Περιεχόμενο
- Τι είναι ο καιρός των βράχων;
- Ποιοι είναι οι τύποι των καιρικών συνθηκών;
- Σχέση μεταξύ του καιρού και της διάβρωσης
- Παρατηρητικά παραδείγματα μετεωρισμού
- Πώς η ατμοσφαιρική ρύπανση επηρεάζει το περιβάλλον
Πολλοί βράχοι στις καθημερινές συναντήσεις μπορεί να φαίνονται άθικτοι και αμετάβλητοι. Οι βράχοι, ωστόσο, υποβάλλονται σε αλλαγές. Μία από αυτές τις αλλαγές ονομάζεται weathering, και τόσο βραχυπρόθεσμα όσο και μεγάλα χρονικά διαστήματα, μπορεί να μεταβάλει δραματικά τους βράχους με διάφορους τρόπους.
Τι είναι ο καιρός των βράχων;
Οι καιρικές συνθήκες των πετρωμάτων περιγράφουν τη διαδικασία αποδυνάμωσης και διάσπασης των πετρωμάτων και των ορυκτών. Αυτό μπορεί να συμβεί τόσο με μη ζωντανούς όσο και με ζωντανούς παράγοντες, όπως αλλαγές θερμοκρασίας, φυτά και ζώα, οξέα, άλατα και νερό, είτε στερεά είτε υγρά. Οι καιρικές συνθήκες των βράχων πραγματοποιούνται σε μια χρονική περίοδο. Οι βράχοι στην επιφάνεια της Γης τείνουν να καιροί ταχύτεροι από τους υπόγειους. Οι καιρικές συνθήκες είναι μια από τις διαδικασίες που οδηγούν στην παραγωγή εδάφους.
Ποιοι είναι οι τύποι των καιρικών συνθηκών;
Διαφορετικοί τύποι ανωμαλιών επηρεάζουν τους βράχους. Αυτές περιλαμβάνουν φυσικές / μηχανικές καιρικές συνθήκες, χημικές καιρικές συνθήκες και βιολογικές καιρικές συνθήκες.
Οι φυσικές ή μηχανικές καιρικές συνθήκες διαλύουν τους βράχους σε κομμάτια. Μία μέθοδος φυσικών καιρικών συνθηκών περιλαμβάνει την κατάψυξη και απόψυξη του νερού. Σε υγρή μορφή, το νερό μπορεί να γλιστρήσει ανάμεσα σε πόρους ή ρωγμές σε βράχους. Εάν το νερό παγώσει, θα επεκταθεί μέσα σε αυτά τα βράχια. Ο όγκος μπορεί να αυξηθεί έως και 10 τοις εκατό, τοποθετώντας μεγάλη πίεση στους βράχους. Αυτό ονομάζεται σφήνα πάγου, ή κρυοκρυστάλλωση, επειδή ο πάγος ουσιαστικά σφηνώνει τους βράχους χωριστά με την πάροδο του χρόνου. Όταν ο πάγος αποψυχθεί και σχηματίσει και πάλι υγρό νερό, τμήματα του βράχου θα σκουπιστούν ως μικροσκοπικά κομμάτια από τη διάβρωση. Το νερό διαδραματίζει σημαντικό ρόλο στη φυσική διάβρωση. Μπορεί να εισέλθει στους πόρους του βράχου και του πηλού, να τους κάνει να διογκώνονται και στη συνέχεια να βιώνουν σκληρότερο βράχο γύρω τους. Τα ύδατα ανυψώνουν βράχους από τις υποβρύχιες επιφάνειες, και όταν πέφτουν πίσω, ή χτυπήσουν άλλους βράχους, μπορούν να σπάσουν.
Το αλάτι μπορεί να οδηγήσει σε ένα είδος κακοκαιρίας που ονομάζεται κηρήθρα. Τα υπόγεια ύδατα διεισδύουν σε ρωγμές με τριχοειδή δράση και τελικά εξατμίζονται. Αυτό αποδίδει κρυστάλλους αλάτων, οι οποίοι αυξάνουν την πίεση στα πετρώματα. Τελικά οι βράχοι θα σπάσουν. Αυτό μπορεί να αφήσει κοιλώματα κρυστάλλων αλατιού που μοιάζουν με κηρήθρες. Οι καιρικές συνθήκες από την αντοχή στην κρυσταλλοποίηση του αλατιού βρίσκονται συχνά σε ξηρά κλίματα.
Οι ακραίες θερμοκρασίες μπορούν να επηρεάσουν και τις καιρικές συνθήκες των πετρωμάτων. Ένας τύπος φυσικών καιρικών συνθηκών ονομάζεται θερμική καταπόνηση. Αυτός είναι ένας κοινός παράγοντας στα ερημικά κλίματα, όπου οι θερμοκρασίες κατά τη διάρκεια της ημέρας είναι πολύ ζεστές, ενώ οι νυχτερινές θερμοκρασίες μπορεί να είναι αρκετά δροσερές. Όταν αυτή η άγρια ταλάντευση των θερμοκρασιών πραγματοποιείται επανειλημμένα για μεγάλο χρονικό διάστημα, τα πετρώματα τελικά θα θρυμματίζονται και θα ξεφλουδίσουν. Αυτή η ενέργεια ονομάζεται απολέπιση. Η τριβή είναι ένας άλλος τύπος φυσικών καιρικών συνθηκών στην οποία η συνεχής έκθεση σε τριβές από τον άνεμο, το νερό ή τον πάγο εκθέτει σταδιακά τους βράχους και τους διαλύει.
Ένας άλλος σημαντικός τύπος αντοχής είναι ο χημικός καιρός. Οι χημικές καιρικές συνθήκες προκύπτουν συχνά από την αλληλεπίδραση του νερού και της θερμοκρασίας σε ένα περιβάλλον με ορυκτά σε βράχους. Σε χημικές καιρικές συνθήκες, η πραγματική μοριακή σύνθεση των πετρωμάτων αλλάζει. Ένα παράδειγμα είναι όταν το διοξείδιο του άνθρακα συνδυάζεται με νερό, δημιουργώντας ανθρακικό άζωτο, το οποίο αποδίδει ανθρακικό οξύ. Το ανθρακικό οξύ με τη σειρά του θα διαλύσει ασβεστόλιθο, το οποίο με την πάροδο του χρόνου δημιουργεί υπόγειες ασβεστολιθικές σπηλιές.
Η οξείδωση είναι ένας τύπος χημικής αντοχής στην οποία οι βράχοι με περιεκτικότητα σε σίδηρο θα αντιδρούν με το οξυγόνο και το νερό, οδηγώντας στη σκουριά. Η σκουριά παρουσιάζει το κλασικό κόκκινο-πορτοκαλί χρώμα στο σίδερο. Αυτή η σκουριά θα φθαρεί πέτρες. Στην ενυδάτωση, οι πραγματικοί χημικοί δεσμοί ενός βράχου θα αλλάξουν από την απορρόφηση του νερού. Το νερό αλλάζει τον ανυδρίτη στον γύψο με αυτόν τον τρόπο. Η ενυδάτωση οδηγεί επίσης σε παραμόρφωση του βράχου. Κατά την αφυδάτωση, το νερό απομακρύνεται από τη βράχο, όπως όταν αφαιρείται νερό από τον λιμωνίτη για να σχηματίσει αιματίτη. Στην υδρόλυση, τα μεταλλικά στοιχεία μεταβάλλονται όταν εκτίθενται σε όξινο νερό για την παρασκευή διαλυμάτων, όπως το διάλυμα αλμυρού νερού. Χημικός καιρός, μέσω της υδρόλυσης του άστριου, κάνει επίσης τα πολύ κοινά άλατα αργίλου και χαλαζία. Η υδρόλυση αλκαλικού άστρου ή ορθοκλάσης μπορεί επίσης να οδηγήσει στον σχηματισμό καολινίτη και άλλων ουσιών. Όλες αυτές οι χημικές διεργασίες οδηγούν σε αυξημένη αντοχή των βράχων. Οι χημικές καιρικές συνθήκες είναι πιο συχνές και συμβαίνουν ταχύτερα στις τροπικές περιοχές, λόγω της θερμότητας και του άφθονου νερού από τη βροχή.
Η βιολογική αντοχή είναι ένας τύπος αντοχής που προκύπτει από φυτικές, ζωικές και ακόμη και μικροβιακές επιρροές. Για παράδειγμα, οι σπόροι δέντρων θα διαρρήξουν με τον καιρό τους βράχους καθώς μεγαλώνουν σε ώριμα δέντρα. Οι ρίζες των δέντρων θα εξαπλωθούν συνεχώς και θα κάνουν ρωγμές σε βράχους. Η εκσκαφή ζώων, όπως οι σκωληκοί, μπορεί επίσης να σπάσει τους βράχους. Ακόμα και τα ζώα πάνω από το έδαφος μπορούν να σπάσουν βράχους καθώς ταξιδεύουν πάνω από τη γη. Τόσο τα ζωντανά όσο και τα αποσυντιθέμενα φυτά και μύκητες επηρεάζουν τους βράχους με την παραγωγή ανθρακικού οξέος. Οι μύκητες στις λειχήνες δουλεύουν για να σπάσουν τα πετρώματα για να απελευθερώσουν τα ορυκτά, και τα συμβιωτικά φύκια συμμετέχουν σε αυτά τα ορυκτά. Αυτή η διαδικασία οδηγεί σε τρύπες στους βράχους. Ακόμη και μικροσκοπικά βακτήρια μπορεί να αλλάξουν και να μεταβάλουν το περιεχόμενο ορυκτών πετρωμάτων! Με την πάροδο του χρόνου όλη η δραστηριότητα από βιολογικούς οργανισμούς οδηγεί σε αυξημένη αντοχή των βράχων.
Σχέση μεταξύ του καιρού και της διάβρωσης
Όταν οι βράχοι φθαρούν από τις καιρικές συνθήκες με την πάροδο του χρόνου, μπορούν να σκουπιστούν από τον άνεμο ή από το νερό. Αυτή η διαδικασία ονομάζεται διάβρωση. Η διάβρωση τείνει να εμφανίζεται σε βράχους που έχουν ξεπερασθεί στην επιφάνεια της Γης. Και οι δύο καιρικές συνθήκες και η διάβρωση επικρατούν παντού στη Γη και ο συνδυασμός τους αλλάζει δραματικά την επιφάνεια για μεγάλες χρονικές περιόδους.
Παρατηρητικά παραδείγματα μετεωρισμού
Υπάρχουν πολλά παραδείγματα μετεξελίξεων από βράχους σε όλο τον κόσμο, συμπεριλαμβανομένων μερικών σημαντικών ορόσημων.
Ξέρατε ότι το μεγαλύτερο φαράγγι στη γη κατασκευάστηκε από νερό; Το Μεγάλο Φαράγγι στις Ηνωμένες Πολιτείες ήταν χαραγμένο στη σημερινή του μορφή για εκατομμύρια χρόνια, λόγω της αντοχής των πετρωμάτων από το νερό, και συγκεκριμένα του ποταμού Κολοράντο. Ένα άλλο παράδειγμα για τις καιρικές συνθήκες είναι η απολέπιση που οδηγεί σε σχηματισμούς γης που ονομάζονται γεννημένοι. Αυτές οι θολωτές δομές τείνουν να εμφανίζονται σε τροπικά περιβάλλοντα. ένα παράδειγμα είναι το Sugarloaf Mountain στη Βραζιλία.
Οι ασβεστολιθικές σπηλιές είναι ένα παράδειγμα μετεωρισμού. Οι χημικές καιρικές συνθήκες αποτελούσαν το τεράστιο σύστημα σπηλαίων του Εθνικού Πάρκου Caverns Carlsbad, στις Ηνωμένες Πολιτείες.
Τα βουνά Appalachian στη Βόρεια Αμερική κάποτε ήταν ψηλότερα από το Όρος Everest. Οι καιρικές συνθήκες και η διάβρωση, πάνω από πολλά εκατομμύρια χρόνια, φορούσαν αυτά τα βουνά στην κάτω, πιο ομαλή αλυσίδα που είναι σήμερα.
Είναι εκπληκτικό να πιστεύουμε ότι οι καιρικές συνθήκες από χημικά, φυτά και ζώα και μικρόβια οποιουδήποτε μεγέθους και βροχή και άνεμος μπορούν να κάνουν τέτοιες τεράστιες αλλαγές στο τοπίο!
Πώς η ατμοσφαιρική ρύπανση επηρεάζει το περιβάλλον
Οι καιρικές συνθήκες των βράχων διαδραματίζουν καθοριστικό ρόλο στην ισορροπία του περιβάλλοντος. Όταν οι βράχοι ξεφλουδίζονται από αιχμηρά αντικείμενα σε πιο ομαλά, είναι έτοιμα να συνεισφέρουν στην παραγωγή εδαφών. Τα αποσυντιθέμενα φυτικά και ζωικά υλικά, τα βακτήρια και τα ξεπερασμένα ορυκτά αποφέρουν εύφορα εδάφη. Τα περισσότερα είδη υλικών στο έδαφος υπάρχουν, συμπεριλαμβανομένων των τεμαχισμένων κομματιών βράχου, τόσο πιο εύφορο θα είναι το έδαφος. Αυτό είναι σημαντικό για την καλλιέργεια φυτών και ως εκ τούτου είναι σημαντικό για τους αγρότες που καλλιεργούν τρόφιμα για ανθρώπους και ζώα για να φάνε. Εάν το χώμα δεν περιέχει ένα ευρύ μίγμα τόσο βιολογικών όσο και ανόργανων συστατικών, δεν θα είναι τόσο γόνιμο, και σε ορισμένες περιπτώσεις μπορεί να στερείται οποιασδήποτε γονιμότητας.
Η ανθρώπινη δράση μπορεί να αυξήσει τον ρυθμό των καιρικών συνθηκών. Η ατμοσφαιρική ρύπανση των ορυκτών καυσίμων οδηγεί σε όξινη βροχή, η οποία φθείρει πέτρες όπως μάρμαρο και ασβεστόλιθο, καθώς και οποιαδήποτε κτίρια ή μνημεία που κατασκευάζονται από αυτά. Η μείωση της ρύπανσης στον αέρα από την παραγωγή ορυκτών καυσίμων μπορεί να βοηθήσει στην αποφυγή περαιτέρω βλάβης στο περιβάλλον από την όξινη βροχή.