingi įtempiai. Tai sukels granuliuotą mineralų ir uolienų skaidymą. Tamsiai spalvotas mineralas turi didesnį šilumos sugerties greitį nei šviesios spalvos mineralai. Tai taip pat gali prisidėti prie įtempių susidarymo, dėl kurio gali atsirasti įtrūkimų.

2. Temperatūros pokyčiai:

Dėl dienos ir sezoninių temperatūros pokyčių uolienos pakartotinai šildomos ir vėsinamos. Intensyvios šilumos laikotarpiu išoriniai uolienų masės sluoksniai plečia įtampą. Tai gali sukelti atskyrimą lygiagrečiai uolienos paviršiui. Esant dideliam temperatūros kritimui, medžiaga, esanti šalia paviršiaus, labiau susitraukia, o tai sukelia radialinius skilimus.

3. Kenkia:

Upių ir jūros erozija gali sukelti uolų kritimą ir nuošliaužus, kurie gali sukelti roko lūžius. Tai paplitusi išilgai jūros pakrantės, kur yra pašalinamas molis iš viršaus kalkakmenio. Didelio masto suskirstymas taip pat gali atsirasti dėl minkštųjų lovų vėjo erozijos žemesniame lygyje ir dėl to uolų pakraštyje nyksta sunkesnės uolos.

4. Šlifavimas, šlifavimas ir poveikis:

Šios trys operacijos sumažina dalelių dydį. Abrazyvas yra būdingas šiukšlių, pakrautų ant uolienų grindų, šiukšlių veikimui. Šlifavimas - tai poveikis, kurį sukelia smulkūs fragmentai, patekę tarp didesnių ir žemyn iki beveik uolienų miltų. Tokie veiksmai gali būti vykdomi upių kanalais ir pakrantėmis. Poveikis reiškia staigius akmens kūnų susidūrimus, dėl kurių atsiranda plyšimo ir smulkinimo formos fragmentai.

5. Šveitimas:

Tai reiškia, kad nuosėdos išskaidomos arba nuimamos iš akmens paviršiaus. Apsinuodijimas stebimas šiurkščiavilnių akmenų, kuriuose yra lauko špatas, akmenyse. Kai uolienų paviršius tampa šlapias, drėgmė prasiskverbia į poras ir įtrūkimus tarp mineralinių grūdų ir reaguoja su lauko špagatu. Dėl cheminės reakcijos susidaro nauja medžiaga, ty kaolinas, kuris yra molio forma.

Šis molis turi didesnį tūrį nei iš pradžių esantis lauko špatas. Šis išplėtimas atleidžia aplinkinius mineralinius grūdus. Dėl šio veiksmo plonas paviršiaus medžiagos sluoksnis nuplėšia (atkreipkite dėmesį, kad tai yra fizinis procesas, keičiantis cheminiu būdu). Šis procesas kartojamas dėl nuoseklių uolienų paviršiaus sudrėkinimo.

6. Veiksmas šalčiui:

Apsauga nuo užšalimo atsiranda dėl kontrastingos vandens savybės. Mes žinome, kad daugelis medžiagų išsiplėtė šildant ir susitraukus, kai atvės. Tai pasakytina apie vandenį, išskyrus atvejus, kai vanduo atvėsinamas nuo 4 ° C iki 0 ° C, jis plečiasi.

Išsiplėtimo mastas yra labiausiai 0 ° C, nes jis kietėja į ledą, tūris padidėja 9 procentais. Toks vandens išsiskyrimas, kai jis atvėsina ir sukietėja, gali sukelti milžiniškas jėgas, sukeliančias daugelio tūkstančių Niutono kvadratinio milimetro įtampą. Kai lietaus vanduo, lydantis sniegas ar kondensatas įsišakoja į bet kurias akmenų poras ar įtrūkimus, kai temperatūra nukrenta žemiau užšalimo taško, vanduo, įterpiantis į įtrūkimus ir poras, pasikeičia į ledą.

Išsiplėtęs ledas daro didžiulį spaudimą prieš uždarą uolą, veikia kaip pleištas ir plečiasi ir pailgina atidarymą. Po to, kai ledas atšildo, vanduo įsijungia giliau į angą. Atsinaujinus vandeniui, procesas kartojamas. Toks kartotinis vandens atšildymas ir užšalimas, ty šalčio veikimas, išskiria uolą.

Įšalimas šalčiui yra ryškus, kai lovos uoliena yra tiesiogiai veikiama atmosferoje ir kur yra drėgmė, o temperatūra dažnai svyruoja virš ir žemiau vandens užšalimo taško.

Tokia būklė yra žiemą vidutinio klimato sąlygomis ir jie taip pat gali atsirasti kalnų viršūnėse ir regionuose, kuriuose yra aukštas pakilimas pavasarį ar rudenį. Dienos temperatūra pakyla virš užšalimo taško, todėl lydosi sniegas ir ledas, o temperatūra per naktį vėl nukrenta žemiau užšalimo taško, todėl susidaro šalčio.

Dėl šalčio veikimo uolose, skaldyti palaidi fragmentai patenka į uolos pagrindą. Tęsiant šį procesą, ant uolos pagrindo kaupiasi krūva fragmentų, vadinamų „Tallus“ nuolydžiu. Šaltojo krašto keliuose esančios kiaurymės yra dėl šalčio veikimo veikiamuose keliuose.

7. Augalų ir gyvūnų veiksmai:

Akmenys gali suskaidyti į mažesnius gabalus, juos sąveikauja augalai ir gyvūnai. Kai uolienai susidaro įtrūkimai, į tokį įtrūkimą lietaus ar vėjo metu plaunami nedideli akmenų dalelės ir dirvožemis. Jei sėklai patenka į tokį įtrūkimą, jis gali sudygti ir gali augti, kad taptų augalu.

Toks augalas gali išsiųsti savo šaknis giliau į akmenis, ieškodamas vandens. Kadangi augantys šakniavaisiai sutirštėja, jie spaudžiasi į kreko pusę ir per tam tikrą laiką gali sulaužyti uolą. Mažų augalų, pavyzdžiui, kerpių ir samanų, šaknys auga ir ištirpsta, o dar labiau pagreitina akmenų suskaidymą.

Gyvūnai (išskyrus žmones) taip pat prisideda prie uolienų atmosferos. Sliekai gali duoti daleles į paviršių. Šios dalelės yra veikiamos atmosferoje ir dar labiau suskaidomos. Skruzdėlės, termitai, apgamai ir tokie susiformavę gyvūnai gali sukelti atmosferą. Jų sukurtos burbulos leidžia orui ir vandeniui prasiskverbti, kad sukeltų gruntą.

Žmonės taip pat prisidėjo prie fizinės atmosferos. Roko karjerų eksploatavimas, juostų kasyba yra žmogaus veiklos pavyzdžiai, kai uolienos yra sudaužytos. Be to, tokia veikla kelia didelius šviežių uolienų kiekius kitiems atmosferos procesams.

8. Slėgio iškrovimas (spaudimas spaudai):

Dideliame gylyje susidarę akmenys yra aukšto slėgio. Juose sukuriami labai dideli suspaudimo įtempiai, kurių negalima atlaisvinti dėl slėgio.

Tam tikros jėgos žemėje atneša šias uolienas į paviršių ir tokiais atvejais spaudimas išsiskiria, o tai lemia streso išplėtimą ir išsiskyrimą. Šiame procese akmenys sukelia didelius įtrūkimus ar sąnarius, kur jie yra silpni. Iškrovimas taip pat gali vykti, kai ištirpsta labai sunkūs ledynai ir išleidžiamas slėgis.

Pastaba: Fizinis oras kelia didelius paviršiaus plotus, reikalingus cheminei veiklai.

Cheminis akmenų klojimas:

Cheminis oras yra procesas, kuriame uolienos suskirstomos keičiant jų chemines kompozicijas. Dauguma uolienų susidaro aplinkoje, kuri labai skiriasi nuo aplinkos paviršiaus. Daugelis atmosferoje esančių medžiagų nėra aplinkoje, kur susidaro akmenys.

Taigi, kai uolienų mineralas yra veikiamas atmosferos medžiagos, vyksta cheminės reakcijos, dėl kurių susidaro nauji junginiai, kurių savybės skiriasi nuo originalių mineralų savybių. Šie pokyčiai susilpnina uolos struktūrą ir dėl to roko gauna fizinė atmosfera.

Verta atkreipti dėmesį į šias bendrąsias cheminių reakcijų charakteristikas skirtingų atmosferos aplinkybių kontekste.

(i) Cheminės reakcijos linkusios veikti greičiau esant aukštesnei temperatūrai.

ii) Kad reakcija būtų veiksminga, reaktyvai turi būti greitai ir lengvai sujungti ir produktai turi būti pašalinti. Paprastai vanduo paprastai tiekia reagentus į mineralinius paviršius ir pašalina reakcijos produktus.

(iii) Kuo mažesni reaguojantys grūdai, tuo greičiau cheminės reakcijos tęsiasi. Visi pirmiau minėti veiksniai vaidina svarbų vaidmenį cheminio poveikio sąlygose. Vietinis klimatas kontroliuoja vidutinę reakcijos temperatūrą ir vandens tiekimą reakcijai.

Mineralinių reagentų grūdų dydis labai priklauso nuo akmenų mechaninio atmosferos (dezintegracijos) proceso, taip pat nuo dilimo ir lūžio transportavimo metu. Laikui bėgant susidariusios reakcijos trukmė priklauso nuo erozijos greičio ir dėl to pakilimo ar nusėdimo greičio.

Jei erozija ar nusėdimas įvyksta greitai, tada atmosferos reakcijos bus nutrauktos, nes nuosėdos bus palaidotos ir pašalinamos iš atmosferos poveikio; jei erozija ar nusėdimas vyksta lėtai, tada atmosferos reakcijos gali tęstis ilgiau.

Cheminį atmosferą daugiausia sukelia deguonis, anglies dioksidas ir vanduo.

1. Oksidacija:

Oksidacija - deguonies ir kitų medžiagų derinys. Tai yra svarbus cheminio poveikio metodas. Dauguma mineralinių medžiagų, kurių sudėtyje yra geležies, pvz., Magnetitas, piritas amfibolis. Biotitai yra lengvai paveikti deguonimi, iš kurių hematitas (Fe ₂ O ₃ ) ir magnetitas (Fe3O4) yra labai dažni.

Vandens buvimas oksidacijos metu gali sukelti kitą reakciją. Gali būti suformuotas geležies, deguonies ir vandens, vadinamo goititu, junginys. Goethite yra gelsvai rudos spalvos. Kai goetitas yra dehidratuotas, susidaro hematitas. Hematito arba goetito buvimas dirvožemyje suteikia raudonos arba geltonos rudos spalvos.

Geležies oksido oksidavimas esant vandeniui:

Goetito dehidratacija:

Oksidacija sukelia roko suskaidymą dėl tokio poveikio. Kai deguonis jungiasi su geležimi, cheminiai ryšiai tarp geležies ir kitų elementų yra sulaužyti, taip susilpninant struktūrą. Netgi aliuminio ir silicio oksidacijos metu susidarančių oksidų struktūra gali susilpnėti.

2. Hidratacija, hidrolizė, tirpalas:

Vanduo, esantis ant žemės paviršiaus, yra svarbus cheminio poveikio veiksnys. Vandens reakcija su kita medžiaga vadinama hidratacija.

Pavyzdžiui, anhidrito hidratavimas, kad susidarytų gipsas

Vanduo taip pat gali prasiskverbti į vandenilio jonus (H +) ir hidroksido jonus (OH-). Jei šie jonai pakeičia mineralo jonus, reakcija vadinama hidrolize. Dažni mineralai, kuriems atliekama hidrolizė, yra lauko špatas, amfibolas ir biotitas. Dėl šio proceso patenka į miltelius.

Vanduo gali ištirpinti roko medžiagą ir sukelti atmosferą. Šis procesas vadinamas atmosferos poveikiu tirpalu. Halitas (uolienų druska) ir gipsas yra vandenyje tirpių mineralų pavyzdžiai. Kadangi vanduo lėtai ištirpsta kai kurių mineralų iš uolos, aplinkiniai uolienų mineralai yra veikiami tolesniam atmosferos poveikiui.

Kai kuriais atvejais uolos struktūra gali būti susilpnėjusi dėl laisvų ertmių, sukeltų į akmenį. Tirpale ištirpinti mineralai gali chemiškai reaguoti tarpusavyje, kad susidarytų nauji junginiai. Jei gaunami junginiai yra netirpūs vandenyje, jie gali nusodinti.

3. Karbonizacija:

Cheminis anglies dioksido derinys su kita medžiaga vadinamas karbonizacija. Anglies dioksidas dujų būsenoje gali neturėti poveikio uoloms. Tačiau, kai anglies dioksidas susilieja su vandeniu, susidaro anglies rūgštis, kuri gali veikti įprastus uolienų mineralus. Mineralams, kurių sudėtyje yra natrio, kalio, magnio ir kalcio, anglies rūgštis paveikia karbonatus.

Mineralinis kalcitas labai nukenčia nuo anglies rūgšties iki beveik sunaikinimo. Kalkakmenis visiškai ištirpina požeminio vandens ar lietaus vandens anglies rūgštimi. Kadangi gruntinis vanduo, turintis anglies rūgšties, patenka į kalcitą, kurį sudaro kalcitas, susidaro įspūdingi urvai, nes susidaro labai didelės skylės.

4. Kitas cheminis faktorius:

Be anglies rūgšties yra kitų rūgščių, kurios puola akmenis ir mineralus. Kai kurios iš šių rūgščių susidaro organinės medžiagos skilimo metu. Kai kurios rūgštys gaminamos tam tikrų augalų ir gyvūnų atliekos. Šios rūgštys ištirpsta lietaus vandenyje ir išeina per dirvą, pasiekiančią pamatą, ir chemiškai veikia su uola.

Kai kurie primityvūs augalai, tokie kaip kerpės, gali augti ant plika akmens, kai uoliena yra drėgna ir slysta, kai uolienai yra sausi, sekrecija iš kerpių korozuoja uolieną ir ištirpina mineralines medžiagas, atlaisvinančias mineralines daleles. Atlaisvintos mineralinės dalelės kartu su dulkėmis kaupiasi roko lūžose. Kai kurios sėklos gali patekti į šias dirvožemio daleles ir augti, o tai gali sukelti tolesnį fizinį poveikį.

Žmogaus veikla taip pat tampa rūgščių šaltiniais, kurie gali sukelti akmenų atmosferą. Namai, automobiliai, autobusai, sunkvežimiai ir kt. Į atmosferą išleidžia didelį kiekį dujų ir kitų teršalų. Daugelis tokių kaip azoto ir sieros oksidai chemiškai reaguoja su vandeniu, kad susidarytų reaktyviosios rūgštys.

Bakterijos taip pat gali daryti didelę įtaką skatinant akmens skaidymą ir skilimą. Yra žinoma, kad kai kurie iš jų išskiria azoto rūgštį, kuri gali chemiškai veikti ant uolų. Mikroskopinės bakterijos įsiskverbia į kiekvieną mažą įdubą, kurią gamina atmosferos agentai, ir per ilgą laiką sukelia paviršinių uolienų dezintegraciją, o jų veiklos laikotarpis apsiriboja vasaros mėnesiais.

Jie buvo pastebėti labai skirtingo pobūdžio akmenyse, pvz., Granitai, šašai, kalkakmenio, smėlio akmenys, ugnikalnių uolos ir aukšti kalnų viršūnės bei žemesni lygiai. Taip pat pranešama, kad tam tikra skruzdžių įvairovė nuolat įgauna anglies rūgštį į žemę, dėl kurios susidaro atmosfera.

Tam tikros kitos skruzdėlės, žinomos kaip saubas arba sauvas, gyvena didelėse kolonijose, burbusiose žemėje, kur jos iškirsta kameras su galerijomis, spinduliuojančiomis visomis kryptimis, į kurias patenka dideli lapų kiekiai.

Pramoninių kompleksų regionuose rūgštys kelia nerimą. Šiuose regionuose lietaus vandenyje yra daug rūgšties, o lietus dažnai vadinamas rūgštiniu lietumi. Uolienai gali nulupti ir suskirstyti pagal rūgštų lietų poveikį. Rūgštus lietus taip pat gali sugadinti dirbtines struktūras ir sugadinti augalų ir gyvūnų gyvenimą.

Cheminės atmosferos poveikio formos:

1. Sprendimas apie atmosferą:

Tai yra dar viena cheminės atmosferos forma. Tai įvyksta, kai mineralai ištirpsta vandenyje (eikite į tirpalą). Taip atsitinka todėl, kad kai kurie roko tipai lengvai ištirpsta lietaus vandenyje. Išsprendžiamas tirpalas paprastai sukuria gana sklandžius šukuotus paviršius. Pavyzdžiui, minkštasis kalcitas ir gipsas dažnai rodo tirpalo atmosferą.

2. Sferoidinis oras:

Sferoidinis atmosferos sluoksnis reiškia sąnario roko blokų keitimą palaipsniui į vidų nuo jų ratlankių. Uolienos lūžių kraštas yra iš dalies arba visiškai paverstas moliu ar kitais produktais.

Nors vidiniai akmens regionai išlieka santykinai švieži ir kieti, eksterjeras patiria diferencialinius išsiplėtimus, o šiame regione esanti medžiaga atleidžiama išilgai koncentrinių jungčių. Šerdys formuojasi nuo dydžio iki akmenų. Jie suapvalinami oro sąlygomis. Tokio tipo atmosferos veiksniai yra dėl to, kad akmuo yra veikiamas tiek mechaniniu, tiek cheminiu poveikiu.

Pirma, akmenys yra suskaidantys besivystantys sąnariai. Atskiros uolienų plokštės yra chemiškai atsparios, dėl kurių atskirų atskirtų blokų kraštai ir paviršiai patenka į koroziją. Todėl atskirti blokai keičiami į apvalius riedulius.

3. Diferencialinis atsparumas:

Dažnai stebime, kad daugelyje kelių pjovimo ir išpjaustymo kultūrų sluoksnių, kurie visi yra atsparūs skirtingiems rodikliams, išvaizda atrodo kaip netolygus plokščių uolienų krūva. Tai vadinama diferencine atmosfera.

Tai atsitinka, kai sluoksniuose atlankoje yra daugiau nei vienos rūšies uolų, tam tikros senovės jūrų aplinka gali nusodinti atskirus smėlio ir dumblo sluoksnius, sukuriantį smėlio ir skalūno pasėlius. Kai šie dviejų tipų roko orai, rezultatas dažnai būna skirtingas oras, kai smėlio akmenys yra atsparesni atmosferos poveikiui nei skalūnai.