ГлавнаяЛитосфера → Химическое выветривание

Химическое выветривание

29 Авг 2013

Когда механическое выветривание разбивает породу на части, увеличивается общая площадь ее поверхности, подвергающейся внешним воздействиям, и возрастает химическое выветривание. Химическое выветривание разрушает породу посредством реакций, в которых участвуют химические элементы породы и комплексы минералов. Они изменяют химический состав и форму породы. Это более медленный процесс, чем физическое выветривание.

Химическое выветривание происходило многие миллионы лет, но с добавлением антропогенных промышленных выбросов в атмосферу и гидросферу Земли некоторые формы химического выветривания усилились.

Химическое выветривание протекает одним из следующих путей:

• Окисление = реакция с кислородом 02.

• Гидролиз = реакция с водой н20.

• Действие кислот = реакция с кислотами (н2СОэ, h2S04, h2so3).

Самой важной природной кислотой является угольная кислота, которая образуется, когда двуокись углерода растворяется в воде (С02 + н20 = н2С03). Карбонатные осадочные породы, такие как известняк и мрамор, особенно чувствительны к химическому выветриванию такого типа. Выемки и канавки, которые часто видны на выходах карбонатных пород, представляют собой примеры химического выветривания.

Некоторые химические реакции увеличивают скорость химического выветривания. По всей видимости, наиболее известное и самое достойное освещения в печати химическое выветривание происходит под действием кислотных дождей. Кислотные дожди образуются, когда химические вещества в атмосфере реагируют с водой и возвращаются на землю в кислотной форме в виде дождя. Когда это происходит, этот процесс известен как выщелачивание. Если кислотный дождь попадает на известняковые статуи, монументы и надгробия, он может растворить, обесцветить и/или нарушить форму их поверхности в результате реакции с химическими элементами породы. Исторические ценности, такие как статуи и здания, построенные сотни и тысячи лет назад, страдают от такого рода выветривания, побочного продукта промышленного загрязнения.

Химическое выветривание приводит к замещению исходных минералов горных пород новыми минералами. Эти замещенные минералы могут обладать совсем другими механическими свойствами, такими как прочность и ковкость. Например, если образуются глины, они могут быть не такими неподатливыми, какими могли быть исходные породы, а гораздо более пластичными. Химическое выветривание неизменно ослабляет горные породы, увеличивая шансы для перемещения масс.

• Окисление имеет место, когда анионы кислорода реагируют с катионами минеральных веществ, разрушая их и формируя окислы, такие как оксид железа (Fe203), делая исходное вещество более мягким.

• Растворимость – это способность минеральных веществ растворяться в воде. Некоторые минеральные вещества легко растворяются в чистой воде. Другие гораздо лучше растворяются в кислотном растворе. Дождевая вода, которая соединяется с двуокисью углерода, образуя угольную кислоту (Н20 + С02 = Н2СОэ), становится кислотной естественным образом.

• Гидролиз имеет место, когда молекулы воды и минеральных веществ реагируют друг с другом, образуя новые минералы. Преобразование полевого шпата, ортоклаза, в глину является примером гидролиза.

• Выщелачивание происходит, когда находящиеся в окружающей среде кислоты, такие как угольная кислота (вода), гумидная кислота (почва) и серная кислота (кислотные дожди), вступают в реакцию с минералами и растворяют минеральные анионы и катионы.

В химическом выветривании почти всегда участвует вода. Двуокись углерода, растворяясь в дождевой воде, образует угольную кислоту, которая растворяет известняки и переносит их в виде раствора карбоната кальция. Когда известняки растворяются на протяжении длительного периода времени подземными течениями, образуются замысловатые пещеры и каналы.

Химическое выветривание, происходящее быстрее в известняках, чем в песчаниках, ускоряется при увеличении температуры. Оно протекает быстрее всего на острых тонких краях горных пород, отличающихся большей площадью поверхности, но меньшим объемом. Вследствие этого они быстрее эродируются. То же самое происходит с постройками из известняка. В древнегреческих руинах, возраст которых превышает 2500 лет, можно увидеть изрытые, вытравленные кислотами известняковые колонны, края и поверхность которых подверглись разрушению в результате выщелачивания.





Рекомендуем к прочтению



Здесь вы можете написать отзыв

* Текст комментария
* Обязательные для заполнения поля