풍화
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풍화(風化)는 물, 대기 가스, 생물학적 유기체와의 접촉을 통해 암석, 토양, 광물뿐만 아니라 목재, 인공 물질 등이 변질되는 것입니다.풍화는 현장에서 발생하며(현장에서 움직임이 거의 없거나 전혀 없음), 물, 얼음, 눈, 바람, 파도 및 중력과 같은 작용 물질에 의한 암석 및 광물의 운반을 수반하는 침식과는 구별됩니다.
풍화 과정은 물리적 풍화와 화학적 풍화로 나뉩니다.물리적 풍화는 열, 물, 얼음 또는 다른 작용제의 기계적 효과를 통해 암석과 토양을 분해하는 것을 포함합니다.화학적 풍화는 물, 대기 가스 및 생물학적으로 생성된 화학 물질과 암석 및 토양의 화학 반응을 포함합니다.물은 물리적 및 화학적 [1]풍화의 주요 원인이지만 대기 산소 및 이산화탄소 및 생물학적 유기체의 활동 또한 [2]중요합니다.생물학적 작용에 의한 화학적 풍화는 생물학적 [3]풍화라고도 합니다.
바위가 부서지고 남은 물질들이 유기물과 결합해 흙을 만듭니다.지구의 많은 지형과 풍경은 침식과 재침적이 결합된 풍화 과정의 결과입니다.풍화는 암석 주기의 중요한 부분이며, 오래된 암석의 풍화 생성물로 형성된 퇴적암은 지구 대륙의 66%와 [4]해저의 많은 부분을 덮고 있습니다.
물리적 풍화
물리적 풍화는 화학적 변화 없이 암석의 붕괴를 일으키는 과정입니다.물리적 풍화는 주로 온도 변화로 인해 암석이 팽창 및 수축과 같은 과정을 통해 더 작은 조각으로 분해되는 것을 포함합니다.물리적 파괴의 두 가지 유형은 동결 풍화와 열파쇄입니다.압력 방출은 온도 변화 없이 풍화를 일으킬 수도 있습니다.이것은 보통 화학적 풍화보다 훨씬 덜 중요하지만, 아극이나 고산 [5]환경에서는 중요할 수 있습니다.게다가, 화학적인 풍화와 물리적인 풍화는 종종 함께 진행됩니다.예를 들어, 물리적 풍화에 의해 확장된 균열은 화학 작용에 노출되는 표면적을 증가시켜 [6]붕괴 속도를 증폭시킵니다.
서리 풍화는 물리적 풍화의 가장 중요한 형태입니다.다음으로 중요한 것은 식물 뿌리가 쐐기를 박는 것인데, 때때로 바위 틈으로 들어가 그것들을 갈라놓기도 합니다.벌레나 다른 동물들의 굴을 파는 것은 [7]지의류에 의한 "낙하산"과 마찬가지로 암석을 분해하는 데 도움이 될 수도 있습니다.
서리 풍화
서리 풍화는 바위 노두 안에 얼음이 형성되어 발생하는 물리적 풍화의 형태를 총칭하는 것입니다.이것들 중 가장 중요한 것은 서리 쐐기라고 오랫동안 믿어졌습니다. 서리 쐐기는 그것이 얼었을 때 기공의 물이 팽창하는 것에서 비롯됩니다.그러나, 이론적이고 실험적인 연구들의 증가는 과냉각된 물이 암석 내에서 형성되는 얼음의 렌즈로 이동하는 얼음 분리가 더 중요한 [8][9]메커니즘임을 시사합니다.
물이 얼면 부피가 9.2% 증가합니다.이 확장은 이론적으로 200 메가파스칼(29,000psi) 이상의 압력을 생성할 수 있지만, 더 현실적인 상한은 14 메가파스칼(2,000psi)입니다.이것은 여전히 약 4메가파스칼(580psi)인 화강암의 인장 강도보다 훨씬 더 큽니다.이것은 기공수가 얼고 그 부피 팽창이 주위의 암석을 파괴하는 서리 웨지를 서리 풍화를 위한 그럴듯한 메커니즘으로 보이게 합니다.하지만, 얼음은 큰 압력을 발생시키기 전에 직선의 개방된 균열로부터 확장될 것입니다.따라서 서리 쐐기는 작고 뒤틀린 [5]골절에서만 발생할 수 있습니다.또한 암석은 물로 거의 완전히 포화되어야 합니다. 그렇지 않으면 얼음은 큰 압력을 발생시키지 않고 불포화 암석의 대기 공간으로 단순히 확장될 것입니다.이러한 조건들은 서리 웨지가 서리 [10]풍화의 주요한 과정이 될 가능성이 없을 정도로 충분히 이례적입니다.서리 쐐기는 물로 포화된 암석이 매일 녹는 주기와 결빙되는 주기가 있는 곳에서 가장 효과적입니다. 따라서 열대, 극지방 또는 건조한 [5]기후에서는 중요하지 않을 것입니다.
얼음 분리는 물리적 [8]풍화의 덜 잘 특성화된 메커니즘입니다.얼음 알갱이는 항상 표면층을 가지고 있고, 종종 단지 몇 분자 두께이기 때문에, 심지어 어는점보다 훨씬 낮은 온도에서도 고체 얼음보다 액체 물과 더 유사합니다.이 미리 용해된 액체 층은 특이한 특성을 갖는데, 여기에는 암석의 따뜻한 부분에서 모세관 작용에 의해 물을 끌어들이는 강한 경향이 포함됩니다.이것은 얼음 알갱이가 주변 바위에 [11]상당한 압력을 가하는 결과를 낳는데, 서리 쐐기를 박을 가능성보다 최대 10배나 더 큽니다.이 메커니즘은 평균 온도가 빙점 바로 아래인 -4 ~ -15 °C(25 ~ 5 °F)의 암석에서 가장 효과적입니다.얼음 분리는 얼음 바늘과 얼음 렌즈의 성장을 바위의 균열 안에서 그리고 바위 표면과 평행하게 만들어 점차적으로 바위를 [9]갈라놓습니다.
열응력
열응력 풍화는 온도변화에 따른 암석의 팽창과 수축으로 인해 발생합니다.열응력 풍화는 암석의 가열된 부분이 주변 암석에 의해 눌려질 때 가장 효과적이며, 따라서 한 [12]방향으로만 자유롭게 팽창할 수 있습니다.
열응력 풍화는 열충격과 열피로의 두 가지 주요 유형으로 구성됩니다.열충격은 응력이 너무 커서 바위가 곧바로 균열이 생길 때 발생하지만, 이런 경우는 흔치 않습니다.더 전형적인 것은 열 피로인데, 이는 응력이 당장의 암석 파괴를 일으킬 정도로 크지는 않지만, 반복적인 응력과 방출이 [12]암석을 점차 약화시키는 것입니다.
열 스트레스 풍화는 사막에서 중요한 메커니즘입니다. 사막에서는 주행 온도 범위가 크고 낮에는 덥고 [13]밤에는 춥습니다.결과적으로 열응력 풍화는 일사 풍화라고 불리기도 하지만 이는 오해의 소지가 있습니다.열 스트레스 풍화는 단지 강렬한 태양열이 아니라, 온도의 큰 변화에 의해 야기될 수 있습니다.덥고 건조한 기후만큼 [12]추운 기후에서도 중요할 수 있습니다.또한 산불은 급격한 열 스트레스 [14]풍화의 중요한 원인이 될 수 있습니다.
열 스트레스 풍화의 중요성은 [5][9]지질학자들에 의해 오랫동안 무시되어 왔습니다, 그것의 효과가 중요하지 않다는 것을 보여주는 것처럼 보였던 20세기 초의 실험에 근거한 것입니다.그 이후로 이러한 실험은 비현실적이라는 비판을 받아 왔습니다. 왜냐하면 암석 표본이 작고, (골절의 핵 생성을 감소시키는) 연마되었고, 지지되지 않았기 때문입니다.따라서 이 작은 표본들은 실험용 오븐에서 가열될 때 모든 방향으로 자유롭게 팽창할 수 있었고, 이는 자연 환경에서 가능한 종류의 응력을 생성하지 못했습니다.실험은 또한 열 피로보다 열 충격에 더 민감했지만, 열 피로는 자연계에서 더 중요한 메커니즘일 가능성이 높습니다.지형학자들은 특히 추운 [12]기후에서 열응력 풍화의 중요성을 다시 강조하기 시작했습니다.
압력방출
압력 방출 또는 하역은 깊게 파묻힌 암석이 발굴될 때 보이는 물리적 풍화의 한 형태입니다.화강암과 같은 관입 화성암은 지구 표면 깊은 곳에 형성되어 있습니다.그들은 그 위에 깔린 암석 물질 때문에 엄청난 압력을 받고 있습니다.침식이 발생하면, 이 침입암들이 노출되고 그에 대한 압력이 방출됩니다.그러면 바위의 바깥 부분이 확장되는 경향이 있습니다.팽창은 암석 표면에 평행하게 균열을 발생시키는 응력을 설정합니다.시간이 지남에 따라 암석의 판들은 골절을 따라 노출된 암석들로부터 떨어져 나가는데, 이러한 과정을 각질제거라고 합니다.압력 방출로 인한 박리는 시트링(sheating)[15]이라고도 합니다.
열풍화와 마찬가지로 압력 방출은 응력을 받는 암석에서 가장 효과적입니다.여기서 응력을 받지 않은 표면을 향하는 차동 응력은 돌을 쉽게 산산조각 낼 수 있을 정도로 35 메가파스칼(5,100 psi)만큼 높습니다.이 메커니즘은 또한 광산과 채석장에서 폭발을 일으키고 바위 [16]노두에서 관절을 형성하는 원인이 됩니다.
중첩된 빙하가 후퇴할 경우 압력 방출로 인해 각질이 제거될 수도 있습니다.이는 다른 물리적 착용 [17]메커니즘에 의해 강화될 수 있습니다.
염결정 성장
소금 결정화(소금 풍화, 소금 쐐기 또는 할로클래시라고도 함)는 소금 용액이 바위의 틈과 관절에 스며들고 증발하여 소금 결정을 남겼을 때 바위의 붕괴를 야기합니다.얼음 분리와 마찬가지로, 소금 알갱이의 표면은 모세관 작용을 통해 추가적으로 용해된 소금을 끌어들여 주변 암석에 높은 압력을 가하는 소금 렌즈의 성장을 유발합니다.나트륨과 마그네슘 소금은 소금 풍화를 만드는 데 가장 효과적입니다.소금 풍화는 퇴적암의 황철이 화학적으로 철()에 풍화될 때에도 일어날 수 있습니다.II) 황산염과 석고는 소금 [9]렌즈로 결정화됩니다.
소금 결정화는 증발에 의해 소금이 농축된 곳에서 일어날 수 있습니다.따라서 강한 가열이 강한 증발을 일으키는 건조한 기후와 [9]해안가에서 가장 흔합니다.소금 풍화는 동굴 암석 풍화 [18]구조의 한 종류인 타포니의 형성에 중요할 것으로 보입니다.
기계적 풍화에 미치는 생물학적 영향
생물은 화학적 풍화뿐만 아니라 기계적 풍화에도 기여할 수 있습니다(아래 ③ 생물학적 풍화 참조).지의류와 이끼는 본질적으로 맨 바위 표면에서 자라고 더 습한 화학 미세 환경을 만듭니다.암석 표면에 이 유기체들의 부착은 암석의 표면 미세층의 화학적 분해뿐만 아니라 물리적인 것을 향상시킵니다.지의류는 뽑아내는 것으로 묘사되는 그들의 하이페(뿌리와 같은 부착 구조)로 맨 셰일에서 느슨해진 광물 알갱이들을 캐내고, 그 조각들을 그들의 몸 안으로 끌어당기는 것이 관찰되어 왔습니다. 그리고 나서 그 조각들은 [19]소화와 달리 화학적 풍화 과정을 거칩니다.더 큰 규모로 보면, 틈과 식물 뿌리에서 싹을 틔우는 묘목은 물과 화학적 침투를 [7]위한 통로를 제공할 뿐만 아니라 물리적인 압력을 가합니다.
화학적 풍화
대부분의 암석은 높은 온도와 압력에서 형성되며, 암석을 구성하는 광물은 비교적 시원하고 습하며 지구 표면의 전형적인 산화 상태에서 화학적으로 불안정한 경우가 많습니다.화학적 풍화는 물, 산소, 이산화탄소, 그리고 다른 화학물질들이 그것의 구성을 바꾸기 위해 암석과 반응할 때 일어납니다.이러한 반응은 암석에 있는 원래의 1차 광물 중 일부를 2차 광물로 전환시키고, 용질로서 다른 물질을 제거하고, 가장 안정한 광물을 화학적으로 변하지 않는 저항물로 남깁니다.사실상, 화학적 풍화는 암석에 있는 원래의 광물 세트를 표면 조건과 더 밀접한 균형을 이루는 새로운 광물 세트로 바꿉니다.그러나, 진정한 평형에 도달하는 것은 거의 없습니다. 왜냐하면 풍화는 느린 과정이고, 침출은 풍화 반응에 의해 생성된 용질이 평형 수준으로 축적되기 전에 제거되기 때문입니다.특히 열대지방 환경에서는 [20]더욱 그렇습니다.
물은 화학적 풍화의 주요 작용제이며, 가수분해로 분류되는 반응을 통해 많은 주요 광물을 점토 광물 또는 수화된 산화물로 전환시킵니다.산소는 또한 중요하며, 많은 광물을 산화시키는 작용을 하며, 그들의 풍화 반응을 [21]탄산화라고 설명하는 이산화탄소도 마찬가지입니다.
산악 블록 융기 과정은 대기와 수분에 새로운 암석 지층을 노출시키는 데 중요하며, 중요한 화학적 풍화가 일어날 수 있습니다. Ca와 다른 이온들이2+ [22]지표수로 상당한 방출이 발생합니다.
해산
용해( solution (, )는 광물이 새로운 고체 물질을 생성하지 않고 완전히 용해되는 과정입니다.빗물은 할라이트나 석고와 같은 용해성 광물을 쉽게 용해시키지만, 충분한 [24]시간이 주어지면 석영과 같은 강한 저항성 광물도 용해시킬 수 있습니다.물은 결정 [25]안에 있는 원자들 사이의 결합을 깨뜨립니다.
석영의 용해에 대한 전체적인 반응은
- SiO + 2HO → HSiO
용해된 석영은 규산의 형태를 띠고 있습니다.
특히 중요한 용해 형태는 탄산염 용해인데, 이 용해 형태에서는 대기 중의 이산화탄소가 용액 풍화를 강화합니다.탄산염 용해는 석회석과 분필과 같은 탄산칼슘을 함유한 암석에 영향을 미칩니다.그것은 빗물이 이산화탄소와 결합하여 탄산칼슘(석회석)을 용해시키고 용해성 중탄산칼슘을 형성하는 약한 산인 탄산을 형성할 때 발생합니다.반응 속도가 느리지만, 이 과정은 저온에서 열역학적으로 선호되는데, 이는 차가운 물이 더 많은 용해된 이산화탄소 가스를 보유하기 때문입니다.따라서 탄산염 용해는 빙하 [26]풍화의 중요한 특징입니다.
탄산염 용해에는 다음과 같은 단계가 포함됩니다.
- CO + HO → HCO
- 이산화탄소 + 물 → 탄산
- HCO + CaCO → Ca(HCO)
- 탄산 + 탄산칼슘 → 중탄산칼슘
잘 접합된 석회석 표면에 탄산염이 용해되면 해부된 석회석 포장이 생성됩니다.이 과정은 관절을 따라 가장 효과적이며,[27] 관절을 넓히고 깊게 합니다.
오염되지 않은 환경에서 용해된 이산화탄소로 인한 빗물의 pH는 약 5.6입니다.산성비는 이산화황과 질소산화물과 같은 가스가 대기 중에 있을 때 발생합니다.이러한 산화물은 빗물에서 반응하여 더 강한 산을 생성하고 pH를 4.5 또는 심지어 3.0으로 낮출 수 있습니다.이산화황, SO는2 화산 폭발이나 화석 연료로부터 발생하며 빗물 안에서 황산이 될 수 있으며,[28] 이것은 그것이 떨어지는 암석에 용액 풍화를 일으킬 수 있습니다.
가수분해 및 탄산화
가수분해(부조화용해라고도 함)는 광물의 일부만 용액으로 만드는 화학적 풍화의 한 형태입니다.광물의 나머지는 [29]점토 광물과 같은 새로운 고체 물질로 바뀝니다.예를 들어, 포르스테라이트(마그네슘 올리빈)는 고체 브루카이트와 용해된 규산으로 가수분해됩니다.
- MgSiO24 + 4 HO2 ≥ 2 Mg(OH)2 + HSiO44
- 포레스테라이트+물 ⇌ 브루카이트+규산
광물의 풍화 중 대부분의 가수분해는 산성수에 존재하는 양성자(수소 이온)가 광물 결정 [30]내의 화학적 결합을 공격하는 산성 가수분해입니다.서로 다른 양이온과 광물의 산소 이온 사이의 결합은 강도에 차이가 있고, 가장 약한 것이 먼저 공격을 받게 됩니다.그 결과 화성암질의 광물은 원래 형성된 순서와 거의 같은 순서로 형성됩니다(Bowen's Reaction Series).[31]상대적인 결합 강도는 다음 [25]표에 나와 있습니다.
| 유대 | 상대강도 |
|---|---|
| 시오 | 2.4 |
| Ti-O | 1.8 |
| 알오 | 1.65 |
| Fe-O+3 | 1.4 |
| Mg-O | 0.9 |
| Fe-O+2 | 0.85 |
| Mn-O | 0.8 |
| Ca-O | 0.7 |
| Na-O | 0.35 |
| 케이오 | 0.25 |
이 표는 풍화 순서에 대한 대략적인 지침일 뿐입니다.일라이트와 같은 일부 광물은 비정상적으로 안정한 반면, 실리카는 실리콘-산소 [32]결합의 강도를 고려할 때 비정상적으로 불안정합니다.
물에 녹아 탄산을 만드는 이산화탄소는 양성자의 가장 중요한 공급원이지만, 유기산은 [33]산성의 중요한 자연적 공급원이기도 합니다.용해된 이산화탄소로부터 산 가수분해는 때때로 탄산화로 묘사되며, 1차 광물이 2차 탄산염 [34]광물로 풍화되는 결과를 초래할 수 있습니다.예를 들어, 포스테라이트의 풍화는 반응을 통해 브루사이트 대신 마그네슘을 생성할 수 있습니다.
- MgSiO24 + 2CO2 + 2HO2 ≥ 2 MgCO3 + HSiO44
- 포레스테라이트 + 이산화탄소 + 물 ⇌ 마그네슘 + 규산 용액에
탄산은 규산염 풍화에 의해 소비되며, 중탄산염 때문에 더 많은 알칼리 용액이 생성됩니다.이것은 대기 중의 CO의 양을2 조절하는데 중요한 반응이며 [35]기후에 영향을 줄 수 있습니다.
나트륨이나 칼륨 이온과 같은 용해성이 높은 양이온을 함유한 알루미노 실리케이트는 산 가수분해 과정에서 양이온을 용해된 중탄산염으로 방출합니다.
- 2 KALSiO + 2 HCO + 9 HO ⇌ AlSiO(OH) + 4 HSiO + 2 K + 2 HCO
- 오르토클레이스(초규산 장석) + 탄산 + 물 ⇌ 카올리나이트(점토광물) + 규산 용액 + 칼륨 및 중탄산 이온
산화
풍화 환경에서는 다양한 금속의 화학적 산화가 발생합니다.가장 일반적으로 관찰되는 것은 산소와 물에 의해 Fe(철)이2+ 산화되어 괴테, 리모나이트, 헤마타이트 등의 Fe 산화물과 수산화물이 형성되는3+ 것입니다.이것은 영향을 받은 암석의 표면에 적갈색을 갖게 하여 쉽게 부서지고 암석을 약하게 만듭니다.다른 많은 금속 광석과 광물들이 산화되고 수화되어 착색 퇴적물을 생성하며, 수산화 구리와 [36]산화철로 산화되는 칼코피라이트 또는 CuFeS와2 같은 황화물 광물들의 풍화 동안 황도 마찬가지입니다.
수화
미네랄 수화는 물 분자 또는 H+와 OH- 이온이 광물의 원자와 분자에 단단하게 부착되는 것을 포함하는 화학적 풍화의 한 형태입니다.중대한 해체는 일어나지 않습니다.예를 들어, 산화철은 수산화철로 전환되고 무수물의 수화물은 [37]석고를 형성합니다.
광물의 벌크 수화는 용해, 가수분해 및 [36]산화에 비해 부차적인 중요성을 갖지만, 결정 표면의 수화는 가수분해의 중요한 첫 단계입니다.광물 결정의 새로운 표면은 전하가 물 분자를 끌어당기는 이온을 노출합니다.이 분자들 중 일부는 노출된 음이온(보통 산소)에 결합하는 H+와 노출된 양이온에 결합하는 OH-로 분해됩니다.이는 표면을 더욱 교란시켜 다양한 가수분해 반응에 취약하게 만듭니다.추가 양성자는 표면에 노출된 양이온을 대체하여 양이온을 용질로 자유롭게 합니다.양이온이 제거됨에 따라 실리콘-산소 및 실리콘-알루미늄 결합은 가수분해에 더욱 취약해져 이산화규산 및 수산화알루미늄이 침출되거나 점토 [32][38]광물을 형성할 수 있게 됩니다.실험실 실험에 따르면 장석 결정의 풍화는 결정 표면의 위치가 어긋나거나 다른 결함에서 시작되며, 풍화층은 단지 몇 개의 원자 두께에 불과합니다.광물 입자 내에서의 확산은 [39]유의하지 않은 것으로 보입니다.
생물학적 풍화
광물 풍화는 토양 미생물에 의해 시작되거나 가속될 수도 있습니다.토양 유기체는 전형적인 토양의 약 10mg/cm을3 구성하고, 실험실 실험은 알부라이트와 모스크바라이트가 무균 토양에 비해 살아있는 토양에서 두 배나 빠른 날씨를 보여주었습니다.암석 위의 이끼들은 화학적 [33]풍화의 가장 효과적인 생물학적 작용제 중 하나입니다.예를 들어, 미국 뉴저지 주의 혼블렌드 화강암에 대한 실험 연구에서는 최근 노출된 맨 [40]바위 표면에 비해 이끼가 덮인 표면에서 풍화율이 3배에서 4배 증가하는 것으로 나타났습니다.
가장 일반적인 형태의 생물학적 풍화는 킬레이트 화합물(예: 특정 유기산 및 사이드로포어)과 식물에 의한 이산화탄소 및 유기산의 방출로 인해 발생합니다.뿌리는 점토 광물에 CO가 흡착되고2 토양 [41]밖으로 CO가 매우2 느린 확산 속도로 도움을 받아 이산화탄소 수준을 전체 토양 가스의 30%까지 높일 수 있습니다.이산화탄소와 유기산은2 그 아래 토양에서 알루미늄과 철을 함유한 화합물을 분해하는 데 도움을 줍니다.뿌리는 뿌리 옆 토양에서 양성자에 의해 균형 잡힌 음전하를 가지며, 이것들은 [42]칼륨과 같은 필수적인 영양 양이온으로 교환될 수 있습니다.토양에 있는 죽은 식물의 부패한 잔해는 물에 녹으면 화학적 [43]풍화를 일으키는 유기산을 형성할 수 있습니다.킬레이트 화합물, 대부분 저분자량 유기산은 맨 바위 표면에서 금속 이온을 제거할 수 있으며, 알루미늄과 실리콘은 특히 [44]취약합니다.맨 바위를 분해할 수 있는 능력은 이끼가 건조한 [45]땅의 첫 번째 식민지 개척자 중 하나가 될 수 있도록 해줍니다.킬레이트 화합물의 축적은 주변의 암석과 토양에 쉽게 영향을 미칠 수 있으며 [46][47]토양의 포드솔리화를 초래할 수 있습니다.
나무 뿌리 시스템과 관련된 공생성 균류는 아파타이트나 비오타이트와 같은 무기질로부터 무기질 영양소를 방출하고 이 영양소를 나무에 전달하여 나무 [48]영양에 기여할 수 있습니다.또한 최근에는 박테리아 군집이 무기 영양소의 [49]방출로 이어지는 광물 안정성에 영향을 줄 수 있다는 것이 증명되었습니다.다양한 속의 광범위한 박테리아 균주 또는 군집이 광물 표면을 식민지화하거나 광물을 풍화할 수 있다고 보고되었으며, 그 중 일부에 대해서는 식물 성장 촉진 효과가 [50]입증되었습니다.박테리아가 광물을 풍화하기 위해 사용하는 입증되거나 가설화된 메커니즘은 양성자, 유기산 및 킬레이트 분자와 같은 풍화제 생성뿐만 아니라 여러 산화 환원 및 용해 반응을 포함합니다.
해저에서의 풍화
현무암 해양 지각의 풍화는 대기 중의 풍화와는 중요한 면에서 다릅니다.풍화는 상대적으로 느리고 현무암의 밀도는 낮아져 1억년당 약 15%의 속도를 보입니다.현무암은 수화되어 규질, 티타늄, 알루미늄, 철,[51] 칼슘을 희생하여 철, 마그네슘, 나트륨을 총합, 제2철로 농축합니다.
건물풍화
돌, 벽돌 또는 콘크리트로 만들어진 건물은 노출된 암석 표면과 동일한 풍화제에 노출되기 쉽습니다.또한 조각상, 기념물, 장식용 석재는 자연적인 풍화작용에 의해 심하게 손상될 수 있습니다.산성비의 [52]영향을 많이 받는 지역에서는 이 현상이 가속화됩니다.
건물의 가속 풍화는 환경과 탑승자 안전에 위협이 될 수 있습니다.설계 전략은 압력 조절식 레인 스크리닝을 사용하여 HVAC 시스템이 습도 축적을 효과적으로 제어할 수 있도록 보장하고 동결-해빙 사이클의 영향을 최소화하기 위해 수분 함량이 감소된 콘크리트 혼합물을 선택하는 것과 같은 환경 영향을 완화할 수 있습니다.
풍화가 잘 된 토양의 특성
지구 표면에 노출된 가장 풍부한 결정질 암석인 그래나이트 암석은 혼블렌드의 파괴와 함께 풍화를 시작합니다.비오타이트는 그 다음에 vermiculite로 풍화되고, 마지막으로 올리고클레이스와 마이크로클라인이 파괴됩니다.모두 점토 광물과 [31]산화철의 혼합물로 변환됩니다.그 결과 생성된 토양은 암반에 비해 칼슘, 나트륨, 철이 고갈되고 마그네슘은 40%, 규소는 15% 감소합니다.동시에 토양은 알루미늄과 칼륨이 최소 50%, 티타늄은 3배, 철은 암반에 비해 10배 이상 풍부합니다.[54]
현무암은 높은 온도와 건조한 조건에서 형성되기 때문에 화강암보다 더 쉽게 풍화됩니다.미세한 알갱이 크기와 화산 유리의 존재도 풍화를 앞당깁니다.열대지방에서는 점토광물, 수산화알루미늄, 티타늄이 풍부한 산화철로 빠르게 풍화됩니다.대부분의 현무암은 칼륨이 상대적으로 부족하기 때문에, 현무암은 칼륨이 부족한 몬모릴로나이트로, 그리고 카올리나이트로 직접 풍화됩니다.열대 우림에서와 같이 침출이 지속적이고 강도가 높은 곳에서 최종적인 풍화 생성물은 알루미늄의 주요 광석인 보크사이트입니다.비가 많이 내리지만 계절성이 강한 계절성 기후와 같은 곳에서 최종적인 풍화 생성물은 철과 티타늄이 풍부한 라테라이트입니다.[55] 일반적인 강물이 [56]카올리나이트와 평형을 이루므로, 카올리나이트를 보크사이트로 전환하는 것은 강렬한 침출만으로도 발생합니다.
토양 형성은 지질학적 시간상 매우 짧은 간격인 100년에서 1,000년 사이의 시간이 필요합니다.이에 따라 일부 층에서는 팔레오솔(화석토)층이 많이 형성되어 있습니다.예를 들어, 와이오밍의 윌우드 층은 350만년의 지질학적 시간을 나타내는 770미터(2,530피트) 구간에 1,000개 이상의 팔레오솔 층을 포함하고 있습니다.팔레오솔은 아르케아만큼 오래된 것으로 확인되었습니다. (25억년 이상 된)하지만, 팔레오솔은 지질학적 [57]기록에서 알아보기 어렵습니다.퇴적층이 고엽제임을 알 수 있는 지표로는 점층적 하부 경계와 날카로운 상부 경계, 점토가 많이 함유되어 있음, 퇴적 구조물이 거의 없는 불량한 분류, 중첩층의 찢어진 성막, 그리고 상층부의 [58]물질을 함유한 건조 균열 등이 있습니다.
토양의 풍화정도는 10023 AlO/(AlO23 + CaO2 + NaO2 + KO)로 정의되는 변화의 화학지수로 나타낼 수 있습니다.이것은 풍화되지 않은 상부 지각 암석의 경우 47에서 완전히 풍화된 [59]물질의 경우 100까지 다양합니다.
비지질학적 재료의 풍화
목재는 가수분해 및 기타 광물과 관련된 공정에 의해 물리적 및 화학적으로 풍화될 수 있지만, 또한 목재는 햇빛으로부터 오는 자외선에 의해 유발되는 풍화에 매우 취약합니다.이것은 목재 [60]표면을 분해하는 광화학 반응을 유도합니다.광화학 반응은 페인트와 [62]플라스틱의[61] 풍화에도 중요합니다.
갤러리
참고 항목
- Aeolian 프로세스 – 바람 활동으로 인한 프로세스
- 바이오헥시스타지 – 기후 조건의 변화에 의해 토양과 운반된 퇴적물의 형성을 설명하는 이론
- 암석의 케이스 경화
- 분해 – 유기물이 보다 단순한 유기물로 분해되는 과정
- 환경실
- 엘루비움 – 암석 풍화의 최종 산물
- 화강암 각질제거 – 풍화로 인해 양파처럼 벗겨지는 화강암 피부(탈질)
- 폴리머 풍화인자 – 폴리머의 광산화 한 페이지
- 메타소머티즘 – 열수 및 기타 유체에 의한 암석의 화학적 변화
- 운석 풍화 – 운석의 지상변화
- Pedogenesis – 토양 형성 과정 방향 대상에 을 표시하는 페이지
- 역풍화
- 토양생성함수
- 공간 풍화 – 풍화 유형
- 구형 풍화 – 접합 기반암에 영향을 미치는 화학적 풍화 형태
- 폴리머의 기상시험 – 폴리머 및 폴리머 코팅 열화 제어
- 풍화강 – 날씨에 노출될 때 녹슨 듯한 마감을 형성하도록 설계된 강철 합금 그룹
참고문헌
- ^ Leeder, M. R. (2011). Sedimentology and sedimentary basins : from turbulence to tectonics (2nd ed.). Chichester, West Sussex, UK: Wiley-Blackwell. p. 4. ISBN 9781405177832.
- ^ Blatt, Harvey; Middleton, Gerard; Murray, Raymond (1980). Origin of sedimentary rocks (2d ed.). Englewood Cliffs, N.J.: Prentice-Hall. pp. 245–246. ISBN 0136427103.
- ^ Gore, Pamela J. W. "Weathering". Georgia Perimeter College. Archived from the original on 2013-05-10.
- ^ Blatt, Harvey; Tracy, Robert J. (1996). Petrology : igneous, sedimentary, and metamorphic (2nd ed.). New York: W.H. Freeman. p. 217. ISBN 0716724383.
- ^ a b c d 블랫, 미들턴 & 머레이 1980, 페이지 247.
- ^ 리더 2011, 페이지 3.
- ^ a b Blatt, Middleton & Murray 1980, pp. 249–250.
- ^ a b Murton, J. B.; Peterson, R.; Ozouf, J.-C. (17 November 2006). "Bedrock Fracture by Ice Segregation in Cold Regions". Science. 314 (5802): 1127–1129. Bibcode:2006Sci...314.1127M. doi:10.1126/science.1132127. PMID 17110573. S2CID 37639112.
- ^ a b c d