Charakterystyka poszczególnych typów wietrzenia.

Wietrzenie (dezintegracja) jest to proces geologiczny, który polega na rozdrabnianiu skały, co prowadzi do zmniejszenia jej zwięzłości i spoistości. Zachodzi on na styku litosfery z atmosferą, hydrosferą i biosferą. Wietrzenie obejmuje przypowierzchniową strefę skorupy ziemskiej zwaną strefą wietrzeniową. Sięga ono do głębokości od kilku do kilkudziesięciu metrów. Wietrzenie jest procesem przygotowującym i warunkującym powstanie i rozwój form egzogenicznych na powierzchni ziemi. Proces doprowadzający do zmian fizycznych nazywamy wietrzeniem fizycznym lub mechanicznym. Przyczyną wietrzenia fizycznego są : - zmiany w intensywności promieniowania słonecznego, - na przemian zamarzanie i odmarzanie gruntu, - zmiany wilgotności gruntu. Rezultatem zachodzenia wyżej wymienionych procesów jest rozpad skały na bloki, głazy, okruchy i coraz drobniejsze cząsteczki aż do pyłu. Wietrzenie fizyczne dzielimy na: - wietrzenie insolacyjne (insolacja) - wietrzenie mrozowe (kongelacja) - wietrzenie solne (eskudacja) - wietrzenie skał ilastych (deflokulacja) - wietrzenie sferoidalne WIETRZENIE INSOLACYJNE Wietrzenie insolacyjne (termiczne) zachodzi na skutek nasłonecznienia. Spowodowane jest zmianami temperatury, wielokrotnym na przemian ogrzewaniu i ochładzaniu (powierzchnia ogrzewana jest w ciągu dnia dzięki promieniom słonecznym, a ochładzana w ciągu nocy na wskutek braku promieniowania słonecznego).Wielokrotne powtarzanie cyklu rozgrzewanie-ochładzanie skały prowadzi do jej rozpadu ziarnistego (dezintegracji granulowej). Produktem tego procesu jest tzw. kasza ziarnista złożona z różnych minerałów. Skały są złym przewodnikiem ciepła, dlatego dochodzi w nich również do powstawania naprężeń nie tylko pomiędzy ziarnami mineralnymi, ale również pomiędzy warstwami. W luźnych skałach, drobnoziarnistych zmiany temperatury w ciągu dnia i nocy nie powodują wietrzenia insolacyjnego, natomiast w skałach zwięzłych zachodzi ten proces. W skałach (głównie krystalicznych) o strukturze ziarnistej ziarna mineralne, pod wpływem insolacji, rozszerzają się. Zależnie od stopnia pochłaniania ciepła mogą rozszerzać się bardziej (ziarna minerałów ciemnych) i mniej (ziarna minerałów jasnych). W nocy skały oddają ciepło i ich ziarna się kurczą (ciemne bardziej, jasne mniej). Poprzez nierównomierne rozszerzanie i kurczenie się ziaren w skale powstają rozluźnienia pomiędzy nimi, co prowadzi do wykruszenia się pojedynczych ziaren. W skutek insolacji nagrzewa się tylko powierzchnia skały i warstwa przypowierzchniowa, natomiast głębsze partie są poddane coraz słabszemu ogrzewaniu. Powoduje to powstanie napięć, które doprowadzają do tworzenia się drobnych pęknięć równoległych do powierzchni skalnej. Wzdłuż tych pęknięć oddziela się wówczas zewnętrzna warstwa skały. Ten proces nazywamy eksfoliacją (łuszczeniem się skały). W wyniku ochładzania partie zewnętrzne kurczą się bardziej niż partie wewnętrzne i wtedy powstają szczeliny dzielące warstwę przypowierzchniową na płyty i bloki. Ten rodzaj rozpadu to dezintegracja blokowa. Szczególnie korzystne warunki dla wietrzenia insolacyjnego ma pustynia (amplitudy wynoszą tam około 80o). WIETRZENIE MROZOWE Wietrzenie mrozowe polega na rozsadzaniu, rozkruszaniu, pękaniu skał przez zamarzającą w ich szczelinach wodę. Intensywność wietrzenia mrozowego zależy od warunków klimatycznych (częste wahania temperatury ok. 0o , czyli okresy mroźne), od właściwości skały oraz od obecności w szczelinach skały wód roztopowych lub deszczowych. Na wietrzenie mrozowe najbardziej podatne są skały porowate i gęsto pocięte (np. gnejsy, piaskowce, margle), natomiast skały zwięzłe i słabo uszczelnione (np. granit) oraz o bardzo szerokich szczelinach (np. wapień) są odporne na tego typu wietrzenie. Wietrzeniu podlegają , oprócz skał, także okruchy i żwiry (oprócz żwirów kwarcowych, kwarcytowych, rogowcowych). Woda, wpływająca między pory i szczeliny, zamarza w temperaturze 0o, a zamarzając powiększa swoją objętość o 9%. Im częściej odbywa się zamarzanie i odmarzanie wody w szczelinach, tym większe są efekty wietrzenia mrozowego. Proces wielokrotnego zamarzania i odmarzania skał nazywamy multigelacją, a dwa przejścia przez stan zerowy, powodując zamarzanie i odmarzanie są określane jako cykl gelacyjny. Wietrzenie mrozowe prowadzi do niszczenia zwięzłości skały, co powoduje jej rozpad blokowy (makrogeliwacja- skała rozpada się na bloki skalne, głazy i okruchy), okruchowy, ziarnisty (mikrogeliwacja- skała pęka i rozdrabnia się aż do frakcji pyłowej), pyłowy. Poprzez dezintegrację blokową powstały m.in. gołoborza (skupiska wielkich bloków skalnych i ich mniejszych odłamków). Na podstawie badań laboratoryjnych wyróżniamy dwa typy wietrzenia mrozowego: - typ syberyjski – mała ilość cykli gelacyjnych z dużymi amplitudami temperatur (ok. –30o do +15o); - typ islandzki – duża ilość cykli gelacyjnych z małymi amplitudami temperatur (ok. –7o do +15o); Wietrzenie mrozowe, w dużym stopniu, zachodzi na obszarach o klimacie zimnym, natomiast praktycznie nie występuje na obszarach o bardzo surowych warunkach klimatycznych, ponieważ temperatura tam rzadko dochodzi do 0o. Najbardziej widoczne efekty wietrzenia mrozowego możemy obejrzeć na obszarach górskich (w piętrach zimnych). WIETRZENIE SOLNE Wietrzenie solne zachodzi w skutek działania soli. Na obszarach o suchym klimacie wody opadowe wsiąkają w głąb ziemi rozpuszczając przy tym różne sole (np. sodu, potasu, magnezu). Na powierzchni lub blisko niej woda z roztworów soli wyparowuje, a sól ulega krystalizacji. Ten proces odbywa się w porach i drobnych szczelinach skał, gdzie powstają skupienia, soczewki i skupiska zbudowane z kryształów (zwanych inaczej subflorescencje). Wysychanie roztworów i wytrącenie z nich kryształów soli w skałach powoduje rozsadzanie szczelin i niszczenie zwięzłości skały. Produktami tego wietrzenia są utwory haloklastyczne, czyli ostrokrawędziste okruchy, drobne łuski, odpryski i materiał pyłowy (tzw. „mleko pustynne”). Ta krystalizacja na powierzchni gruntu stwarza skupienia i wykwity w postaci plam lub pokryw o powierzchni dochodzącej nawet do kilku kilometrów, które nazywają się eflorescencje. Powierzchniowa krystalizacja powoduje także tworzenie nierówności, pagórków i nabrzmień gruzowych. Intensywność wietrzenia solnego zależy od częstotliwości procesów wsiąkania i podsiąkania, od porowatości i uszczelnienia skał oraz od warunków klimatycznych (nasłonecznienia i wiatru). Wietrzenie solne odgrywa znaczną rolę na obszarach suchych. WIETRZENIE SKAŁ ILASTYCH Wietrzenie skał ilastych polega na rozbijaniu spoistości skał ilastych poprzez hydrację i dehydrację. Skały ilaste nasiąknięte wodą opadową (hydracja) pęcznieją i przez to zwiększają swoją objętość, a następnie gdy woda wyparuje (dehydracja) - kurczą się. Powstają wtedy szczeliny o znacznej nieraz szerokości i głębokości ( jest to rezultatem wzajemnego przyciągania się i zbliżania cząstek spowodowanego ubytkiem wody w czasie procesu dehydracji). Otwieranie się szczelin w czasie suszy, a zasklepianie po deszczu doprowadza do niszczenia zwięzłości i spoistości skał ilastych (np. łupków). Przesuszone skorupy skał odstają od bardziej wilgotnej powierzchni, co ułatwia rozmywanie i wywiewanie. Wietrzenie skał ilastych doprowadza do powstania gęsto pociętych obszarów. WIETRZENIE SFEROIDALNE Wietrzenie sferoidalne polega na tworzeniu skorup i łusek, które okrywają jądro skalne. Te wietrzenie obejmuje przede wszystkim duże zaokrąglone głazy, zbudowane ze skał magmowych i piaskowców gruboławicowych. Skała poddana temu wietrzeniu składa się więc z niezwietrzałego jądra skalnego i otaczających ich skorup lub łusek, które są poprzegradzane zluźnieniami o różnej szerokości. Są 4 teorie w jaki sposób pochodzą formy skorupowe: - teoria insolacyjna – skorupy były przez długi czas poddane wietrzeniu insolacyjnym (dowód- insolacyjne łuszczenie się skał); - teoria endogeniczna – w czasie krzepnięcia skał magmowych powstały struktury koncentryczne w wyniku różnicowania się magmy, które „dają o sobie znać” podczas wietrzenia; - teoria hypogeniczna – skały magmowe, które powstały wcześniej na dużych głębokościach pod dużym ciśnieniem, poprzez siły zewnętrzne dostały się w strefę przypowierzchniową o znacznie mniejszym ciśnieniu; przez zmniejszenie ciśnienia następował proces odciążenia, którego produktem były koncentryczne skorupy; - teorie hypogeniczno- wietrzeniowe – skały magmowe i piaskowce pocięte są szczelinami na bloki, między którymi zachodzi wietrzenie chemiczne, które doprowadza do ich szybkiego rozpadu i w ten sposób powstają głazy o zaokrąglonych kształtach, a obecność zwietrzeliny między głazami zmienia warunki ciśnienia i umożliwia rozprężenie głazów oraz tworzenie skorup obciążeniowych.

Top of Form

Bottom of Form