Tipos de meteorización

La meteorización física o mecánica provoca la rotura de las rocas. El principal proceso de erosión mecánica es la erosión marina, que reduce el tamaño de los escombros y otras partículas. Sin embargo, la erosión mecánica y la erosión química están estrechamente relacionadas. Por ejemplo, las grietas causadas por la erosión mecánica aumentarán la superficie de la erosión química. Los minerales creados en las grietas por la erosión química también ayudan a que la roca se descomponga.

Expansión térmica

Expansión térmica, también conocida como meteorización de la piel de cebolla, exfoliación, meteorización por insolación o choque térmico, generalmente en lugares como desiertos donde hay grandes diferencias de temperatura diarias. La temperatura aumenta durante el día y desciende bruscamente durante la noche; las rocas se expanden durante el día y se enfrían y encogen durante la noche. La tensión suele ejercerse sobre la capa exterior. Esta tensión hace que la capa exterior de la roca se desprenda en finas rodajas. Aunque este fenómeno es causado por diferencias de temperatura, la presencia de vapor de agua intensifica el efecto de la expansión térmica. La erosión por congelación también se llama destrucción de las heladas. Este tipo de meteorización es común en zonas montañosas donde las temperaturas se acercan al punto de congelación. Las heladas pueden provocar eflorescencias y, aunque a menudo se atribuye la causa a que el agua se congela en las grietas y se expande, la mayoría no tiene nada que ver con este fenómeno. Los seres humanos saben desde hace mucho tiempo que cuando el suelo húmedo se congela, el agua de las zonas no congeladas se acumula a través de finas capas de lentes de hielo en crecimiento, provocando expansión o heladas. El mismo fenómeno ocurre en los poros de las rocas. Continúan creciendo a medida que absorben el agua líquida cercana. El crecimiento de cristales de hielo hace que la roca se debilite y finalmente se rompa. Las fuerzas intermoleculares (fuerzas intermoleculares) entre las superficies minerales, el hielo y el agua mantienen una capa delgada y sin hielo que transporta agua y crea presión entre las superficies minerales a medida que se acumula el hielo en el fondo.

Lo negativo de que la expansión del hielo provoca erosión por congelación y deshielo

Los experimentos muestran que la tiza, la arenisca y la piedra caliza no se agrietan por debajo del punto de congelación nominal del agua, que es aproximadamente 0 °C. Los experimentos también han demostrado que incluso en un entorno de meteorización donde se cree que el agua se expande después de congelarse en las grietas, es decir, si la roca se mantiene a baja temperatura o se gira durante un cierto período de tiempo, la roca no se romperá. Al realizar experimentos en algunas rocas porosas, la zona de temperatura crítica para una fractura rápida debido al hielo del fondo es de -3°C a -6°C, que es mucho más baja que el punto de congelación.

La meteorización causada por la congelación se produce principalmente en entornos donde el vapor de agua y la temperatura fluctúan por encima y por debajo del punto de congelación, como las zonas de clima alpino y las zonas periglaciales. Un ejemplo de roca susceptible a congelarse es la tiza, cuya naturaleza porosa permite que crezcan cristales de hielo. Este fenómeno se puede ver en forma de un tor en Dartmoor.

Anteriormente se consideraba que el congelamiento era el factor principal en la erosión de rocas no porosas, pero las investigaciones han descubierto que su importancia no es tan alta como se esperaba. La fractura por congelación, a veces llamada crecimiento de cristales de hielo, cuña de hielo, acuñamiento de hielo o congelación-descongelación, ocurre cuando el agua se congela y se expande en las grietas e interfaces de las rocas. El agua a -22°C puede ejercer presiones de hasta 21 millones de pascales (2100 kilogramos de fuerza por centímetro cuadrado). Esta presión suele ser mayor que la resistencia de la mayoría de las rocas y hace que se rompan [1][2]. Cuando el agua entra en una grieta de una roca y se congela, el hielo ejerce fuerza sobre las paredes a ambos lados de la grieta, lo que hace que la grieta se profundice y se ensanche. Esto se debe a que la capacidad del agua aumenta en 9 después de la congelación. Cuando el hielo se derrite, el agua fluirá hacia las grietas y se profundizará. Cuando la temperatura descienda por debajo del punto de congelación, se congelará nuevamente, haciendo que las grietas sean aún más grandes. La acción repetida de congelación y descongelación debilita la roca y la abre, formando bloques angulares.

Las piedras angulares se juntan al pie de una ladera para formar un talud o talud. La rotura de la roca en bloques a lo largo de las grietas se llama desintegración de bloques. Las piedras partidas adquieren diferentes formas según la estructura de la roca.

Principio de liberación de presión: la liberación de presión, también conocida como descarga por intemperismo, se produce después de que el material (no necesariamente la roca) sobre el objeto es eliminado por erosión u otros procesos. La roca debajo del material eliminado se expandirá y fracturará. a nivel de superficie. A menudo, el material que se retira es pesado y ejerce mucha presión sobre la roca que se encuentra debajo, como un glaciar en movimiento. La liberación de presión también puede provocar que se produzca una exfoliación.

El fenómeno de liberación de presión en las rocas ígneas intrusivas

Las rocas ígneas intrusivas (rocas ígneas intrusivas), como el granito, se forman en las profundidades de la superficie terrestre. Están bajo una gran presión de las sustancias que se encuentran encima de ellos. Cuando la erosión elimina el material rocoso que se encuentra encima, la roca ígnea intrusiva sale a la superficie y se libera su presión. Las rocas circundantes tienden a expandirse. Esta expansión provoca tensiones que provocan que se desarrollen grietas horizontalmente a lo largo de la superficie de la roca. Después de un cierto período de tiempo, las rocas se romperán en láminas sobre las rocas expuestas. El alivio de la presión también se conoce como exfoliación o láminas, lo que provoca batolitos y cúpulas de granito, un fenómeno que se encuentra en Dartmoor.

Acción hidráulica La acción hidráulica se produce cuando el agua se precipita a través de enormes olas hacia las grietas de la superficie de la roca. De esta forma, se atrapa una capa de aire en lo profundo de la grieta, y el aire también se comprime y debilita la roca. Cuando la ola retrocede, el aire comprimido se libera de forma explosiva. La liberación explosiva de aire a alta presión rompe fragmentos en la superficie de la roca y amplía las grietas en la roca.

Cristalización de la sal

Principio: La cristalización de la sal (Cristalización de la sal), también conocida como meteorización de la sal (Haloclastia o Saltweathering), ocurre cuando una solución que contiene sal penetra en las grietas y uniones de las rocas y luego se evapora. . Los cristales de sal quedan atrás, lo que hace que la roca se desintegre. Este cristal de sal se expande cuando se calienta, ejerciendo presión sobre la estrecha roca.

Sal causada por rocas

La cristalización de la sal también puede ocurrir cuando la solución descompone rocas como tiza y piedra caliza para formar una solución salina de sulfato de sodio o carbonato de sodio, y en el agua Después evaporación, forma su cristal de sal opuesto.

Tipos de sales especialmente potentes

Se ha demostrado que las sales más efectivas para descomponer rocas son el sulfato de sodio, el sulfato de magnesio y el cloruro de calcio. Algunos cristales de sal pueden expandirse tres veces o más.

Área de ocurrencia

La cristalización de la sal generalmente está relacionada con el clima árido, porque un fuerte calentamiento provoca una fuerte evaporación, lo que resulta en la cristalización de la sal. La cristalización de sal también está activa en la orilla. También se pueden encontrar ejemplos de erosión salina en las piedras alveolares de los diques. Los organismos también pueden participar en la meteorización física (también existe la meteorización química). Los líquenes y musgos crecen sobre la superficie de la roca desnuda, creando un microambiente químico más húmedo. La fijación de rocas por estos organismos mejora la descomposición física y química de las capas de microsuperficie en la superficie superior de la roca. Además de ejercer presión física sobre las grietas de la roca, la germinación extensiva de las plántulas y las raíces de las plantas también proporcionan un canal de permeación para el agua y los productos químicos. La distribución de animales e insectos excavadores en la superficie del suelo cerca del fondo de roca también aumenta la permeabilidad del agua y los ácidos y la superficie para los procesos de oxidación.

Algunos animales y plantas pueden liberar sustancias químicas ácidas y provocar erosión química. La forma más común de meteorización química causada por la meteorización biológica es la liberación de sustancias químicas quelantes, también un tipo de ácido. Esta sustancia química es liberada por las plantas y se utiliza para descomponer los componentes de aluminio y hierro del suelo debajo de ellas.

Los restos de plantas en el suelo pueden formar ácidos orgánicos, que se disuelven en agua y provocan la erosión química. La liberación excesiva de quelatos afectará las rocas y el suelo cercanos y puede provocar la formación de podzol. Después de la muerte de los organismos, se descomponen y forman humus (sustancia coloidal), que es un ácido orgánico que corroe las rocas.

El material suelto formado después del aplastamiento mecánico y la erosión química de las rocas superficiales de la corteza terrestre, y luego a través de la erosión química biológica, la materia orgánica---humus, que contiene humus, minerales, agua y aire, Se agrega El material suelto se llama tierra. La meteorización química implica cambios en la composición de las rocas, que a menudo conducen al colapso de su forma. Esta erosión ocurre repetidamente durante un período de tiempo.

Principio de disolución La lluvia natural es ligeramente ácida porque el dióxido de carbono de la atmósfera se disuelve en el agua de lluvia, formando ácido carbónico débil. En un ambiente no contaminado, el valor del pH del agua de lluvia es de aproximadamente 5,6. Porque gases como el dióxido de azufre y los óxidos de nitrógeno en la atmósfera pueden provocar lluvia ácida. Estos óxidos reaccionan con el agua de lluvia para formar ácidos más fuertes, reduciendo el pH a 4,5 o 3,0. El dióxido de azufre, SO2, producido por erupciones volcánicas o combustibles fósiles, puede convertirse en ácido sulfúrico en el agua de lluvia, provocando la disolución en la caída de rocas.

Carbonatación

Uno de los procesos de disolución más conocidos es la carbonatación, un proceso provocado por el dióxido de carbono presente en la atmósfera. La carbonatación ocurre en rocas que contienen carbonato de calcio, como la piedra caliza y la tiza. Este efecto ocurre cuando el agua de lluvia se combina con dióxido de carbono o ácidos orgánicos para formar un ácido débil (Weakacid), que reacciona con el carbonato de calcio para formar bicarbonato de calcio. Este efecto se acelera a bajas temperaturas y, por tanto, es la característica principal de la erosión glaciar.

La reacción es la siguiente: CO2 H2O-gt; H2CO3

Dióxido de carbono agua-gt

H2CO3 CaCO3-gt; 2

Carbonato de calcio-gt; bicarbonato de calcio

La carbonatación forma un camino de piedra caliza separado a través de múltiples juntas en la piedra caliza. La carbonatación ocurre con mayor fuerza a lo largo de las interfaces de las rocas, ampliándolas y profundizándolas.

La hidratación es una forma de meteorización química que incluye fuertes conexiones entre iones H y OH- y moléculas minerales. Cuando los minerales de roca absorben agua, su mayor capacidad provoca tensión física en la roca. Por ejemplo, los óxidos de hierro se convertirán en hidróxido y anhidrita de hierro, que se convertirán en yeso después de la hidratación.

Principio de la hidrólisis: La hidrólisis es un proceso de meteorización química que afecta a los minerales silicatados. El agua pura se ioniza ligeramente durante la reacción y reacciona con minerales de silicato. Los ejemplos de reacción son los siguientes:

Mg2SiO4 4H 4OH--gt; 2Mg2 4OH- H4SiO4

Olivino (forsterita) cuatro iones moleculares de agua-gt en solución Ácido silícico en solución

La reacción real supone que hay suficiente agua para promover la reacción. La reacción anterior conduce a la disolución completa del mineral original. Pero la parte poco realista de la reacción anterior es que el agua pura generalmente no actúa como donante de H. Pero el dióxido de carbono se disolverá fácilmente en agua para formar un ácido débil y donar H.

Mg2SiO4 4CO2 4H2O-gt; 2Mg2 4HCO3- 4H4SiO4

Olivino (forsterita) dióxido de carbono agua-gt; solución de ion magnesio y bicarbonato en solución Ácido silícico

Las reacciones de hidrólisis anteriores son más comunes. El silicato consume el ácido carbónico y se forma una solución más alcalina debido al bicarbonato.

Esta es una reacción importante para controlar el dióxido de carbono en la atmósfera y puede influir en el clima.

Reacción especial: El Aluminosilicato (Aluminosilicato) forma un segundo mineral bajo hidrólisis en lugar de simplemente liberar iones positivos.

2KAlSi3O8 2H2CO3 9H2O-gt; Al2Si2O5(OH)4 4H4SiO4 2K 2HCO3-

Ortoclasa (aluminosilicatofeldespato) agua-gt caolinita (un mineral arcilloso) potasio (potasio) y bicarbonato; iones en solución de ácido silícico

Oxidación: Varios metales producirán oxidación (Oxidación) en ambientes degradados). La oxidación más común es la del Fe2 (hierro) y su fusión con oxígeno y agua para formar hidróxidos y óxidos de Fe3 como la goetita, limonita y hematita. Este óxido le da a la superficie de la roca un color rojo pardusco. Este óxido se pulveriza fácilmente, debilitando la roca. Este proceso se llama oxidación. Los edificios hechos de piedra, ladrillo u hormigón están sujetos a los mismos agentes atmosféricos que otros afloramientos rocosos. Las estatuas, monumentos y mampostería decorativa pueden sufrir graves daños debido a la erosión natural. El proceso anterior se intensificará en las zonas afectadas por la lluvia ácida.