1 Wietrzenie(1)

R o z d z i a ł I

W I E T R Z E N I E

1. W I A D O M O Ś C I O G Ó L N E

S k a ł y skorupy ziemskiej są p o d d a n e z e w n ę t r z n e m u o d d z i a ł y w a n i u

a t m o s f e r y i hydrosfery. P o w i e t r z e , w o d a i słońce działają na nie ni
szcząco. Działanie to ma charakter z a r ó w n o fizyczny, jak chemiczny;
z w y k l e o b i e g r u p y c z y n n i k ó w , chemiczne i fizyczne, działają wspólnie,

c h o c i a ż często czynniki f i z y c z n e działają w c z e ś n i e j od c h e m i c z n y c h
i ułatwiają akcję c z y n n i k ó w chemicznych. Działalność c z y n n i k ó w fizycz
n y c h p o w o d u j e r o z p a d skał ( d e z y n t e g r a c j ę ) , działanie c z y n n i k ó w
c h e m i c z n y c h p r o w a d z i d o r o z k ł a d u skał i m i n e r a ł ó w .

P o ł ą c z o n e , niszczące działanie f i z y c z n y c h i c h e m i c z n y c h c z y n n i k ó w

n a skały p o w i e r z c h n i Z i e m i n a z y w a m y w i e t r z e n i e m . O d b y w a się
o n o na p o w i e r z c h n i s k o r u p y ziemskiej, o r a z w p r z y p o w i e r z c h n i o w e j ,
z w y k l e b a r d z o c i e n k i e j strefie. Jest t o s t r e f a w i e t r z e n i a .

Strefa w i e t r z e n i a sięga tak g ł ę b o k o , jak g ł ę b o k o m o g ą dotrzeć ter

m i c z n e w p ł y w y słońca i atmosfery o r a z c h e m i c z n e działanie w o d y i p o
w i e t r z a . G ł ę b o k o ś ć ta jest na o g ó ł nieznaczna, w y n o s i z a l e d w i e kilka

do kilkudziesięciu m e t r ó w i z a z w y c z a j k o ń c z y się na z w i e r c i a d l e w ó d

p o d z i e m n y c h , u t w o r z o n y m przez g r o m a d z ą c e się w o d y o p a d ó w atmo
s f e r y c z n y c h w skałach skorupy. Do t e g o z w i e r c i a d ł a sięga działanie

c h e m i c z n y c h c z y n n i k ó w wietrzenia, a f i z y c z n e w p ł y w y z w y k l e też na
tej mniej w i ę c e j g ł ę b o k o ś c i się kończą. D l a t e g o m o ż e m y uważać zwier
ciadło w ó d p o d z i e m n y c h z a dolną granicę strefy wietrzenia.

W i e t r z e n i e p r z e o b r a ż a składniki mineralne skał na n o w e z w i ą z k i

chemiczne; część t y c h z w i ą z k ó w zostaje rozpuszczona i o d p r o w a d z o n a

w r o z t w o r a c h , część zaś pozostaje na miejscu j a k o rezyduum, z w a n e
z w i e t r z e 1 i n ą.

Działając w ten sposób, w i e t r z e n i e przeobraża skały na produkty

o znacznie mniejszej spoistości. P r z e z to w i e t r z e n i e ułatwia akcję in

n y c h c z y n n i k ó w g e o l o g i c z n y c h , np. w o d y p ł y n ą c e j lub grawitacji, które
ł a t w i e j usuwają luźne p r o d u k t y wietrzenia. Po ich usunięciu czynniki
w i e t r z e n i a m o g ą działać na n o w o o d s ł o n i ę t ą świeżą skałę.

W i e t r z e n i e o d g r y w a doniosłą r o l ę w g e o l o g i c z n y m krążeniu pier

w i a s t k ó w w p r z y r o d z i e . P r z y procesach wietrzenia potas, sód, wapń,
magnez, fosfor, ż e l a z o i inne pierwiastki są w y z w a l a n e ze skał o g n i o
w y c h i p r z e n o s z o n e do r o z t w o r ó w . Część ich jest znoszona do mórz,
część zaś z a r ó w n o na lądzie, jak i w morzu zostaje w y z y s k a n a przez

ż y c i e o r g a n i c z n e .

2. W I E T R Z E N I E F I Z Y C Z N E ( M E C H A N I C Z N E )

G ł ó w n y m i c z y n n i k a m i f i z y c z n y m i p o w o d u j ą c y m i w i e t r z e n i e skał są:

insolacja i z w i ą z a n e z nią z m i a n y temperatury, działanie m r o z u oraz
mechaniczne działanie o r g a n i z m ó w .

Insolacja i zmiany temperatury. S k a ł y s k o r u p y ziemskiej składają

się z ziarn, n a l e ż ą c y c h do j e d n e g o lub najczęściej do w i e l u m i n e r a ł ó w .
Pod w p ł y w e m zmian t e m p e r a t u r y ziarna m i n e r a l n e na przemian rozsze
rzają się i kurczą. Z a c h o d z i to s z c z e g ó l n i e w obszarach o dużych waha

niach temperatury i w miejscach, w k t ó r y c h p o w i e r z c h n i a skał jest bez
pośrednio w y s t a w i o n a na działalność słońca, c z y l i insolację. P o w i e r z c h
nia skalna o g r z e w a się p ó ł t o r a do d w u i p ó ł raza silniej niż p o w i e t r z e .

Skały spoiste bardziej ulegają w p ł y w o m t e r m i c z n y m aniżeli skały luźne.
W p ł y w y temperatury sięgają do 1/2 m w ciągu dnia, ale w sumie zazna
czają się do g ł ę b o k o ś c i 20 m.

W s p ó ł c z y n n i k i r o z s z e r z a l n o ś c i c i e p l n e j m i n e r a ł ó w są nieduże, lecz.

dla różnych m i n e r a ł ó w w y r a ź n i e r ó ż n e . N a o g ó ł m i n e r a ł y ciemne wsku
tek większej adsorbcji ciepła rozszerzają się i kurczą w i ę c e j w p o r ó w

naniu z minerałami jaśniejszymi. P o n a d t o w s p ó ł c z y n n i k rozszerzalności

cieplnej z a l e ż y o d kierunku k r y s t a l o g r a f i c z n e g o . N p . w s p ó ł c z y n n i k roz
szerzalności k w a r c u jest p r a w i e d w u k r o t n i e w i ę k s z y dla kierunku r ó w

n o l e g ł e g o do g ł ó w n e j osi kryształu aniżeli dla kierunku p r o s t o p a d ł e g o

do tej osi. Ziarna m i n e r a l n e w skale są najczęściej r ó ż n i e z o r i e n t o w a n e ,
wskutek c z e g o r o z s z e r z a n i e się i kurczenie jest w skale nie zoriento
wane k i e r u n k o w o . W y t w a r z a to w skale naprężenia, p r o w a d z ą c e do

powstania sieci d r o b n y c h spękań.

W s k u t e k różnic w e w s p ó ł c z y n n i k u rozszerzalności m i n e r a ł ó w , p o

dłuższym działaniu zmian temperatury, skała rozluźnia się i rozpada
n a poszczególne ziarna. Jest t o r o z p a d z i a r n i s t y , z w a n y też d e -
z y n t e g r a c j ą g r a n u l a r n ą .

O g r z e w a n i e się i o z i ę b i a n i e skał z a l e ż y od ich ciepła w ł a ś c i w e g o

i od p r z e w o d n i c t w a c i e p l n e g o .

Ciepłem właściwym nazywamy ilość gramokalorii potrzebnych, aby tempera

tura 1 g substancji podniosła się o 1°C. Gramokaloria jest to ilość ciepła potrzebna

do podniesienia temperatury 1 g wody z 14,5°C do 15,5°C.

Przewodnictwo cieplne jest określone ilością ciepła w gramokaloriach, prze

pływającego w sekundzie przez 1 cm

przekroju płytki skalnej o grubości 1 cm, gdy

różnica temperatur po obu stronach przekroju wynosi 1°C.

Sikały i minerały są z ł y m i p r z e w o d n i k a m i ciepła. C i e p ł o p r z e p ł y w a

w skałach p o w o l i , p r z e c i ę t n i e o k o ł o 3 c m na g o d z i n ę , p r z y c z y m w ska

łach u w a r s t w i o n y c h lub ł u p k o w y c h p ł y n i e p r ę d z e j w kierunku r ó w n o
ległym do u w a r s t w i e n i a aniżeli prostopadle do n i e g o .

P o n i e w a ż skały są z ł y m i p r z e w o d n i k a m i ciepła, o g r z a n a p o w i e r z c h

niowa część skały r o z s z e r z a się, zanim część w e w n ę t r z n a o g r z a ł a się,
wskutek c z e g o t w o r z ą się m i ę d z y o b i e m a częściami skały naprężenia,
które z b i e g i e m czasu w y w o ł u j ą pęknięcia; p o w i e r z c h n i e t y c h pęknięć

są mniej w i ę c e j r ó w n o l e g ł e do p o w i e r z c h n i skały, w związku z c z y m
skała oddziela się p ł y t o w o lub, jeśli j e j p o w i e r z c h n i a jest zaokrąglona,
s k o r u p o w e P r z y o c h ł o d z e n i u się c z ę ś ć p o w i e r z c h n i o w a skały już od-
skorupiona, ochładza się i k u r c z y szybciej niż część w e w n ę t r z n a ; przez
skurczenie się staje się o n a z b y t mała w stosunku do części w e w n ę t r z -

n e j i d l a t e g o pęka promienisto. W ten sposób skała rozpada się na po

w i e r z c h n i na skorupy o d d z i e l a j ą c e się tangenejalnie i radialnie od reszty
skały. P r o c e s ten nosi n a z w ę e k s f o l i a c j i ( ł u s z c z e n i a ) .

P r o c e s y d e z y n t e g r a c j i cieplnej i eksfoliacji zachodzą w obszarach,

w k t ó r y c h wahania t e m p e r a t u r y w ciągu roku, a zwłaszcza w ciągu]

dnia, są duże; zależą o n e r ó w n i e ż od zachmurzenia i roślinności, która
działa i z o l u j ą c o na c i e p ł o . N a j s i l n i e j p r o c e s y te są r o z w i n i ę t e w obsza
rach, w k t ó r y c h wahania temperatury dnia i n o c y są duże, a w i ę c w ob
szarach s t e p o w y c h , pustynnych i w w y s o k i c h górach. W obszarach ta

kich o b s e r w o w a n o r ó ż n i c e temperatury dochodzące do 5 0 - 6 0 ° w ciągu

dnia. R ó ż n i c e te m o g ą b y ć s p o w o d o w a n e nie t y l k o insolacja w ciągu
dnia i o c h ł o d z e n i e m podczas n o c y . W krajach tropikalnych, z początkiem

p o r y d e s z c z o w e j temperatura gruntu w południe dochodzi do 7 0 - 8 0 ° ;
z w y k l e w p o ł u d n i e w t y m o k r e s i e wybuchają g w a ł t o w n e burze z opa

dami; o p a d y te o temperaturze 21 do 24° p o w o d u j ą n a g ł e ochłodzenie
p o w i e r z c h n i gruntu, z w i ę k s z o n e j e s z c z e utratą ciepła wskutek paro
wania.

Eksfoliacja p o w o d u j e r o z p a d skały na p ł y t y i bloki czyli w y t w a r z a

r o z p a d b l o k o w y ( d e z y n t e g r a c j ę b l o k o w ą ) . R o z p a d b l o k o w y m o ż e

b y ć w y w o ł a n y także i n n y m i czynnikami, o c z y m b ę d z i e m o w a dalej.

Na p r z e m i a n działające z w i l ż a n i e i w y s y c h a n i e jest też w a ż n y m

c z y n n i k i e m m e c h a n i c z n y m , r o z l u ź n i a j ą c y m skały. G d y w o d a z gruntu
paruje, następuje kurczenie się błonki w o d y na ziarnach, wskutek c z e g o
ziarna są ku sobie ściągane. L u ź n e u t w o r y w t e d y kurczą się, a w drobno

ziarnistych u t w o r a c h m o g ą p o w s t a ć s z c z e l i n y (ryc. 120).

Działanie mrozu. Jeszcze w i ę k s z e znaczenie niż insolacja ma w o d a

zamarzająca w szczelinach i porach skał.

P o r o w a t o ś ć skał waha się od ułamka procentu do 4 0 - 5 0 % , p r z y

c z y m g r a n i t y i inne skały o g n i o w e mają małą, skały o s a d o w e zaś,
z w ł a s z c z a p i a s k o w c e i piaski, dużą p o r o w a t o ś ć . P o n a d t o skały są za
z w y c z a j p o p r z e c i n a n e płaszczyznami c i o s o w y m i i szczelinami, w które
dostaje się w o d a . Im bardziej skała jest p o r o w a t a lub popękana, t y m

silniejsze m o ż e b y ć działanie mrozu.

W o d a p r z y zamarzaniu p o w i ę k s z a swą objętość; osiąga ona najwięk

szą gęstość (najmniejszą o b j ę t o ś ć ) w temperaturze - 4 ° C , p o n i ż e j i p o
w y ż e j tej t e m p e r a t u r y r o z s z e r z a s w ą objętość, jak to pokazuje zesta
w i e n i e w tabeli 3.

T a b e l a 3

Zmiany objętości w o d y zależnie od temperatura

Temperatura, °C

Objętość 1 g wody w cm

— 10

1,00186

— 5

1,00070

1,000132

+ 4

1,000000

+ 8

1,000114

+ 1 0

1,000273

+ 2 0

1,001773

W temperaturze 0° w o d a w n o r m a l n y c h warunkach zamarza w lód.

O z i ę b i a j ą c y się lód, p r z e c i w n i e niż w o d a , kurczy się i gęstość j e g o wzra
sta od 0,9176 p r z y 0° do 0,981 w temperaturze — 20°C.

Jeśli w s z y s t k i e p o r y i s z c z e l i n y skały są w y p e ł n i o n e wodą, to woda,

zamarzając i p o w i ę k s z a j ą c swą objętość, w y w i e r a duże ciśnienie ( o k o ł o

100 kG/cm

; w t e m p e r a t u r z e —22° osiąga aż 2 100 kG/cm

) na otacza

jącą skałę. P o n a d t o w z r o s t k r y s z t a ł ó w lodu w y w i e r a ciśnienie na o t o
czenie. Rozsadzające działanie zamarzającej w o d y n a z y w a się z a -
m r o z e m .

Działanie m r o z u r o z c i ą g a się na strefę umiarkowaną i polarną oraz

na o b s z a r y w y s o k i c h gór. W p ł y w m r o z u sięga w n a s z y m klimacie od

1 do 1,5 m w głąb, w krajach p o l a r n y c h do 7 m. Zamarzanie w o d y

w szczelinach i p o r a c h w y w o ł u j e r ó w n i e ż r o z p a d ziarnisty i b l o k o w y , po
dobnie jak wahania temperatury. W w y s o k i c h górach działanie mrozu
jest s z c z e g ó l n i e silne w p o b l i ż u g r a n i c y w i e c z n e g o śniegu, g d z i e w ciągu
każdej n o c y w o d a zamarza, a podczas s ł o n e c z n e g o dnia taje. To samo
odnosi się do o b s z a r ó w p o l a r n y c h . W o g ó l n o ś c i z a m r ó z jest g ł ó w n y m

c z y n n i k i e m w i e t r z e n i a w obszarach z i m n y c h o skąpej p o k r y w i e śnieżnej.

W plejstocenie, k i e d y w i e l k i e o b s z a r y E u r o p y i A m e r y k i P ó ł n o c n e j

b y ł y p o k r y t e l o d o w c a m i , w a r u n k i sprzyjające intensywnemu działaniu

zamrozu p a n o w a ł y na znacznie w i ę k s z y c h obszarach niż dzisiaj. Na ze
wnątrz l o d o w c ó w rozciągała się strefa p o z b a w i o n a roślinności, w której

w i e t r z e n i e m e c h a n i c z n e w y w o ł a n e z a m r o z e m d z i a ł a ł o n a w i e l k ą skalę.
Z tego o k r e s u p o c h o d z ą n a g r o m a d z e n i a b l o k ó w skalnych i o i m o s z y w y

stępujące w w i e l u miejscach w Europie ś r o d k o w e j , a także w Polsce,

np. w G ó r a c h Ś w i ę t o k r z y s k i c h . T e n t y p w i e t r z e n i a w o k ó ł l o d o w c ó w na

zwał W . Ł o z i ń s k i (1909) w i e t r z e n i e m p e r y g l a c j a l n y m .

Kryoturbacje (zaburzenia w y w o ł a n e t w o r z e n i e m się lodu w gruncie,

gr. kryos — l ó d ) . S z c z e g ó l n e działanie zamrozu w y s t ę p u j e w obszarach,

w których grunt jest stale zamarznięty nieraz do znacznych głębokości,

a t y l k o w czasie lata taje do g ł ę b o k o ś c i kilkudziesięciu c e n t y m e t r ó w
lub co n a j w y ż e j 2 do 3 m e t r ó w .

Z j a w i s k o istnienia stale z a m a r z n i ę t e g o gruntu nosi n a z w ę w i e c z

n e j m a r z ł o ć i (także „ k o p a l n e g o l o d u " ) , a stale zamarznięty grunt

n a z y w a się po s z w e d z k u tjaele, termin u ż y w a n y o b e c n i e także w innych
językach. W i e c z n a m a r z ł o ć w y s t ę p u j e w e wschodniej Syberii oraz
w K a n a d z i e i na A l a s c e . Stale z a m a r z n i ę t y grunt sięga w t y c h obszarach

do g ł ę b o k o ś c i kilkudziesięciu, a n a w e t kilkuset m e t r ó w , np. w Jakucku
do g ł ę b o k o ś c i 145 m, a w m i e j s c o w o ś c i A m d e r m a (pasmo Paj-Choj
w przedłużeniu U r a l u nad M o r z e m K a r s k i m ) do 274 m. W niektórych
miejscach s t w i e r d z o n o też, że w ś r ó d z a m a r z n i ę t e g o gruntu istnieją par
tie nie zamarznięte. W i e c z n a m a r z ł o ć w y s t ę p u j e g ł ó w n i e w obszarach
o średniej r o c z n e j od —4 do — 6 ° i o n i e z n a c z n y c h opadach śnieżnych.
W w i e l u miejscach w i e c z n a m a r z ł o ć w y s t ę p u j e także w obszarach n i e c o

cieplejszych, a n a w e t bardzo często p o r o ś n i ę t y c h lasem. W niektórych
miejscach w i e c z n i e z a m a r z n i ę t y grunt zjawia się na znacznej g ł ę b o
kości, p o n i ż e j w a r s t w y odtajałej. T e zjawiska świadczą, ż e w i e c z n a
marzłoć p o c h o d z i z d a w n i e j s z e g o , z i m n i e j s z e g o okresu (plejstoceńskiej
epoki l o d o w e j ) . T a k i p o g l ą d p o t w i e r d z o n y jest także znaleziskami ma
mutów w w i e c z n y m l o d z i e . O b e c n i e obszar i grubość w i e c z n e j marzłoci
zmniejsza się.

W strefie w i e c z n e j m a r z ł o c i l ó d w y p e ł n i a p o r y i szczeliny o r a z t w o

rzy kliny, s o c z e w k i , w a r s t e w k i i p o k ł a d y z ł o ż o n e niemal z c z y s t e g o

3 — Geologia dynamiczna

lodu. W e d ł u g S. T a b e r a (1943) podczas zamarzania w utworach grubo
ziarnistych t w o r z ą c y się l ó d w y p y c h a nadmiar w o d y w y t w o r z o n y zwięk
szeniem się objętości w dół. N a t o m i a s t w utworach drobnoziarnistych
l ó d m o ż e w y p y c h a ć d r o b n e ziarna, p r z e z co następuje segregacja dość
c z y s t e g o lodu.

Istnienie stale zamarzniętej w a r s t w y p o d powierzchnią ziemi stwa

rza s z c z e g ó l n e warunki dla działania m r o z u na grunt. G d y w umiarko
w a n y m klimacie zamarznięty grunt odtaje, powstająca z lodu w o d a może
wsiąknąć w głąb. N a t o m i a s t w strefie marzłoci w o d a powstająca przy
odtajarniu n i e m o ż e wsiąkać w głąb, g d y ż p o d strefą odtajałą znajduje
się nieprzepuszczający tjaele. Odtajała w a r s t w a p o w i e r z c h n i o w a jest
w t e d y bardzo silnie n a s y c o n a w o d ą i n a w e t p r z y m a ł y m spadku płynie.
Jest t o z j a w i s k o t z w . p o l a r n e j s o l i f l u k c j i . Ponadto, g d y odta
jała w a r s t w a p o n a d stałe z m a r z n i ę t y m gruntem na n o w o zamarza, za
marzanie postępujące od p o w i e r z c h n i w głąb w y w i e r a ciśnienie na w o d ę
u w i ę z i o n ą m i ę d z y l o d e m t w o r z ą c y m się od p o w i e r z c h n i a stale za
m a r z n i ę t y m g r u n t e m w głębi. W o d a p o d ciśnieniem w y w i e r a silny na
cisk, na ściany szczelin i p o r ó w . To ciśnienie, jak też ciśnienie wynika-

Ryc. 6. Zaburzenia kryoturbacyjne (inwolucje)

1 — less, 2 — piasek, 3 — ił, 4 — gleba

j ą c e następnie z zamarzania u w i ę z i o n e j w o d y , w y t w a r z a w gruncie po
nad strefą stale zamarzniętą zaburzenia kryoturbacyjne.

I n w o l u c j e s ą jedną grupą deformacji kryoturbacyjnych. W miarę

jak strefa zamarzająca zbliża się do g ó r n e j p o w i e r z c h n i stale zamarznię
t e g o gruntu, materiał skalny, r o z d r o b n i o n y i nasiąknięty obficie w o d ą ,
jest z g n i a t a n y i f a ł d o w a n y . W t e d y ił m o ż e b y ć w c i s k a n y w piaski,
a ż w i r y lub gruz i n t r u d o w a n e w piaski lub i ł y (ryc. 6) itd.

G l e b y p o l i g o n a l n e ( r y c . 7 ) stanowią drugą grupę zaburzeń

k r y o t u r b a c y j n y c h . W y s t ę p u j ą o n e na r ó w n y c h miejscach. Są to w i e l o -
boki z w y k l e c z w o r o lub pięciokątne lub pierścienie o średnicy 1 do 7 m;
w środku w i e l o b o k ó w materiał jest drobniejszy, k r a w ę d z i e zaś w i e l o -
b o k ó w u t w o r z o n e są p r z e z g r z ę d y , z ł o ż o n e z w i ę k s z y c h kanciastych

o k r u c h ó w , kilkanaście c e n t y m e t r ó w sterczących p o n a d p o w i e r z c h n i ę .
F o r m y te p o w s t a w a ć mają p r z e z w y p y c h a n i e ku g ó r z e gruntu p r z y za

marzaniu, wskutek c z e g o t w o r z ą się małe nabrzmienia, z k t ó r y c h w i ę k
sze o k r u c h y staczają się na boki i zbierają się na brzegach. W e d ł u g
i n n y c h p o g l ą d ó w grunt silnie p r z e p o j o n y w o d ą zamarzając pęka, g d y ż
l ó d oziębiając się p o n i ż e j 0° k u r c z y się. P ę k a n i e w ciałach oziębiających
się p o l e g a na t w o r z e n i u się szczelin p r o s t o p a d ł y c h do p o w i e r z c h n i o z i ę
biania, a t w o r z ą c y c h w i e l o b o c z n ą sieć. W szczelinach gromadzi się śnieg
lub w o d a , która zamarzając t w o r z y k l i n y l o d o w e w gruncie. Na grunt

między szczelinami działa m r ó z w y p y c h a j ą c okruchy skalne ku g ó r z e ;

g d y lód w szczelinach stopi się, o k r u c h y m o g ą osunąć się w szczeliny
i w końcu je w y p e ł n i ą . W e d ł u g T a b e r a szczeliny n i e p o c h o d z ą z kon
trakcji gruntu, ale z segregacji lodu w postaci k l i n ó w . N i e jest też w y
kluczone, że w m e c h a n i z m i e p o w s t a w a n i a g l e b p o l i g o n a l n y c h p e w n ą
rolę grają p r ą d y k o n w e k c y j n e , s p o w o d o w a n e (różnicami gęstości o z i ę
biającej się i zamarzającej w o d y o d + 4 d o 0°.

G l e b y s m u g o w e składają się z e smug drobnoziarnistego mate

riału w y s t ę p u j ą c y c h na p r z e m i a n z pasami grubszego, kanciastego ma
teriału s t e r c z ą c e g o p o n a d p o w i e r z c h n i ę . Smugi są u ł o ż o n e r ó w n o l e g l e
do kierunku spadku zbocza. P r a w d o p o d o b n i e g l e b y s m u g o w e , t o w a r z y -

Ryc. 7. Gleby poligonalne i smugowe (według Sharpe'a)

szące często g l e b o m p o l i g o n a l n y m , powstają z g l e b poligonalnych, g d y
te na z b o c z u ulegają s p e ł z y w a n i u ( r y c . 7 ) .

I n w o l u c j e i opisane w y ż e j „ g l e b y strukturalne" t w o r z ą c e się w s p ó ł

cześnie w strefie w i e c z n e j marzłoci, występują w obszarach n a w i e d z o
n y c h w plejstocenie p r z e z z l o d o w a c e n i e ; kryoturbacje zostały opisane
z N i e m i e c , Danii, Polski, Rosji, Stanów Z j e d n o c z o n y c h itd. W y s t ę p o w a
nia te d o w o d z ą , że p o d o b n e warunki, jak dziś w obszarach polarnych,
istniały w znacznie n i ż s z y c h szerokościach g e o g r a f i c z n y c h w czasie

epoki l o d o w e j .

I n n y m z j a w i s k i e m z w i ą z a n y m ze strefą w i e c z n e j marzłoci, jest

w y s t ę p o w a n i e l i c z n y c h jezior, nieraz b a r d z o m a ł y c h r o z m i a r ó w i z a w s z e
bardzo p ł y t k i c h (najczęściej kilka m e t r ó w ) . W y s t ę p u j ą o n e bardzo licz
nie w A m e r y c e P ó ł n o c n e j , na A l a s c e i na nizinie nadmorskiej nad A t l a n
t y k i e m oraz nad M o r z e m O c h o c k i m , g d z i e z o s t a ł y opisane przez
W . O b r u c z e w a (1940), i w d o r z e c z u A n a d y r u w e wschodniej Sy
berii. P r z y p u s z c z a l n i e j e z i o r a te powstają przez obniżenie się po
w i e r z c h n i gruntu wskutek c z ę ś c i o w e g o lub z u p e ł n e g o odtajania w i e c z
nie z m a r z n i ę t e g o gruntu. Jeśli w i e c z n i e z a m a r z n i ę t y grunt składa się
z iłu, to z a w i e r a w t e d y lód, k t ó r e g o o b j ę t o ś ć jest większa od objętości
p o r ó w gruntu p r z e d zamarznięciem. Stopienie się lodu w porach gruntu
zmniejsza objętość gruntu i dlatego p o w i e r z c h n i a o b n i ż y się. O b n i ż e n i e
się p o w i e r z c h n i gruntu w s k u t e k zmian objętości gruntu n a z y w a się
o s i a d a n i e m . P o w s t a j ą c e z a g ł ę b i e n i a m o g ą w y p e ł n i ć się wodą, ale

j e ś l i jest m o ż l i w y p o d z i e m n y o d p ł y w w ó d , zagłębienia takie pozostaną

suche. G ł ę b o k o ś ć z a g ł ę b i e ń z a l e ż y o d g ł ę b o k o ś c i odtajania. G d z i e obszar

w i e c z n e j m a r z ł o c i porasta tundra, p o k r y w a roślinna działa izolacyjnie
i odtajanie n i e sięga g ł ę b i e j niż 1 m; g d z i e grunt jest nagi, odtajanie

m o ż e osiągać 3 m g ł ę b o k o ś c i . Jeszcze g ł ę b i e j następuje odtajanie pod

r z e k a m i i j e z i o r a m i , g d y ż w o d a jest l e p s z y m p r z e w o d n i k e m ciepła niż

szata roślinna lub m i n e r a l n y grunt.

Mechaniczne działanie organizmów. G ł ó w n y m c z y n n i k i e m spośród

świata o r g a n i c z n e g o m a j ą c y m z n a c z e n i e dla wietrzenia są k o r z e n i e ro
ślin. R o ś l i n y wnikają s w y m i w ł o s k o w a t y m i k o r z o n k a m i w najdrobniej

sze s z c z e l i n y m i n e r a ł ó w i skał. K o r z e n i e rosnąc i grubiejąc w y w i e r a j ą
d u ż y nacisk na ściany szczelin. N a c i s k ten z b i e g i e m czasu d o p r o w a d z a
do rozszerzenia spękań i do coraz w i ę k s z e g o rozdrobnienia skały.
S t w i e r d z o n o , że buki i m o d r z e w i e działają w t e n sposób silniej aniżeli

d ę b y i sosny. O p r ó c z działania m e c h a n i c z n e g o k o r z e n i e roślin w y w i e

rają działanie chemiczne, produkując k w a s y organiczne i dostarczając
g r u n t o w i b e z w o d n i k a kwasu w ę g l o w e g o . W o d d z i a ł y w a n i u chemicznym

w i ę k s z e znaczenie mają niższe r o ś l i n y (mchy, porosty, g l o n y ) .

P e w n e znaczenie dla w i e t r z e n i a mają też z w i e r z ę t a żyjące lub grze

b i ą c e w gruncie, jak krety, r ó ż n e g r y z o n i e , d ż d ż o w n i c e , m r ó w k i , ter-

m i t y itd. W gruncie r z e c z y działalność i c h odnosi się do luźnych lub już
z w i e t r z a ł y c h u t w o r ó w , a l e rozdrabniając i rozluźniając grunt jeszcze
bardziej o r g a n i z m y t e p r z y g o t o w u j ą g o d o i n t e n s y w n i e j s z e g o wietrzenia

c h e m i c z n e g o . W e d ł u g D a r w i n a robaki są w stanie przerobić 10 ton
gruntu na 0,4 ha ziemi w ciągu roku.

Mechaniczne działanie soli. W suchym klimacie rozpuszczone sub

stancje n i e są o d p r o w a d z a n e w o d a m i p o w i e r z c h n i o w y m i , ale pozostają
w gruncie. P r z y silnym p a r o w a n i u m o g ą o n e wskutek ruchu w o d y w p o

rach i szczelinach, o d b y w a j ą c e g o się tak, jak w naczyniach w ł o s k o w a -

t y c h (kapilarny ruch w o d y ) , dostać się na p o w i e r z c h n i ę w r o z t w o r z e
i k r y s t a l i z o w a ć . W ten sposób w p r z y p o w i e r z c h n i o w y c h warstwach t w o
rzą się w y k w i t y soli kamiennej, w ę g l a n ó w , siarczanów itd. Rosnące
k r y s z t a ł y w y w i e r a j ą ciśnienie na ściany p o r ó w i szczelin. W razie opa
d ó w lub wskutek r o s y n i e k t ó r e sole przeobrażają się w w o d z i a n y , cze
mu t o w a r z y s z y p o w i ę k s z e n i e się objętości i w y w i e r a n i e rozsadzającego
ciśnienia na skały.

W p o r ó w n a n i u do działania insolacji i zamrozu ten sposób w i e t r z e

nia f i z y c z n e g o o d g r y w a znacznie mniejszą r o l ę . N a o g ó ł można p o w i e
dzieć, ż e w s z y s t k i e c z y n n i k i mechaniczne o d g r y w a j ą r o l ę wstępną d o
znacznie g r u n t o w n i e j s z e g o i dalej i d ą c e g o w i e t r z e n i a c h e m i c z n e g o .

3. W I E T R Z E N I E C H E M I C Z N E

Chemiczne działanie wody. W s i ą k a j ą c a w grunt w o d a atmosferyczna,

zawierająca z a w s z e tlen i d w u t l e n e k w ę g l a , jest g ł ó w n y m czynnikiem
w i e t r z e n i a c h e m i c z n e g o . C h e m i c z n e w i e t r z e n i e o d b y w a się t y l k o p o w y
ż e j punktu zamarzania; l ó d c h e m i c z n i e nie działa.

W s i ą k a j ą c a w o d a atmosferyczna zawierając w sobie d w u t l e n e k w ę

g l a ( C 0

) t w o r z y z r o z p u s z c z a l n y m i minerałami w ę g l a n y F e , M n , M g , C a

i metali a l k a l i c z n y c h ( K , N a )

) i uwalnia k r z e m i o n k ę ( S i O

) związaną

z alkaliami, p r z e p r o w a d z a j ą c je w r o z t w ó r ; natomiast krzemionka i glinka

( A 1

) r o z ł o ż o n y c h k r z e m i a n ó w pozostają na miejscu i przybierając

w o d ę p r z e c h o d z ą w r ó ż n e m i n e r a ł y i ł o w e . P o w s t a j ą c e n o w e m i n e r a ł y
w strefie w i e t r z e n i a z w i ę k s z a j ą swą objętość, przez co skała staje się
bardziej luźna. Działanie w o d y wsiąkającej o d b y w a się do głębokości,
w której w o d a g r o m a d z i się j a k o w o d a gruntowa. G ł ę b o k o ś ć ta w y n o s i

kilka, kilkanaście m e t r ó w , a w w y j ą t k o w y c h warunkach (pustynio
w y c h ) dochodzi do 100 m i w i ę c e j .

Rozpuszczające działanie wody. W o d a rozpuszcza w sobie gazy, cie

cze i ciała stałe. G e o l o g i c z n i e w a ż n e jest rozpuszczanie g a z ó w i ciał
stałych.

R o z p u s z c z a n i e g a z ó w . W o d a paruje n a powierzchni,

w atmosferze kondensuje się w postaci chmur i opada z p o w r o t e m na
ziemię. W czasie tej d r o g i nasyca się g a z a m i w takim stopniu, jak to
jest m o ż l i w e p r z y n o r m a l n y m ciśnieniu. W e d ł u g p r a w a H e n r y ' e g o
gaz rozpuszcza się w c i e c z y zależnie od ciśnienia, p o d jakim znajduje
się p o n a d cieczą. Rozpuszczalność g a z ó w w w o d z i e zmniejsza się ze
w z r o s t e m temperatury, g d y ż p r z y w z r o ś c i e temperatury g a z y się roz

szerzają i ciśnienie się zmniejsza.

P o w i e t r z e z a w i e r a 10 g a z ó w . Skład p o w i e t r z a p r z y ciśnieniu 760 mm

w pobliżu p o w i e r z c h n i ziemi z a w i e r a tabela 4.

T a b e l a 4

Przeciętna skład atmosfery (B. Mason 1952)

% obj.

% wag.

% obj.

% wag.

— 78,09

— 20,90

— ślady

— 0,00005

A — 0,930

75,51

23,15

ślady

0,000003

1,28

— 0,029 (zmienne)

He — 0,00052

Ne — 0,0018

Kr — 0,0001

Xe — 0,000008

0,046

0,000072

0,00125

0,00029

0,000036

O (para w o d n a ) — 0 do 4% ( o b j . ) .

Ilość C 0

w p o w i e t r z u zmniejsza się ze wzrastaniem w y s o k o ś c i , na

tomiast i l o ś ć H

, N e i H e n i e c o wzrasta.

W s z y s t k i e te g a z y w o d a rozpuszcza w sobie, zwłaszcza g d y w p o

staci k r o p e l lub śniegu o d b y w a dłuższą d r o g ę w p o w i e t r z u z chmury na
ziemię.

Z tych g a z ó w g ł ó w n e znaczenie dla wietrzenia mają tlen i b e z w o d n i k

kwasu w ę g l o w e g o .

R o z p u s z c z a n i e c i a ł s t a ł y c h . G d y w w o d z i e rozpuści się

okruch soli, sól zostaje w r o z t w o r z e r o z d z i e l o n a r ó w n o m i e r n i e p o d

w p ł y w e m dyfuzji.

R o z p u s z c z a n i e stałych substancji jest z a z w y c z a j p o ł ą c z o n e z pochła

nianiem ciepła, w s k u t e k c z e g o w i ą ż e się o n o z o b n i ż a n i e m się tempe
ratury. Jeżeli r o z p u s z c z a m y p e w n ą ilość soli w w o d z i e p r z y r ó w n o c z e
snym d o p ł y w i e ciepła z zewnątrz, to temperatura w naczyniu z solą pod
niesie się w o l n i e j aniżeli w naczyniu z czystą w o d ą , k t ó r e m u dostarcza
my taką samą ilość ciepła. Z n a c z y to, że część ciepła zostaje zużyta na

) Zwanych w dalszym ciągu książki „alkaliami".

r o z p u s z c z a n i e się soli. Substancje z a c h o w u j ą c e się w ten sposób cechuje
to, że ich rozpuszczalność wzrasta ze w z r o s t e m temperatury. Na odwrót
są substancje, k t ó r y c h rozpuszczalność zmniejsza się ze wzrastaniem i
temperatury. P r z y rozpuszczaniu takich substancji w y d z i e l a się ciepło.

G d y r o z t w ó r w n i e z m i e n i o n y c h warunkach z e w n ę t r z n y c h nie roz

puszcza w i ę c e j substancji, m ó w i m y , ż e jest n a s y c o n y . N a o g ó ł wzrost
t e m p e r a t u r y z w i ę k s z a rozpuszczalność. P r ę d k o ś ć rozpuszczania zależy
od w i e l k o ś c i p o w i e r z c h n i , którą r o z c z y n n i k styka się z rozpuszczaną
substancją. D l a t e g o , im drobniej jest ona podzielona, t y m prędzej nastę

puje r o z p u s z c z e n i e . R o z d r o b n i o n y p r z e z w i e t r z e n i e fizyczne materiał
ł a t w i e j z a t e m u l e g a rozpuszczaniu.

N i e k t ó r e substancje p r z y rozpuszczaniu ł a t w i e j t w o r z ą r o z t w o r y ko

l o i d a l n e aniżeli r o z t w o r y r z e c z y w i s t e ( m o l e k u l a r n e ) . R o z t w o r y koloi

dalne z a w i e r a j ą cząstki o w y m i a r a c h od 0,1 do 0,001 mikrona, natomiast

w i e l k o ś ć cząstek w r o z t w o r a c h r z e c z y w i s t y c h jest mniejsza od 0,001 μ.
K o l o i d y

n a l e ż y o d r ó ż n i ć od zawiesin, tj. cząstek o w y m i a r a c h więk

s z y c h od 0,1 μ W p r z y r o d z i e o ś r o d k i e m d y s p e r s y j n y m r o z t w o r ó w koloi
dalnych jest z r e g u ł y w o d a . Dyfuzja r o z t w o r ó w k o l o i d a l n y c h jest bar
d z o słaba, ponadto są to u k ł a d y nietrwałe, ł a t w o p r z e c h o d z ą c e bądź
w r o z t w ó r r z e c z y w i s t y , bądź w ciała stałe.

Gząstki k o l o i d a l n e posiadają ładunek e l e k t r y c z n y dodatni lub ujemny

i t w o r z ą z o l e . Ładunek ten p o c h o d z i ć m o ż e z e l e k t r o l i t y c z n e j dysocjacji
albo też z adsorbcji j o n ó w p r z e z cząstki z ośrodka dyspersyjnego. Z waż
n i e j s z y c h w p r z y r o d z i e k o l o i d ó w k r z e m i o n k a i humus mają ładunki

ujemne, a w o d o r o t l e n k i żelaza i glinu dodatnie.

K o a g u l a c j a , c z y l i p r z e c h o d z e n i e k o l o i d ó w w stan stały, o d b y w a się

w p r z y r o d z i e p r z e z w y p a r o w y w a n i e lub zamarzanie ośrodka dyspersyj

n e g o , p r z e z w y t r ą c a n i e za p o m o c ą e l e k t r o l i t ó w , k t ó r e neutralizują ła

dunek, k o l o i d ó w , lub p r z e z ł ą c z e n i e się k o l o i d ó w o p r z e c i w n y c h ładun

kach. P r z y k o a g u l a c j i cząstki k o l o i d a l n e łączą się ze sobą, t w o r z ą c c o r a z

w i ę k s z e skupienia i w r e s z c i e g a l e r e t o w a t e straty, z w a n e żelami. Pepty-

zacja jest o d w r o t n y m p r o c e s e m niż koagulacja. K o l o i d y silnie uwod

n i o n e , c z y l i hydrofilne, jak k r z e m i o n k a i humus, ulegają z a z w y c z a j
ł a t w o p e p t y z a c j i , tj. p o w r o t o w i w stan zolu. Inne k o l o i d y ł a t w i e j są w y
trącane z r o z t w o r ó w k o l o i d a l n y c h , ale po strąceniu trudniej ulegają
p e p t y z a c j i .

Elektrolityczna dysocjacja wody. Ważna dla chemicznej działalności wody

jest jej zdolność do rozszczepienia się w małej mierze na wolne jony, mianowicie

na dodatnio naładowany kation H

i ujemny anion O H

- Dysocjację tę można na

pisać:

0 = H

+ OH

O H

częściowo rozszczepia, się w O

2 -

+ H

, a prawdopodobnie zachodzi też:

0 = 2 H

+ O

2 -

Wskutek swych małych wymiarów jon H

łatwo przenika w uszkodzone sieci

krystaliczne minerałów i wywołuje ich rozkład.

Ilość wody zdysocjowanej w stosunku do niezdysocjowanej jest bardzo mała.

W temperaturze 0° w 13 min litrów jest 1 g jonów H

i 17 g jonów O H

Dyso-

cjacja zwiększa się z temperaturą. Koncentracja jonów H

przy 10° jest 1,5 raza

większa, a przy 25° 4,7 raza większa niż przy 0°. T y m tłumaczy się, że w strefach

polarnych ilość zwietrzeliny wynosi tylko 1/20 ilości, która wytwarza się w krajach

tropikalnych; w strefie polarnej średnia roczna wynosi —10°, w krajach tropikal-

nych + 3 0 ° . W strefie polarnej są tylko cztery miesiące bez mrozu, a w tropikalnej

mrozu nie ma w ogóle.

Hydrolityczne działanie wody. W o d a jest głównym rozpuszczalnikiem występu

jącym w przyrodzie. Dla procesów wietrzenia ważny jest nie tylko sposób, w jaki

rozpuszcza ona różne substancje, ale i charakter, jaki mają wytworzone przez nią

roztwory.

Substancje rozpuszczone w wodzie rozpadają się na jony naładowane dodatnio

i ujemnie. Kwasy odszczepiają wolne jony H

. Działalność kwasowa roztworu za

leży od zawartości tych jonów. Substancje w roztworze są tylko częściowo zdyso-
cjowane. Dysocjacja wzrasta z rozcieńczeniem i temperaturą. Im więcej jonów H

odszczepia dany kwas przy tym samym stężeniu, tym jest silniejszy. N p . HC1 daje
dużo jonów H

, jest więc silnym kwasem; kwas węglowy przy tym samym stężeniu

jest mało zdysocjowany i dlatego jest słabym kwasem.

To samo odnosi się do zasad, czyli substancji, które w roztworze odszczepiają

wolne jony O H

. Siła ich zależy od ilości jonów O H

przy tym samym stężeniu.

Np. N a O H jest silną zasadą, dającą dużo jonów O H

, podczas gdy Fe(OH)

pozo

staje w roztworze prawie niezdysocjowany.

Sole rozdzielają się w roztworach na ujemne aniony i dodatnie kationy. Jony

te łączą się z przeciwnie naładowanymi jonami wody. G d y z jonów rozpuszczonej
soli i wody powstaje silny kwas i silna zasada, roztwór działa obojętnie. N p . N a C l

dysocjuje w wodzie na N a

i C l

. N a

łączy się z O H

, zaś Cl

łączy się z H

Powstaje silna zasada ( N a O H ) i silny kwas (HC1), wobec czego roztwór zachowuje
się obojętnie.

Gdy z jonów soli i jonów wody powstanie silny kwas i słaba zasada, pewna

ilość jonów H

pozostaje w roztworze niezwiązana, podczas gdy OH

zostanie zwią

zane. Wtedy roztwór reaguje kwaśno. N p . FeCl

tworzy w wodzie silnie dysocju

jący HC1 i słabą zasadę F e ( O H )

Gdy kwas jest słabo dysocjujący, a zasada odszczepia dużo OH

, roztwór rea

guje zasadowo (alkalicznie). N p . N a

C 0

daje silną zasadę N a O H i słaby kwas

C 0

. Alkalicznie działające roztwory mają szczególne znaczenie w procesach wie

trzenia chemicznego.

Kwaśna lub zasadowa reakcja roztworu wyraża się zatem stężeniem jonów H

Stężenie jonów wodorowych oznaczamy symbolem pH, który nazywamy w y k ł a d 

n i k i e m s t ę ż e n i a j o n ó w w o d o r o w y c h . Stężenie jonów wodorowych

w 1 litrze czystej wody przy 20°C wynosi 10

- 7

, wtedy wartość p H , która jest ujem

nym logarytmem liczby określającej stężenie, wynosi 7. Roztwory alkaliczne mają

pH wyższe od 7, kwaśne — mniejsze od 7; pH wody deszczowej wynosi około 6 (roz

twór słabo kwaśny), w ó d torfowych około 4 (roztwór silnie kwaśny); woda rzeczna

ma pH = 6, a morska pH = 8 do 9.

W o d y działające w strefie wietrzenia mają pH około 6; gdy w gruncie wzbogacą

się w dwutlenek węgla, pochodzący z rozkładu materii organicznej, ich pH może

zniżyć się do 5, a wyjątkowo nawet do 4.

Wskutek rozpuszczania związków ługowanych z gruntu zmienia się skład roz

tworów i ich pH. Roztwór mający pH = 5 będzie rozpuszczać wapień (jako kwaśny

węglan wapnia). Roztwór nasycony przez C a ( H C 0

)

ma p H = 6,4. Roztwór taki bę

dzie mógł rozpuszczać krzemionkę. Natomiast jeśli pH obniży się poniżej 4, roztwór

nie będzie mógł rozpuszczać krzemionki, natomiast może rozpuszczać glinkę. Przy

pH wyższym od 5 krzemionka jest usuwana, a glinka nie.

Węglany, chlorki, siarczany i siarczki stosunkowo łatwo rozpuszczają się w wo

dzie. Natomiast krzemiany przechodzą w roztwór tylko w bardzo małych ilościach.

Dopiero działanie C 0

lub silniejszych zasad rozpuszcza krzemiany. Rozpuszczanie

to jest częściowe: alkalia i Ca przechodzą łatwo w roztwór, Fe i Mn z trudnością,

a glinka i krzemionka są bardzo trudno rozpuszczalne. Roztwór powstający z roz

kładu krzemianu zawiera metale alkaliczne i przez to prawdopodobnie działa roz

puszczające na krzemionkę, podczas gdy glinka pozostaje nienaruszona.

Lepkość wody. Wsiąkanie wody w drobne szczeliny i pory, a przede wszystkim

kapilarne ruchy wody w gruncie zależą od lepkości wody, czyli oporu, jaki stawia

tarcie wewnętrzne płynu w przesuwaniu się warstw płynu względem siebie. Lep

kość wzrasta ze spadkiem temperatury cieczy. W o d a w temperaturze + 2 0 ° ma lep-

kość w przybliżeniu równą 0,01 poise (1 poise = 1 dyna/cm

/sek), w temperaturze

+ 10° — 0,01301, w 0° — 0,0179, w temperaturze —2° — 0,0191 poise. Przy temperatu

rze + 30°, jaką osiąga woda atmosferyczna w ciepłych obszarach przy zetknięciu

się z gruntem, jest ona aktywniejsza niż przy + 1 0 ° . Ilość wolnych jonów jest trzy

krotnie większa, a lepkość zmniejsza się do połowy Rozpuszczanie skał i reakcje

chemiczne mogą w tych warunkach przebiegać znacznie szybciej.

Aktywne składniki zawarte w wodzie. Są t o : kwas a z o t o w y , amo

niak, tlen, k w a s w ę g l o w y , z w i ą z k i chloru, kwas siarkowy, substancje
h u m u s o w e i inne substancje o r g a n i c z n e oraz bakterie i inne o r g a n i z m y
ż y j ą c e w w o d z i e .

A m o n i a k i t l e n k i a z o t u ( N

i N

) tworzą się pod w p ł y

w e m w y ł a d o w a ń e l e k t r y c z n y c h lub promieni p o z a f i o l e t o w y c h w p o w i e
trzu i z opadami m o g ą się dostać na p o w i e r z c h n i ę Z i e m i . K w a s a z o t o w y

znajduje się w zmiennej ilości w opadach o b s z a r ó w tropikalnych. P o

łączenia a z o t o w e są też t w o r z o n e p r z e z bakterie amonizacyjne, w y t w a

rzające amoniak z substancji o r g a n i c z n y c h , p r z e z bakterie nitryfika-

cyjne, p r z e t w a r z a j ą c e amoniak lub kwas a z o t a w y w kwas a z o t o w y , oraz
p r z e z bakterie denitryfikacyjne, t w o r z ą c e z kwasu a z o t o w e g o kwas azo

t a w y , ten zaś zostaje p r z e t w a r z a n y w amoniak, a n a w e t w c z y s t y azot.

W o d a rozpuszcza w sobie znacznie w i ę c e j t l e n u niż azotu. Tlen,

chociaż a k t y w n y , n i e ma d u ż e g o znaczenia w procesach wietrzenia,
g d y ż w i ę k s z a część m i n e r a ł ó w p o s p o l i t y c h n a p o w i e r z c h n i Z i e m i jest

już utleniona. N a t o m i a s t b e z t l e n o w e minerały, jak siarczki, p o d w p ł y
w e m tlenu i w o d y przeobrażają się w siarczany. O b e c n o ś ć tlenu jest
też potrzebna do rozkładu ciał organicznych.

O p a d y pobierają d w u t l e n e k w ę g l a ( C 0

) z p o w i e t r z a ; p o

nadto w o d a n a p o w i e r z c h n i o t r z y m u j e n o w e ilości t e g o z w i ą z k u wsku
tek p r o c e s ó w b i o l o g i c z n y c h . Dzięki t y m procesom, a g ł ó w n i e d z i ę k i roz
k ł a d o w i materii roślinnej, w gruncie jest 10 do 100 r a z y w i ę c e j C 0

niż

w atmosferze. W t e m p e r a t u r z e 10° jest C 0

rozpuszczalne w stopniu

40 r a z y w i ę k s z y m niż tlen, w temperaturze 30° — 30 razy. Znaczna część
C 0

pozostaje w w o d z i e o p a d o w e j j a k o gaz, a część t w o r z y kwas w ę

g l o w y ( H

C 0

) . K w a s w ę g l o w y działa rozpuszczająco n a wszystkie w ę

glany, t w o r z ą c d w u w ę g l a n y . P r z e d e w s z y s t k i m kwas w ę g l o w y rozpusz

cza w ę g l a n w a p n i a j a k o k w a ś n y w ę g l a n ( d w u w ę g l a n ) wapnia

C a H

( C O

)

. K w a s w ę g l o w y ł ą c z y się r ó w n i e ż z w o d o r o t l e n k a m i a l k a l i ó w

t w o r z ą c y m i się przez h y d r o l i z ę n i e k t ó r y c h m i n e r a ł ó w i w i ą ż e się z nimi
w w ę g l a n y ; atakuje r ó w n i e ż krzemiany, t w o r z ą c z nich w ę g l a n y K, N a ,
Ca, M g , F e

2 +

i M n , natomiast n i e reaguje z połączeniami trójwartościo

w e g o żelaza F e

3 +

. D w u w ę g l a n F e zostaje ł a t w o utleniony, r o z ł o ż o n y

i strącony j a k o limonit ( 2 F e

• 3 H

0 ) ; p o d o b n i e dzieje się z manganem.

G l i n k a nie w c h o d z i w połączenia z k w a s e m węglowym,- w ę g l a n glinu nie
jest znany w p r z y r o d z i e .

C h l o r w atmosferze m o ż e p o c h o d z i ć z ekshalacji wulkanicznych

lub z a n i e c z y s z c z e ń fabrycznych. D o w ó d o p a d o w y c h n a p o w i e r z c h n i
z i e m i dostaje się on g ł ó w n i e z rozkładu m i n e r a ł ó w , z a w i e r a j ą c y c h chlor,

p r z e d e w s z y s t k i m z apatytu [(F, C l ) C a

1 2

] , k t ó r y w d r o b n y c h ilościach

w y s t ę p u j e w w i ę k s z o ś c i skał o g n i o w y c h . Chlor t w o r z y chlorki.

K w a s s i a r k o w y ( H

S 0

) powstaje wskutek atakowania siarcz-

ków przez tlen i w o d ę . C h o d z i tu z w y k l e o rozkład pirytu lub marka-
sytu (FeS

), g d y ż są to dość p o s p o l i t e siarczki:

4FeS

+ 14H

O + 150

= 4 F e ( O H )

+ 8 H

S 0

Kwas s i a r k o w y powstaje r ó w n i e ż p o ś r e d n i o przez utlenianie, a na

stępnie h y d r o l i z ę siarczanu żelaza (reakcje 1—3 str. 42).

Kwas s i a r k o w y jest silnie z d y s o c j o w a n y , wskutek c z e g o , n a w e t g d y

występuje w m a ł y c h ilościach, ma duże znaczenie. M o ż e też powstać

przy r o z k ł a d z i e gipsu, lub na d r o d z e o r g a n i c z n e j . P r z y gniciu roślinnych

siarkowo-białkowych p o ł ą c z e ń p o d w p ł y w e m bakterii (np. Microspiia

desuiłuricans)

powstaje H

S. G d y jest dużo tlenu, H

S utlenia się wprost

na H

S 0

lub wskutek utlenienia H

S powstaje w o l n a siarka a z niej

S 0

. H

S m o ż e b y ć r o z k ł a d a n y przez takie bakterie, które gromadzą

w swej p r o t o p l a z m i e ziarna b e z p o s t a c i o w e j siarki. Te bakterie, z w a n e
siarkowymi, w y s t ę p u j ą p r a w i e w k a ż d y m bagnie (np. Beggiatoa, Thio-
thrix, Monas

itd.). Utleniają o n e w y d z i e l a n ą siarkę na k w a s s i a r k o w y .

K w a s s i a r k o w y m o ż e się też dostać d o o p a d ó w atmosferycznych

z d y m ó w p o c h o d z ą c y c h ze spalenia w ę g l a z a w i e r a j ą c e g o siarkę.

Substancje h u m u s o w e p r z e c h o d z ą d o w ó d o p a d o w y c h r ó w n i e ż

z gnijącej materii o r g a n i c z n e j . G d y g n i c i e to nie jest kcmpletne, tzn.

w ę g i e l z a w a r t y w materii o r g a n i c z n e j n i e zostanie w całości z w i ą z a n y
w C 0

i C H

, a H w H

0 , w t e d y p o w s t a j e k o m p l e k s ciał organicznych,

będący p r o d u k t e m rozkładu materii roślinnej, w z b o g a c o n y m w w ę g i e l .
Te ciała, z w a n e humusem c z y l i próchnicą, są ciałami k o l o i d a l n y m i . Z o l e
humusowe, łącząc się z tlenem, rozkładają się i w y d z i e l a j ą C 0

; redu

kują o n e p o ł ą c z e n i a ż e l a z o w e na ż e l a z a w e . Z o l e h u m u s o w e strącają się
pod w p ł y w e m d w u i w i ę c e j w a r t o ś c i o w y c h e l e k t r o l i t ó w na żele, osia
dające w ś r ó d cząstek g l e b y . S t w i e r d z o n o w nich obecność k w a s ó w orga

nicznych z w a n y c h h u m u s o w y m i .

W o d y b a g i e n n e i t o r f o w e są a k t y w n y m c z y n n i k i e m dlatego, że za

wierają n i e t y l k o C 0

, ale też a k t y w n e k w a s y o r g a n i c z n e , jak

np. m r ó w k o w y , o c t o w y , m a s ł o w y i inne, oraz substancje organiczne,
które w stanie r o z d r o b n i o n y m m o g ą r e d u k o w a ć n i e k t ó r e m i n e r a ł y i w y
twarzać inne, u l e g a j ą c e rozpuszczeniu. D l a t e g o w o d y b o g a t e w substan
cje o r g a n i c z n e zawierają także ż e l a z o i k r z e m i o n k ę .

B a k t e r i e s ą w a ż n y m c z y n n i k e m wietrzenia c h e m i c z n e g o . W y

twarzają o n e z gnijącej materii roślinnej e n e r g i c z n e kwasy, jak o c t o w y ,
m a s ł o w y itd. N i e k t ó r e bakterie mają zdolność redukowania siarczanów,
a nawet przypisuje się im w s p ó ł d z i a ł a n i e w p o w s t a w a n i u złóż kaolinu
i laterytu. S t w i e r d z o n o eksperymentalnie, że rozkład i rozpuszczanie
skał wzrasta, g d y w w o d a c h p ł y n ą c y c h po nich znajdują się bakterie.
Bakterie rozkładające z w i ą z k i a m o n o w e (np. w ę g l a n a m o n o w y ) w y t w a
rzają w o l n y k w a s a z o t o w y , e n e r g i c z n i e działający na substancje mine
ralne.

Z p o w y ż s z e g o w y n i k a , że g ł ó w n e znaczenie działalności w o d y dla

rozkładu skał ma sama w o d a , a s z c z e g ó l n i e j e j z d y s o c j o w a n a część, po

nadto k w a s w ę g l o w y , substancje h u m u s o w e i tlen, a lokalnie -— k w a s

siarkowy. R o l a kwasu a z o t o w e g o i c h l o r u jest znacznie mniejsza.

Przeobrażenia chemiczne. Działanie p o w y ż s z y c h c z y n n i k ó w m o ż e

w y w o ł a ć w skałach p r z e m i a n y p o l e g a j ą c e na: 1) utlenianiu (oksydacji),

41.

2) u w o d n i e n i u ( h y d r a t y z a c j i ) , 3) redukcji, 4) u w ę g l a n o w i e n i u (karbona-
t y z a c j i ) . W strefie w i e t r z e n i a m o ż e też zachodzić dehydratyzacja.

1) U t l e n i a n i e p o l e g a na łączeniu się z t l e n e m lub na przecho

dzeniu z w i ą z k ó w t l e n o w y c h n i e k t ó r y c h p i e r w i a s t k ó w z niższej warto
ś c i o w o ś c i w w y ż s z e . Jako p r z y k ł a d y m o ż n a w y m i e n i ć czarny minerał
m a g n e t y t F e

( = F e

• F e O ) , k t ó r y p r z e c h o d z i w c z e r w o n y hematyt

F e

, a ten przez p r z y ł ą c z e n i e w o d y p r z e o b r a ż a się w żółtobrunatny

limonit 2 F e

• 3 H

0 .

P o d c z a s o k s y d a c j i k r z e m i a n ó w z a w i e r a j ą c y c h tlenki żelaza dwuwar-

t o ś c i o w e g o (tlenek ż e l a z a w y F e O ) powstają j a k o produkty rozkładu
tlenki żelaza t r ó j w a r t o ś c i o w e g o ( F e

) z w y k l e u w o d n i o n e , wskutek

c z e g o b a r w a t y c h m i n e r a ł ó w zmienia się z Zielonej lub czarnej na czer

w o n ą lub żółtobrunatną.

Siarczki utleniają się ł a t w o na siarczany. P r o c e s ten n a z y w a się cza

sem witriolizacją. Siarczki żelaza, piryt i markasyt utleniają się na siar
c z a n y ( F e S 0

) , galena (PbS) na a n g l e z y t ( P b S 0

) . Utlenianie w i ą ż e się tu

t e ż często z u w o d n i e n i e m . Utlenianiu się siarczku t o w a r z y s z y w y w i ą

z y w a n i e się dużej ilości ciepła. Siarczki żelaza utleniają się w pokła
dach w ę g l a , w kopalniach lub na hałdach, d l a t e g o w y w o ł u j ą pożary.
P o ż a r y p o k ł a d ó w w ę g l a wskutek utleniania pirytu p o w s t a w a ł y także
w u b i e g ł y c h e p o k a c h g e o l o g i c z n y c h .

Utlenianiu ulega też materia organiczna, k t ó r e j w ę g i e l ( C ) ł ą c z y się

ł a t w o z tlenem, t w o r z ą c C 0

. P r o c e s o w i temu t o w a r z y s z y też uwodnie

n i e . M a t e r i a o r g a n i c z n a jest często drobno rozsiana w skałach takich,
jak w a p i e n i e , m a r g l e i łupki, nadając im ciemne, ciemnoszare lub ciem
n o n i e b i e s k i e b a r w y . W s k u t e k utleniania substacji organicznej następuje

z b i e l e n i e p o w i e r z c h n i skał.

Utlenianiu ulegają n i e t y l k o m i n e r a ł y w y s t ę p u j ą c e na powierzchni,

ale t a k ż e p r o d u k t y r o z k ł a d u . Z s i a r c z k ó w żelaza t w o r z y się, jak w y ż e j
w s p o m n i a n o , siarczan żelaza. Jest to siarczan żelaza dwuwartościo-
w e g o , a w i ę c siarczan ż e l a z a w y . T e n utlenia się na siarczan ż e l a z o w y .
R e a k c j e , k t ó r e d o t e g o p r o w a d z ą , s ą następujące:

2 F e S

+ 2 H

0 + 7 0

= 2 F e S 0

+ 2 H

S 0

[1]

12FeS0

+ 3 0

+ 2 H

0 = 4 F e

( S 0

)

+ 2 F e

( O H )

[2]

Siarczan ż e l a z o w y , j a k o sól słabej zasady i silnego kwasu, ulega

ł a t w o h y d r o l i z i e :

F e

( S 0

)

+ 6 H

0 = 2 F e ( O H )

+ 3 H

S 0

, [3]

wskutek c z e g o p o w s t a j e w o d o r o t l e n e k żelaza. U l e g a o n c z ę ś c i o w e j de-

h y d r a t y z a c j i :

4 F e ( O H )

= 2 F e

+ 6 H

0 = 2 F e

• 3 H

0 + 3 H

0 [4]

W ten sposób t w o r z y się z s i a r c z k ó w wskutek łańcucha reakcyj [ 1 — 4 ]

limonit j a k o o s t a t e c z n y produkt rozkładu. D z i ę k i temu na w y c h o d n i a c h

z ł ó ż s i a r c z k o w y c h t w o r z y się z w y k l e znana dobrze g ó r n i k o w i tzw.
c z a p a ż e l a z n a , składająca się z limonitu. C z a p y żelazne t w o r z ą

się n i e t y l k o na w y c h o d n i a c h z ł ó ż s i a r c z k ó w żelaza, ale także innych
siarczków, np. miedzi, cynku, o ł o w i u , g d y ż te p r a w i e z a w s z e zawierają
d o m i e s z k ę s i a r c z k ó w żelaza. Siarczki innych metali zostają p o d w p ł y -

w e m tlenu i w o d y r o z p u s z c z o n e j a k o siarczany i przeniesione w głąb,
natomiast siarczany żelaza, ulegając h y d r o l i z i e , t w o r z ą nierozpuszczalny
wodorotlenek, k t ó r y n i e m o ż e b y ć p r z e n i e s i o n y w głąb i pozostaje na

powierzchni lub też p o d p o w i e r z c h n i ą , t w o r z ą c o w ą czapę żelazną.

Limonit pozostaje także j a k o k o ń c o w y produkt r o z k ł a d u i n n y c h mi

n e r a ł ó w z a w i e r a j ą c y c h ż e l a z o ( k r z e m i a n ó w , w ę g l a n ó w ) . R o z p r o s z o n y

w produktach w i e t r z e n i a b a r w i je na brunatno-żółto.

N a o g ó ł utlenianie z w i ą z k ó w żelaza p r z e b i e g a t y m ł a t w i e j , i m środo

wisko jest b a r d z i e j alkaliczne. S o l e ż e l a z a w e utleniają się bardzo w o l n o
w r o z t w o r a c h kwaśnych, natomiast b a r d z o s z y b k o w r o z t w o r a c h słabo
kwaśnych lub alkalicznych.

U t l e n i a n i e sięga w skorupie ziemskiej tak g ł ę b o k o , jak g ł ę b o k o tlen

m o ż e dostać się w w a r s t w y . T l e n m o ż e sięgać t y l k o do zwierciadła w ó d
gruntowych. D l a t e g o strefa p o n a d z w i e r c i a d ł e m w ó d g r u n t o w y c h jest

strefą o k s y d a c j i .

2 ) U w o d n i e n i e ( h y d r a t y z a c j a ) r z a d k o zachodzi samo, z w y k l e

łączy się z hydrolizą, działaniem tlenu i kwasu w ę g l o w e g o . H y d r a t y -
zacji ulega w i e l e m i n e r a ł ó w s k a ł o t w ó r c z y c h i k r u s z c o w y c h . Przykła
dami prostej h y d r a t y z a c j i jest p r z e o b r a ż e n i e się hematytu ( F e

) w li

monit ( 2 F e

• 3 H

0 ) , braunitu ( M n

) — w manganit ( M n

• H

0 ) ,

anhydrytu ( C a S 0

) — w gips ( C a S 0

• 2H

W ę g l a n y zmienić się m o g ą w w o d o r o t l e n k i . W ten sposób z syderytu

przez h y d r o l i z ę i utlenianie p o w s t a j e limonit:

F e C 0

+ H

0 = F e ( O H )

+ CO

4 F e ( O H )

+ 0

= 2 F e

• 3 H

0 + H

P o d o b n y p r o c e s m o ż e o d b y ć się p r z y w s p ó ł u d z i a l e bakterii:

4 F e C 0

+ 6 H

0 + O

= 4 F e ( O H )

+ 4 C 0

K r z e m i a n y ulegają rozpuszczeniu wskutek h y d r o l i t y c z n e g o działania

w o d y ; proces ten z w y k l e nie p r z e b i e g a sam, lecz w i ą ż e się z działalno
ścią kwasu w ę g l o w e g o . R o z p a d h y d r o l i t y c z n y krzemianu można ilu
strować p r z y k ł a d e m rozkładu skalenia p o t a s o w e g o , k t ó r e g o produktem
jest k a o l i n i t :

A l

S i

1 6

+ 3 H

0 = 2 K O H + H

A l

S i

• H

0 + 4 S i 0

P r z e z u w o d n i e n i e powstają z k r z e m i a n ó w z e o l i t y . S ą t o uwod

nione krzemiany, g ł ó w n i e Ca i N a , które powstają ze skaleni i skale-
n i o w c ó w (leucytu i nefelinu) i są r o z p o w s z e c h n i o n e w p r z e o b r a ż o n y c h
skałach w u l k a n i c z n y c h . P r a w d o p o d o b n i e jednak w w i ę k s z o ś c i w y p a d
k ó w z e o l i t y nie t w o r z ą się wskutek z w y c z a j n e g o , a t m o s f e r y c z n e g o w i e
trzenia, ale s ą w y n i k i e m p r z e o b r a ż e ń k r z e m i a n ó w p o d w p ł y w e m gorą

c y c h r o z t w o r ó w p o w u l k a n i c z n y c h , p o c h o d z ą c y c h z g ł ę b i Z i e m i . N i e

które z e o l i t y są produktem p o d m o r s k i e g o w i e t r z e n i a .

3 ) R e d u k c j a jest w y w o ł a n a g ł ó w n i e d w o m a czynnikami: materią

organiczną i działalnością bakterii.

Rozkładająca się materia organiczna ł ą c z y się nie t y l k o z w o l n y m

tlenem, l e c z także z tlenem z a w a r t y m w z w i ą z k a c h c h e m i c z n y c h . N i e -

) Zmianie anhydrytu w gips towarzyszy powiększanie się objętości o około 33%,

wskutek czego warstwy w stropie lub sam pokład gipsu ulegają pofałdowaniu.

k t ó r e bakterie mają zdolność odszczepiania tlenu p o t r z e b n e g o im do
p r o c e s ó w ż y c i o w y c h z p o ł ą c z e ń o r g a n i c z n y c h i nieorganicznych. Bakte
r i e są b e z wątpienia g ł ó w n y m c z y n n i k i e m r e d u k c y j n y m w przyrodzie.

S z c z e g ó l n i e w a ż n y m p r o c e s e m r e d u k c y j n y m jest zmiana połączeń

ż e l a z o w y c h w ż e l a z a w e . T l e n e k ż e l a z o w y F e

przechodzi w t y m pro

c e s i e w tlenek ż e l a z a w y ( F e O ) . W s k u t e k t e g o ż e l a z o m o ż e b y ć rozpusz
c z o n e w w o d z i e , z a w i e r a j ą c e j kwas w ę g l o w y , dzięki czemu t w o r z ą się
rozpuszczalne k w a ś n e w ę g l a n y żelaza F e H

( C 0

)

. W razie straty CO

z u ż y w a n e g o p r z e z rośliny, a p r z e d e w s z y s t k i m bakterie, w ę g l a n strąca
się j a k o nierozpuszczalny s y d e r y t ( F e C 0

) . G d y natomiast w r o z t w o r z e

jest dużo tlenu, z r o z t w o r u z a w i e r a j ą c e g o F e H

( C 0

)

strąca się z po

w r o t e m w o d o r o t l e n e k ż e l a z o w y p r z e c h o d z ą c y następnie w limonit (zob.
r ó w n a n i e 4 ) . R e d u k c j a p o ł ą c z e ń ż e l a z o w y c h p r o w a d z i d o odbarwienia

skał z a b a r w i o n y c h t y m i połączeniami; np. p i a s k o w c e b a r w i o n e przez

F e

n a c z e r w o n o bieleją p o d w p ł y w e m rozkładającej się materii or

ganicznej.

R e d u k o w a n i e z w i ą z k ó w ż e l a z o w y c h przez materię organiczną i prze

p r o w a d z a n i e ich w połączenia ż e l a z a w e można przedstawiać następują
c y m i r ó w n a n i a m i :

2 F e

• 3 H

0 + C = 4 F e O + C 0

+ 3 H

0 [5]

F e O + C 0

= F e C 0

[6]

Te same r ó w n a n i a odnoszą się do bakterii; w t e d y w równaniu [5]

C o z n a c z a n i e materię organiczną, ale w ę g i e l z a w a r t y w bakterii i łą

c z ą c y się z tlenem dla p r o c e s ó w b i o l o g i c z n y c h .

P o d o b n i e j a k redukcja z w i ą z k ó w ż e l a z o w y c h , redukcja siarczanów

w siarczki jest w a ż n y m p r o c e s e m g e o l o g i c z n y m . Siarczany są reduko
w a n e materią organiczną lub bakteriami a w p e w n y c h przypadkach
także w ę g l o w o d o r a m i . P r z y k ł a d e m r o z k ł a d u siarczanów jest gips, z któ
r e g o m o g ą p o w s t a ć w a p i e n i e i siarka. R e a k c j e p r o w a d z ą c e do t e g o są
następujące:

C a S 0

+ 2C = CaS + 2 C 0

2CaS + 2 H

0 = C a ( O H )

+ C a ( S H )

C a ( O H )

+ C a ( S H )

+ 2 C 0

= 2 C a C O

+ 2H

S + O = H

0 + S

Siarczki żelaza w pokładach w ę g l o w y c h są r ó w n i e ż produktem re

dukcji r o z t w o r ó w s i a r c z a n ó w p r z e z materię w ę g l o w ą :

F e S O

+ 2C = FeS + 2 C O

Jednosiarczek F e S zmienia się po p e w n y m czasie w FeS

. Ta sama

reakcja zachodzi nieraz w osadach morskich, g d z i e F e S 0

p r o d u k o w a n y

p r z y rozkładzie o r g a n i c z n y m zostaje z r e d u k o w a n y p r z e z substancje or

ganiczne. W ten sposób powstają p i r y t y w y p e ł n i a j ą c e często skorupki
skamieniałości.

4 ) U w ę g l a n o w i e n i e (karbonatyzacja). Działanie kwasu w ę g l o

w e g o jest j e d n y m z g ł ó w n y c h , o ile nie n a j w a ż n i e j s z y m c z y n n i k i e m
wietrzenia c h e m i c z n e g o . K w a s w ę g l o w y rozpuszcza w ę g l a n y dwuwar-
t o ś c i o w y c h metali (Ca, M g i F e

2 +

) . W ę g l a n wapnia rozpuszcza się w czy

stej w o d z i e w stosunku jedna część na 10 000 części w o d y ; w w o d z i e

zawierającej C 0

rozpuszczalność j e g o jest dziesięciokrotnie większa.

Wapń, m a g n e z i ż e l a z o p o d działaniem kwasu w ę g l o w e g o przechodzą

w r o z t w ó r j a k o d w u w ę g l a n y , jak C a H

( C O

)

i F e H

( C O

)

. W ę g l a n wap

nia jest ł a t w i e j rozpuszczalny od w ę g l a n u magnezu, toteż dolomity, skła

dające się z o b u w ę g l a n ó w , p r z y w i e t r z e n i u w z b o g a c a j ą się w w ę g l a n

magnezu. R o z p u s z c z a n i e w a p i e n i a p o d działaniem kwasu w ę g l o w e g o
polega na reakcji:

C a C 0

+ H

C O

= C a H

( C 0

)

P o w s t a j e w i ę c k w a ś n y w ę g l a n wapnia, k t ó r y p r z e c h o d z i d o r o z t w o r u .

W a p i e n i e rozpuszczają się też ł a t w o p o d w p ł y w e m k w a s ó w organicz

nych, np. o c t o w e g o :

2 C a C 0

+ 2 C

= C a ( C

)

+ C a H

( C 0

)

R o z k ł a d k r z e m i a n ó w , jak p o w y ż e j zaznaczono, jest p r o c e s e m skom

p l i k o w a n y m i h y d r o l i t y c z n e działanie w o d y ma tu duże znaczenie; nie
mniej jednak w a ż n a jest o b e c n o ś ć k w a s u w ę g l o w e g o . W s k u t e k dzia

łalności t y c h d w ó c h c z y n n i k ó w k r z e m i a n y ulegają r o z k ł a d o w i , p r z y
c z y m d o r o z t w o r u p r z e c h o d z ą m e t a l e alkaliczne ( K , N a ) oraz metale

ziem a l k a l i c z n y c h (Ca, M g ) , w i ą z a n e p r z e z k w a s w ę g l o w y w w ę g l a n y ;

ponadto d o r o z t w o r u p r z e c h o d z ą u w o d n i o n e k r z e m i a n y alkaliczne o r a z
uwodniona krzemionka, a j a k o reszta nie rozpuszczona pozostają: uwod
nione k r z e m i a n y glinu, w o d o r o t l e n k i żelaza i manganu, u w o d n i o n e krze
miany m a g n e z u i w i ę k s z a część k r z e m i o n k i .

N a j o g ó l n i e j r ó w n a n i e przedstawiające o d d z i a ł y w a n i e w o d y i C 0

na k r z e m i a n y m o ż n a napisać w sposób następujący:

R S i O

+ C 0

+ H

0 = R C O

+ S i 0

+ H

gdzie R = K

, N a

, Ca, Mg itd.

W p o s z c z e g ó l n y c h w y p a d k a c h , zależnie od składu krzemianu, r ó w

nanie to ma postać bardziej s k o m p l i k o w a n ą . N a j w a ż n i e j s z y jest rozkład
skaleni, g d y ż te stanowią j e d e n z najpospolitszych m i n e r a ł ó w skało-
t w ó r c z y c h .

R o z k ł a d ortoklazu przedstawia się następująco:

A l

S i

1 6

+ 2 H

0 + C 0

= H

A l

S i

• H

0 + K

C O

+ 4 S i 0

P r z y r o z k ł a d z i e o r t o k l a z u p o w s t a j e zatem kaolinit ( H

A l

S i

* H

0 ) ,

który pozostaje na miejscu w i e t r z e n i a j a k o produkt rozkładu, oraz w ę

glan potasu i krzemionka, z k t ó r y c h p i e r w s z y przechodzi c a ł k o w i c i e

w r o z t w ó r , natomiast k r z e m i o n k a pozostaje p r z e w a ż n i e w nierozpusz

czalnej r e s z c i e . P r o c e s ten n a z y w a się k a o 1 i n i z a c j ą. Produktem

t e g o procesu jest kaolinit, k t ó r y jest j e d n y m z l i c z n y c h m i n e r a ł ó w iło
w y c h (połączenia S i 0

, A 1

i H

0 ) .

W bardzo p o d o b n y sposób rozkłada się skaleń s o d o w y albit

( N a

A l

S i

1 6

) ; n i e c o inny rezultat daje r o z k ł a d anortytu ( C a A l

S i

) ,

a to ze w z g l ę d u na mniejszą ilość k r z e m i o n k i z a w a r t e j w t y m skaleniu:

C a A l

S i

+ 2 H

0 + C 0

= H

A l

S i

• H

0 + C a C O

Jako inny p r z y k ł a d r o z k ł a d u można podać rozkład piroksenu (diop-

sydu):

C a ( M g , F e ) S i

+ 2 H

0 + 2 C 0

= 2 H

S i O

+ C a C O

+ ( M g , F e ) C 0

P r o d u k t e m tej reakcji jest nierozpuszczalny kwas k r z e m o w y i w ę g l a n y

Ca, Fe i M g , k t ó r e w razie obecności dostatecznej ilości C 0

m o g ą być

p r z e p r o w a d z o n e w r o z t w ó r . G d y , j a k to z w y k l e b y w a , tlenu jest dużo,

d w u w ę g l a n żelaza utlenia się na limonit.

I n n y m p r z y k ł a d e m h y d r o l i t y c z n e g o rozkładu krzemianu w połącze

niu z działaniem kwasu w ę g l o w e g o jest s e r p e n t y n i z a c j a . U l e
gają j e j k r z e m i a n y magnezu, np. enstatyt lub o l i w i n (forsteryt), szcze

g ó l n i e zaś ten ostatni:

2Mg

Si0

+ C0

+ 2H

O = H

+ MgC0

forsteryt serpentyn magnezyt

Z a z n a c z a ć n a l e ż y , że proces serpentynizacji nie jest w y ł ą c z n i e pro

c e s e m w i e t r z e n i o w y m , ale m o ż e b y ć w y w o ł a n y r o z t w o r a m i m a g m o w e g o
pochodzenia, z a w i e r a j ą c y m i C 0

. R ó w n i e ż kaolinizacja m o ż e b y ć w y

w o ł a n a w o d a m i , z a w i e r a j ą c y m i C 0

, p o c h o d z ą c y m i z m a g m y .

I n n y m p o s p o l i t y m o b j a w e m wietrzenia k r z e m i a n ó w jest c h l o r y -

t y z a c j a, dzięki k t ó r e j k r z e m i a n y ż e l a z o w o - m a g n e z o w e , jak biotyt,

augit, hornblenda itd., przechodzą w chloryt, b ę d ą c y w o d n y m krzemia
n e m M g , Fe i A l . W t y m w y p a d k u r ó w n i e ż metale alkaliczne i wapń

p r z e c h o d z ą do r o z t w o r u j a k o w ę g l a n y , ż e l a z o zaś z w y k l e strąca się jako

limonit.

P r o c e s karbonatyzacji p o w o d u j e p o w s t a n i e w ę g l a n ó w , które, po

zostając w r o z t w o r z e j a k o d w u w ę g l a n y , m o g ą o d d z i a ł y w a ć rozkładająco
na k r z e m i a n y .

S z c z e g ó l n e znaczenie mają w ę g l a n y alkaliczne, które, atakując krze

miany, usuwają z nich i p r z e p r o w a d z a j ą do r o z t w o r u krzemionkę.

W i e t r z e n i e oparte na działalności kwasu w ę g l o w e g o m o ż e b y ć posu

nięte dalej p r z e z obecność substancji h u m u s o w e j . P r z y kaolinizacji nie
rozpuszczalne w o d o r o t l e n k i żelaza i manganu pozostają na miejscu j a k o
k o l o i d y . O t ó ż substancje h u m u s o w e mają w ł a ś c i w o ś ć t w o r z e n i a t z w .
k o l o i d ó w o c h r o n n y c h , tj. k o l o i d a l n y c h b ł o n e k p o w l e k a j ą c y c h k o l o i d y

żelaza, i dlatego p r z e c i w d z i a ł a j ą koagulacji ich p r z e z elektrolity. W o d o
rotlenki żelaza b a r w i ą p r o d u k t y wietrzenia k a o l i n o w e g o na żółtobru-

natne. W razie obecności humusu w o d o r o t l e n k i te zostają o d p r o w a d z o n e
(np. p r z e n i e s i o n e w s i ą k a j ą c y m i w o d a m i w głąb gruntu), wskutek c z e g o
z w i e t r z e l i n a u l e g a o d b a r w i e n i u ( „ o d ż e l e z i e n i u " ) .

Odporność minerałów na wietrzenie. P r a w i e w s z y s t k i e pospolitsze

m i n e r a ł y s k a ł o t w ó r c z e p o d działaniem h y d r o l i z y i kwasu w ę g l o w e g o

ulegają r o z k ł a d o w i , w y k a z u j ą one w s z a k ż e znaczne r ó ż n i c e w szybkości
t e g o procesu. Jedne z nich rozkładają się łatwo, inne d o p i e r o po dłuż
s z y m czasie. Z a l e ż n i e od łatwości, z jaką ulegają r o z k ł a d o w i , można mi

n e r a ł y s k a ł o t w ó r c z e i a k c e s o r y c z n e u s z e r e g o w a ć następująco, począw
s z y od najłatwiej do najtrudniej rozpuszczalnych (najpospolitsze mine
r a ł y s k a ł o t w ó r c z e z a z n a c z o n o drukiem r o z s t r z e l o n y m ) :

1. k a 1 c y t

2 . d o l o m i t

3. s k a l e n i o w c e (nefelin, leucyt, o l i w i n )
4. pirokseny, amfibole
5. serpentyn, epidot
6 . p l a g i o k l a z y b o g a t e w anortyt

7 . p l a g i o k l a z y u b o g i e w anortyt
8 . o r t o k l a z
9 . b i o t y t

10. k w a r c , m u s k o w i t (oba b a r d z o słabo rozpuszczalne), serycyt
11. apatyt, magnetyt, andaluzyt
12. granaty, cyjanit, staurolit, c y r k o n , rutyl, korund, ilmenit.

M i n e r a ł y w y m i e n i o n e p o d 10—12 są minerałami bardzo stałymi

i praktycznie biorąc nie ulegają wietrzeniu. Stąd w z w i e t r z e l i n i e skał
wielomineralnych m o g ą pozostać m i n e r a ł y t y c h trzech ostatnich grup,
natomiast m i n e r a ł y g r u p y 1—9 najczęściej ulegają zupełnemu rozkła

dowi i w z w i e t r z e l i n i e n i e występują. Z zestawienia widać, że spośród
minerałów s k a ł o t w ó r c z y c h t y l k o k w a r c i muskowit mogą t r w a l e zacho

wać się w z w i e t r z e l i n i e .

4. P R O D U K T Y W I E T R Z E N I A

Produkty wietrzenia poszczególnych minerałów. Skały składają się

najczęściej z kilku lub kilkunastu m i n e r a ł ó w , toteż produkty ich w i e
trzenia m o g ą się składać z r ó ż n y c h substancji, p o w s t a ł y c h wskutek w i e

trzenia p o s z c z e g ó l n y c h m i n e r a ł ó w . Dla zrozumienia składu pozostałości
po zwietrzeniu skał n a l e ż y zdać sobie s p r a w ę z t e g o , że w większości
w y p a d k ó w p r z y r o z k ł a d z i e m i n e r a ł ó w część substancji m i n e r a ł ó w w c h o

dzi w skład n o w e g o minerału, część zaś p r z e c h o d z i do r o z t w o r u i zostaje
ze z w i e t r z e l i n y o d p r o w a d z o n a .

K w a r c S i 0

p o d w p ł y w e m w i e t r z e n i a z a c h o w u j e się odpornie, nie

przeobrażając się w n o w y minerał, co n a j w y ż e j w p e w n y c h warunkach

przechodzi c z ę ś c i o w o do r o z t w o r u j a k o k o l o i d (najczęściej) lub też j a k o
kwas k r z e m o w y albo krzemian alkaliczny.

M u s k o w i t K

0 • 3 A l

• 6 S i 0

• 2 H

0 jest drugim o d p o r n y m n a

wietrzenie m i n e r a ł e m . M o ż e się on przeobrazić w serycyt.

S k a l e n i e , np. o r t o k l a z K

0 • A 1

• 6 S i 0

, przeobrażają się w mi

nerały i ł o w e ; ich k r z e m i o n k a p r z e c h o d z i c z ę ś c i o w o do roztworu, a sód,
potas lub w a p ń p r z e c h o d z ą do r o z t w o r u j a k o w ę g l a n y .

B i o t y t K

0 • 4 ( M g , F e ) 0 • 2 ( A l , F e )

• 6 S i 0

• H

O przeobrażając się

tworzy m i n e r a ł y i ł o w e , chloryt i limonit. Część j e g o k r z e m i o n k i oraz p o
tas i m a g n e z p r z e c h o d z ą do r o z t w o r u j a k o w ę g l a n y .

A u g i t ( k r z e m i a n Ca, M g i F e z dodatkiem A l ) p r z y r o z k ł a d z i e m o ż e

dać r ó w n i e ż chloryt, limonit i w ę g l a n y , m o g ą c e przejść do r o z t w o r u .

H o r n b l e n d a (krzemian M g , F e i C a z dodatkiem O H , A l i N a )

daje a n a l o g i c z n e p r o d u k t y rozkładu.

O l i w i n ( M g , F e )

S i 0

i p i r o k s e n y r o m b o w e ( M g , F e ) S i O

przecho

dzą w serpentyn, limonit lub a g r e g a t y c h l o r y t o w e , w r o z t w ó r zaś prze

chodzi część krzemionki, żelaza i magnezu.

M a g n e t y t F e

p r z e o b r a ż a się w limonit, p r z y c z y m n i e k i e d y

część żelaza m o ż e przejść w r o z t w ó r j a k o w ę g l a n .

I l m e n i t F e T i 0

daje j a k o pozostałość tlenki tytanu oraz limonit;

tutaj też część żelaza m o ż e przejść do r o z t w o r u j a k o w ę g l a n .

P i r y t F e S

przeobraża się w siarczan żelaza p r z e c h o d z ą c y w li

monit.

Skorupa w i e t r z e n i o w a . P o s p o l i t y m o b j a w e m wietrzenia jest zmiana

w y g l ą d u p o w i e r z c h n i skały. C i e m n o z a b a r w i o n e przez organiczne sub

stancje (bituminy, p y ł w ę g l o w y ) skały wskutek oksydacji tracą na po

w i e r z c h n i c i e m n ą b a r w ę i stają się jasne lub białe. Odnosi się to do wa-

Ryc. 8. Pierścienie Lieseganga (fot. autor)

R y c . 9. Struktury k o m ó r k o w e w piaskowcach ciężkowickich Karpat

(fot. autor)

pieni, ł u p k ó w , margli, p i a s k o w c ó w itd. Skały zabarwione związkami że

laza d w u w a r t o ś c i o w e g o na czarno, szaro lub zielono w i e t r z e j ą c przy

bierają na p o w i e r z c h n i b a r w y brunatne lub c z e r w o n e ; o b s e r w o w a ć to
można na bazaltach, serpentynach, gabrach itd.

Z r e g u ł y z m i a n o m b a r w y t o w a r z y s z ą z m i a n y w w y g l ą d z i e po

w i e r z c h n i . Staje się ona wskutek w y ł u g o w a n i a rozpuszczalnych skład-

Ryc. 10. G o ł o b o r z e na Szczytniaku. K w a r c y t y środkowokambryjskie. Góry Święto

krzyskie (fot. J. Czarnocki)

ników nierówna, chropawa, p o d z i u r k o w a n a lub jamista. T o w a r z y s z y te
mu o b n i ż e n i e się spoistości i twardości skały. U t w o r z e n i e się skorupy
w i e t r z e n i o w e j jest w s t ę p e m do dalszego rozpadu skały. G r o m a d z ą c e się
luźne p r o d u k t y wietrzenia t w o r z ą płaszcz luźnych, z w i e t r z a ł y c h utwo

rów, c z y l i r e g o l i t .

Na w i e t r z e j ą c e j p o w i e r z c h n i lub w luźnych blokach można zauwa

żyć, że wsiąkająca w skałę w o d a ługuje z niej rozpuszczalne związki
i strąca je w pobliżu p o w i e r z c h n i , wskutek c z e g o t w o r z ą się smugi za
barwione strąconymi substancjami, najczęściej związkami żelaza. W luź

nych blokach smugi t e t w o r z ą t z w . p i e r ś c i e n i e d y f u z y j n e

(zwane też pierścieniami L i e s e g a n g a ) , t w o r z ą c e się wskutek tego, że roz

puszczanie i strącanie się substancji skutkiem p r z e s y c e n i a o d b y w a się
rytmicznie (ryc. 8) i s t o p n i o w o posuwa się ku wnętrzu.

Dość c z ę s t y m o b j a w e m na p o w i e r z c h n i w i e t r z e j ą c y c h skał są nie

duże zagłębienia u s z e r e g o w a n e s i e c i o w o jak w plastrze miodu. W y t w o
rzone są te struktury deszczem lub porostami p r z y współudziale mrozu
i wietrzenia c h e m i c z n e g o . P i a s k o w c e k r e d o w e w Sudetach oraz eoceń-
skie p i a s k o w c e c i ę ż k o w i c k i e w Karpatach nieraz na powierzchniach
p i o n o w y c h okazują t e g o rodzaju s t r u k t u r y k o m ó r k o w e (ryc. 9).

Rumosze, pola b l o k o w e , gołoborza. G d y skały m a s y w n e lub grubo-

ł a w i e o w e ulegają wietrzeniu, rozpadają się p o d w p ł y w e m zmian tempe
ratury lub zamarzania na bloki często w z d ł u ż p i e r w o t n y c h płaszczyzn
c i o s o w y c h . T w o r z ą się dzięki temu nagromadzenia gruzu i b l o k ó w bądź

4 — G e o l o g i a dynamiczna

na miejscu wietrzenia, bądź też bloki te staczają się p r z y o d p o w i e d n i m

spadku po z b o c z a c h i g r o m a d z ą się u p o d s t a w y z b o c z y lub w dolinach.
P r z y k ł a d e m p i e r w s z e g o w y p a d k u s ą g o ł o b o r z a G ó r Świętokrzyskich
( r y c . 10), b ę d ą c e n a g r o m a d z e n i e m b l o k ó w n a szczytach w z g ó r z ; g o ł o
borza r o z w i n ę ł y się p r z e z w i e t r z e n i e k w a r c y t ó w kambryjskich w wa

runkach p e r y g l a c j a l n y c h , k i e d y G ó r y Ś w i ę t o k r z y s k i e b y ł y zewsząd o t o
c z o n e l ą d o l o d e m i w i e t r z a ł y w k l i m a c i e p o l a r n y m . P r z y k ł a d e m d r u g i e g o
w y p a d k u są p i a r g i ( r y c . 53) i „ m a l i n i a k i " w Tatrach.

Ryc. 11. Powstawanie wietrzenia kulistego (oparte na rysunku Davisa)

C z ę s t o k r o ć b l o k i mają kształt kulisty. C z a s e m pochodzi to z tekstury

w i e t r z e j ą c e j skały, g d y ż n i e k t ó r e s k a ł y o g n i o w e , np. diabazy, mają tek
sturę sferoidalną, skały o s a d o w e zaś, jak niektóre w a p i e n i e lub pias

k o w c e , m o g ą mieć charakter k o n k r e c y j n y . N a j c z ę ś c i e j jednak kuliste
kształty b l o k ó w są w y n i k i e m d ł u g o t r w a ł e g o w i e t r z e n i a skał p o c i ę t y c h
p r o s t o p a d ł o ś c i e n n y m c i o s e m . W strefie w i e t r z e n i a czynniki w i e t r z e n i a
działają n a j e n e r g i c z n i e j w z d ł u ż przecinających się płaszczyzn cioso
w y c h ( r y c . 11), a działanie ich jest n a j a k t y w n i e j s z e na k r a w ę d z i a c h i na
rożach b l o k ó w , na k t ó r y c h schodzi się w i ę c e j płaszczyzn, przeto w m i a r ę

postępu w i e t r z e n i a b l o k i stają się coraz bardziej zaokrąglone. W w y s o
kich górach, g d z i e w i e t r z e n i u t o w a r z y s z y o b r y w a n i e się i osuwanie blo

k ó w po s t r o m y c h zboczach, proces w i e t r z e n i a bloku na miejscu zostaje
z a z w y c z a j p r z e r w a n y , zanim w y t w o r z y się postać kulista. Natomiast na

w y ż y n a c h p r o c e s ten m o ż e d o p r o w a d z i ć d o nagromadzenia się okrą

g ł y c h b l o k ó w skalnych j a k o p r o d u k t ó w w i e t r z e n i a (np. n a W o ł y n i u ,
a z w ł a s z c z a w A f r y c e , ryc. 12).

Z kulistym w i e t r z e n i e m w i ą ż e się p r o b l e m powstania z a o k r ą g l o n y c h

skalnych p a g ó r k ó w i w z g ó r z , które stanowią w ł a ś c i w o ś ć o b s z a r ó w tro-

pikalnych ( „ g ł o w y cukru", np. G ł o w a Cukru k o ł o R i o d e Janeiro). P o
wstanie ich odnosi się z w y k l e do< t e r m i c z n e j eksfoliacji. Jednak formy

takie powstają g ł ó w n i e w skałach m a s y w n y c h , zwłaszcza w granitach,
które n a w e t w głębokości, g d z i e z m i a n y temperatury nie zaznaczają się,
okazują z a k r z y w i o n e kopulasto p ł a s z c z y z n y c i o s o w e . P ł a s z c z y z n y te
powstają w związku z o d c i ą ż e n i e m granitu wskutek erozji w y ż s z y c h
warstw. W i e t r z e n i e w y k o r z y s t u j e zatem p ł a s z c z y z n y już w skale istnie

jące; ten t y p eksfoliacji został n a z w a n y h y p o g e n i c z n y m , g d y ż

ma p r z y c z y n y w e w n ę t r z n e .

Kuliste w i e t r z e n i e , j a k r ó w n i e ż p o w s t a w a n i e ,,głów cukru" nie m o ż e

być p r z y p i s y w a n e t y l k o termicznej eksfoliacji. Dużą r o l ę o d g r y w a tu

też w i e t r z e n i e c h e m i c z n e , k t ó r e w rezultacie m o ż e pociągać za sobą

Ryc. 12. W i e t r z e n i e kuliste granitu, tworzące góry zwane „ m a t o p o "

(według L. C. K i n g a )

także skutki mechaniczne. P o w s t a j ą c e m i n e r a ł y p r z e z p o w i ę k s z a n i e swej.

objętości w szczelinach i p o r a c h nieraz p r z y c z y n i a j ą się do rozsadzania

skały i eksfoliacji.

Inną formą w i e t r z e n i a s ą g r z y b y s k a l n e . Jeśli skały s ą grubo-

ł a w i c o w e , p i o n o w o spękane, a mają różną spoistość, z d a r z y ć się może,

że wzdłuż p ł a s z c z y z n spękań pozostanie w i ę k s z y b l o k w postaci ko

lumny lub słupa, sąsiednie zaś rozsypią się. W takim słupie najsilniej jest
atakowana przez w i e t r z e n i e dolna j e g o część w pobliżu podstawy, a to

z d w ó c h p o w o d ó w . Po p i e r w s z e ściany w pobliżu p o d s t a w y są w i ę c e j
ocienione, w i ę c w i l g o ć utrzymuje się na nich dłużej i w y w o ł u j e hydraty-
zację; po drugie w dolną część wsiąka p r z y o d p o w i e d n i e j p o r o w a t o ś c i
skały w o d a kapilarna, t o t e ż dolna część k o l u m n y z a w i e r a w porach w i ę
cej w o d y . W s k u t e k t e g o z a m r ó z silniej atakuje dolną część słupa. G r z y b y
skalne t w o r z ą się najczęściej w granitach i g r u b o ł a w i c o w y c h piaskow
cach, np. w p i a s k o w c u c i ę ż k o w i c k i m w K a r p a t a c h ( K a m i e n n e M i a s t o

k o ł o C i ę ż k o w i c , Prządki k o ł o K r o s n a ) .

Eluwia. G d y skała ulega, j a k t o najczęściej b y w a , t e g o rodzaju wie

trzeniu, że c z ę ś ć materiału zostaje o d p r o w a d z o n a do roztworu, a nie
rozpuszczalna część materiału p o z o s t a j e na miejscu, powstaje na po
w i e r z c h n i u t w ó r r e z y d u a l n y , n o s z ą c y n a z w ę e 1 u w i u m. Zależnie od
charakteru podłoża, m o ż e to b y ć gruz, glina, piasek itd. Zdarza się, że
e l u w i a są n a g r o m a d z e n i e m gruzu twardszych, nierozpuszczalnych czę
ści. N p . na p o w i e r z c h n i a c h jurajskich w a p i e n i z krzemieniami t w o r z y ć
się m o g ą n a g r o m a d z e n i a krzemieni, natomiast w a p i e ń został rozpusz
c z o n y i usunięty.

Jeśli w i e t r z e n i u ulega skała zawierająca ziarna m i n e r a ł ó w użytecz

nych a nierozpuszczalnych, te ostatnie gromadzą się na miejscu w i e
trzenia, t w o r z ą c z ł o ż e e l u w i a l n e . P r z y k ł a d e m takich złóż s ą złoża
c y n y (kasyterytu) p o w s t a j ą c e p r z y w i e t r z e n i u granitów, złoża niektó
rych d r o g i c h kamieni, p l a t y n y (z w i e t r z e n i a skał zasadowych, w których
jest drobno rozsiana) itd.

N a j p o s p o l i t s z y m e l u w i u m są g l i n y z w i e t r z e l i n o w e .

Gliny zwietrzelinowe. W i ę k s z o ś ć skał ulega wietrzeniu chemicznemu

r ó w n o c z e s n e m u z f i z y c z n y m . P r o d u k t e m t a k i e g o wietrzenia jest utwór
gliniasty p o m i e s z a n y w r ó ż n y c h p r o p o r c j a c h z gruzem. G d y skały są

podatne na c h e m i c z n e w i e t r z e n i e , ostatecznym produktem będzie utwór
z ł o ż o n y z n i e r o z p u s z c z a l n y c h z w i ą z k ó w , a w i ę c m i n e r a ł ó w i ł o w y c h ,
kwarcu, muskowitu i w o d o r o t l e n k ó w żelaza. U t w ó r taki nosi n a z w ę
g l i n y . Z a l e ż n i e o d w a r u n k ó w w i e t r z e n i a i w y j ś c i o w e g o materiału
g l i n y z w i e t r z e l i n o w e różnią się znacznie m i ę d z y sobą. W y r ó ż n i a się
dwa t y p y w i e t r z e n i a : ilaste lub l a t e r y t o w e .

Wietrzenie ilaste. W p i e r w s z y m p r z y p a d k u powstają u t w o r y złożone

z w o l n e j krzemionki, w o d o r o t l e n k ó w lub t l e n k ó w żelaza o r a z uwodnio
nych m i n e r a ł ó w z ł o ż o n y c h z glinki i krzemionki, zwanych m i n e r a
ł a m i i ł o w y m i . N a j w a ż n i e j s z ą ich cechą jest zawartość w o d y oraz
to, że glinka ( A 1

) jest w nich związana z krzemionką. G ł ó w n y m i mi

nerałami i ł o w y m i są:

Illit m A l

• n S i 0

• x H

0 • y K

0 • z M g O etc.

K a o l i n i t A 1

• 2 S i 0

• 2 H

H a l o i z y t A 1

• 2 S i 0

• 4 H

A l l o f a n i t A 1

• S i 0

• 5 H

Beidelit A l

• 3 S i 0

• A q

M o n t m o r i l l o n i t A 1

• 4 S i 0

• A q ( M g O , C a O )

N o n t r o n i t F e

• 4 S i 0

• A q .

P r ó c z p o w y ż s z y c h m i n e r a ł ó w istnieje szereg i n n y c h o p o d o b n y m

składzie, a l e j e s z c z e słabo p o z n a n y c h . Jeżeli w produktach rozkładu
występują któreś z w y m i e n i o n y c h m i n e r a ł ó w , m ó w i m y o wietrzeniu
ilastym. W i e t r z e n i e ilaste jest czasem określane j a k o „ s i a l i t o w e " ( o d

Si + A l ) , g d y ż w produktach w i e t r z e n i a o p r ó c z glinki występuje też
krzemionka.

W klimacie u m i a r k o w a n y m p o w s t a j e ze skaleni g ł ó w n i e illit; g d y

temperatura jest w y ż s z a a o p a d y obfitsze, g ł ó w n y m produktem wietrze
nia jest kaolinit.

Wietrzenie laterytowe. I n n y m rodzajem jest wietrzenie, które pro

w a d z i d o w y t w a r z a n i a się mieszaniny mniej lub w i ę c e j c z y s t y c h w o d o r o
t l e n k ó w glinu o r a z w o d o r o t l e n k ó w żelaza ( w i e t r z e n i e „ a l i t o w e " , g d y ż

występuje t u A l b e z S i ) . Produkt t a k i e g o wietrzenia różni się o d pro
duktów wietrzenia i l a s t e g o b r a k i e m m i n e r a ł ó w , w k t ó r y c h glinka jest
związana c h e m i c z n i e z k r z e m i o n k ą , natomiast m o g ą w n i m w y s t ę p o w a ć

minerały g l i n o w e , j a k diaspor A 1

• H

0 , bemit A l

• 2 H

0 i hydrar-

gilit (gibsyt) A 1

• 3 H

0 . Te pozostałości w i e t r z e n i a wskazują na to,

że w procesie w i e t r z e n i a nastąpiło o d s z c z e p i e n i e i rozpuszczenie krze
mionki. W i e t r z e n i e t e g o t y p u zachodzi w warunkach klimatu tropikal
nego lub subtropikalnego.

Załączona niżej tabela w y k a z u j e najlepiej r ó ż n i c e w składzie pro

duktów o b u t y p ó w wietrzenia, p o c h o d z ą c y c h ze skał chemicznie do sie
bie bardzo z b l i ż o n y c h .

T a b e l a 5

W i e t r z e n i e laterytowe i ilaste

Z t e g o p o r ó w n a n i a w y n i k a , że produkt z w i e t r z e l i n o w y z dolerytu
w klimacie u m i a r k o w a n y m nie r ó ż n i się w i e l e od s w e j skały macierzy
stej; w a p n o i sód z o s t a ł y o d p r o w a d z o n e , natomiast ilość krzemionki

i glinki p o z o s t a ł a bez w i ę k s z y c h zmian. W w i e t r z e n i u typu l a t e r y t o w e g o
tylko glinka i ż e l a z o z o s t a ł y w rezyduum, p r ó c z nich w s z y s t k o razem

z k r z e m i o n k ą z o s t a ł o z r e z y d u u m usunięte.

G l i n y z w i e t r z e l i n o w e s ą zasadniczo u t w o r e m e l u w i a l n y m ; z e w z g l ę

du na r o z d r o b n i e n i e m o g ą o n e b y ć ł a t w o p r z e n o s z o n e przez w o d y opa

dowe, k t ó r e w y n o s z ą z nich najdrobniejsze c z ę ś c i i osadzają na zbo
czach, t w o r z ą c d e l u w i a . D e l u w i a s ą z a z w y c z a j ściśle z eluwiami
związane; w i e l o k r o t n i e l a t e r y t y i inne g l i n y z w i e t r z e l i n o w e są w całości
p r z e m y t e w o d a m i d e s z c z o w y m i i t w o r z ą d e l u w i a s t o k o w e .

Zachowanie się krzemionki, glinki i żelaza w czasie wietrzenia. Dla

zrozumienia różnic m i ę d z y w i e t r z e n i e m ilastym a l a t e r y t o w y m n a l e ż y
zaznajomić się z z a c h o w a n i e m się t l e n k ó w Si, Al i F e , które, j a k w i e m y ,
trudno albo w c a l e n i e p r z e c h o d z ą d o r o z t w o r u , natomiast inne g ł ó w n e

tlenki, j a k N a

0 , K

0 , M g O , C a O zostają p r z e n i e s i o n e d o r o z t w o r u i od-

p r o w a d z o n e z r e z y d u u m z w i e t r z e l i n o w e g o . T l e n k i Si, Al i Fe mają zdol

ność do s z y b k i e g o p r z e c h o d z e n i a w r o z t w ó r k o l o i d a l n y , na o g ó ł jednak

nie przechodzą w r o z t w o r y r z e c z y w i s t e ( m o l e k u l a r n e ) . Dlatego stanowią
o n e g ł ó w n e składniki r e z y d u ó w z w i e t r z e l i n o w y c h .

P o w s t a j ą c e p r z e z h y d r o l i z ę k r z e m i a n u z o l e k r z e m i o n k i są nałado

w a n e ujemnie w a l k a l i c z n y c h i słabo k w a ś n y c h r o z t w o r a c h w o d n y c h .
N i e z n a c z n a część k r z e m i o n k i m o ż e przejść d o r o z t w o r ó w r z e c z y w i s t y c h
p o d działaniem r o z t w o r ó w alkalicznych.

Jeszcze trudniej rozpuszczalna jest glinka, która p r z y h y d r o l i z i e prze

c h o d z i s z y b k o w r o z t w ó r k o l o i d a l n y . Ma ona ładunek dodatni i zostaje
strącona p r z e z ujemnie n a ł a d o w a n ą k r z e m i o n k ę . W s k u t e k w z a j e m n e g o

strącania się k o l o i d ó w glinki i k r z e m i o n k i w s z y s t k a glinka i znaczna

część k r z e m i o n k i pozostają na miejscu, a t y l k o część krzemionki, która
z w y k l e jest w stosunku do glinki w nadmiarze, m o ż e zostać przez roz
t w o r y odtransportowana w stanie k o l o i d a l n y m . O b e c n o ś ć humusowej
substancji, działającej ochronnie, m o ż e s p o w o d o w a ć , ż e z o l e glinki w ę
drują dalej lub g ł ę b i e j od miejsca w i e t r z e n i a . M o l e k u l a r n e rozpuszcze
nie glinki zachodzi t y l k o w o b e c n o ś c i silnych k w a s ó w , np. siarkowego,
p o w s t a ł e g o z w i e t r z e n i a siarczków. W t y m przypadku glinka m o ż e zo
stać w y ł u g o w a n a z r e z y d u u m z w i e t r z e l i n o w e g o .

Ż e l a z o w krzemianach w y s t ę p u j e w postaci d w u w a r t o ś c i o w e j , ale

podczas w i e t r z e n i a utlenia się i j a k o F e ( O H )

t w o r z y k o l o i d a l n e roz

t w o r y , p o d o b n i e j a k glinka z a z w y c z a j dodatnio n a ł a d o w a n e . W o d o r o t l e
nek żelaza jest g ł ó w n y m b a r w n i k i e m g l e b y i z w i e t r z a ł y c h skał. W umiar
k o w a n y m k l i m a c i e zaznacza się on ż ó ł t y m i lub brunatnymi barwami,
w t r o p i k a l n y m i subtropikalnym b a r w a m i c z e r w o n y m i . W przeciwień
s t w i e do glinki ż e l a z o w c h o d z i w p o ł ą c z e n i e z k w a s e m w ę g l o w y m , t w o
rząc d w u w ę g l a n y , k t ó r e j e d n a k p r z y dostępie p o w i e t r z a ł a t w o utleniają
się i rozpadają z p o w r o t e m na w o d o r o t l e n e k i k w a s w ę g l o w y . Ż ó ł t e za
b a r w i e n i e p i a s k ó w (np. plejstoceńskich) p o c h o d z i od strącania się
F e ( O H )

z u t l e n i o n y c h d w u w ę g l a n ó w żelaza na ujemnie n a ł a d o w a n y c h

ziarenkach k w a r c o w y c h . N i e m n i e j jednak ż e l a z o m o ż e p r z y współudziale
kwasu w ę g l o w e g o lub humusu zostać zupełnie usunięte ze zwietrzeliny.

Powstawanie minerałów iłowych. W p i e r w s z y m stadium h y d r o l i z y

krzemianu powstają r o z t w o r y r z e c z y w i s t e , k t ó r e jednak prędko prze
chodzą w g r u p y molekularne, c z y l i k o l o i d y . W ten sposób strącają się

z r o z t w o r u k o l o i d y k r z e m i o n k i , glinki i żelaza. Z a n i m jednak to nastąpi,
zachodzi stadium, w k t ó r y m krzemionka i glinka znajdują się w stanie
r o z t w o r u r z e c z y w i s t e g o ; w t e d y m o ż l i w e są m i ę d z y nimi reakcje, pro
w a d z ą c e d o powstania substancji k o l o i d a l n y c h , b ę d ą c y c h połączeniem
glinki z krzemionką, jak kaolinit i m i n e r a ł y p o k r e w n e ; m o g ą o n e też
w i ą z a ć się z i n n y m i tlenkami, np. żelaza i t w o r z y ć takie minerały jak
nontronit. O k r e s , w k t ó r y m k r z e m i o n k a i glinka są w r o z t w o r z e rzeczy
wistym, trwa bardzo k r ó t k o ; p r z e c h o d z ą o n e r y c h ł o w k o l o i d y . T e od
działując na siebie strącają się j a k o ż e l e glinki i krzemionki. Substancje
k o l o i d a l n e t e g o rodzaju ulegają d a l s z y m przemianom, m i a n o w i c i e za
warta w nich w o d a działa rozpuszczająco i strącająco na żele, wskutek

c z e g o m o g ą o n e ulec strukturalnym p r z e o b r a ż e n i o m , z w a n y m „starze
niem się k o l o i d ó w " ; dzięki temu z ż e l ó w glinki i krzemionki powstaje
krystaliczny kaolinit.

D o d a ć należy, że w z a j e m n e strącanie się k o l o i d a l n e j glinki i krze

mionki z a l e ż y o d stężenia j o n ó w w o d o r o w y c h . S t w i e r d z o n o , ż e t o strą-

canie o d b y w a się w ś r o d o w i s k u słabo k w a ś n y m , natomiast nie zachodzi
w środowiskach silnie k w a ś n y c h i alkalicznych.

Własności adsorpcyjne produktów wietrzenia. W y t w o r z o n e przez

w i e t r z e n i e ż e l e glinki i k r z e m i o n k i oraz ich połączenia mają zdolność

adsorpcji k a t i o n ó w z r o z t w o r ó w , p r z e d e w s z y s t k i m j e d n o w a r t o ś c i o w y c h
k a t i o n ó w K

, N H

4 +

, N a

i d w u w a r t o ś c i o w y c h M g

2 +

i C a

2 +

, natomiast

aniony należące d o t y c h k a t i o n ó w j a k : C l

42-

nie są adsorbo-

wane, a l e dalej pozostają w r o z t w o r a c h . D w u w a r t o ś c i o w e kationy są

trwalej a d s o r b o w a n e przez k o l o i d y glinki i k r z e m i o n k i niż k a t i o n y jed-
n o w a r t o ś c i o w e . Jednak ż e l e glinki i k r z e m i o n k i mają szczególną zdol

ność adsorpcji potasu i a m o n u i, jeśli już p i e r w o t n i e z a a d s o r b o w a ł y
inne k a t i o n y (Ca, M g , lub N a ) , t o m o g ą j e w y m i e n i ć n a K lub N H

, p r z y

c z y m N a ł a t w i e j ulega w y m i a n i e niż C a lub M g . D l a t e g o rezydua z w i e

t r z e l i n o w e mają w y ż s z y stosunek K : Na aniżeli skały, z k t ó r y c h po
wstały. T y m też t ł u m a c z y się, d l a c z e g o w m o r z u jest w i ę c e j sodu niż
potasu, m i m o że w skałach skorupy ziemskiej potas istnieje p r a w i e
w takiej samej ilości co sód. Potas został z a t r z y m a n y w zwietrzelinie,
natomiast sód dostał się w r o z t w o r a c h do rzek, k t ó r e z n i o s ł y go do m o
rza. Z a t r z y m a n y w z w i e t r z e l i n i e potas jest z u ż y w a n y p r z e z świat r o
ślinny.

Kaolin. T e n produkt w i e t r z e n i a składa się z kaolinitu krystalicznego,

k o l o i d a l n y c h substancji o p o d o b n y m składzie m i n e r a l n y m z domieszką
innych m i n e r a ł ó w i ł o w y c h oraz z kwarcu. K a o l i n t w o r z y się na skałach
z a w i e r a j ą c y c h skalenie lub inne k r z e m i a n y z a w i e r a j ą c e glin, np. horn-

blendę.

P r z y t w o r z e n i u się kaolinu z o r t o k l a z u m o ż e p o w s t a ć 4 6 - 4 9 % kao

linu. P r z y t y m p r z e o b r a ż e n i u potas p r z e c h o d z i d o roztworu, j a k o K

C 0

i zostaje o d p r o w a d z o n y . R ó w n i e ż u s u w a n e są w ę g l a n y sodu i wapnia
powstające z i n n y c h skaleni, czasem j e d n a k w ę g l a n y p o w s t a ł e w pro

cesie kaolinizacji m o g ą zostać o s a d z o n e w szczelinach skał; dlatego to
nieraz z w i e t r z a ł e skały o g n i o w e burzą się z kwasami.

P r z y powstaniu kaolinu ż e l a z o o r a z metale j e d n o i d w u w a r t o ś c i o w e

muszą zostać r o z p u s z c z o n e i o d p r o w a d z o n e . C z y n n i k i e m , k t ó r y to usku
tecznia jest C 0

. A b y m o g ł y u t w o r z y ć się złoża kaolinu, d o p ł y w bez

w o d n i k a kwasu w ę g l o w e g o musi b y ć stały. Przypuszcza się, że obfitym
źródłem, dostarczającym C 0

, jest r o z k ł a d materii h u m u s o w y c h p o d

w p ł y w e m oksydacji. T e n r o z k ł a d o d b y w a się ł a t w i e j w c i e p ł y m klima
cie aniżeli w c h ł o d n y m lub u m i a r k o w a n y m . N i e k t ó r e z ł o ż a kaolinu p o
w s t a ł y p r a w d o p o d o b n i e w z w i ą z k u z t r z e c i o r z ę d o w y m i torfowiskami,
r o z w i n i ę t y m i w c i e p ł y m klimacie. Do t a k i e g o typu z ł ó ż należą trzecio
r z ę d o w e k a o l i n y w y s t ę p u j ą c e n a D o l n y m Śląsku. K a o l i n y czeskie po
w s t a ł y z g r a n i t ó w p r z y k r y t y c h lignitami. Z a u w a ż y ć należy, że niektóre
złoża k a o l i n o w e p o w s t a ł y n i e przez p r o c e s y w i e t r z e n i o w e , ale p o d dzia
łaniem g o r ą c y c h r o z t w o r ó w p o c h o d z e n i a m a g m o w e g o , z a w i e r a j ą c y c h

C 0

( K o r n w a l i a ) .

Bielica i orsztyn. Jeśli w strefie w i e t r z e n i a n i e m a dostatecznie dużo

C 0

ani materii h u m u s o w y c h , u t l e n i o n e z w i ą z k i żelaza n i e zostają roz

puszczone, ale j a k o ż e l e pozostają na miejscu, nadając z w i e t r z e l i n i e
żółte, r d z a w e lub brunatne b a r w y .

G d y humusu jest w strefie w i e t r z e n i a dużo, a brak jest w niej elektro

l i t ó w strącających z o l e h u m u s o w e (np. w ę g l a n u w a p n i a ) , p r z y odpo
w i e d n i e j ilości o p a d ó w substancje h u m u s o w e przechodzą w r o z t w ó r

k o l o i d a l n y . Z o l e humusowe, t w o r z ą c p o w ł o k i koloidalne n a zolach
A 1

, F e

i S i 0

, działają na n i e ochronnie, tzn. nie dopuszczają do

ich w z a j e m n e g o strącania. Z o l e A l

, F e

i S i 0

m o g ą w takich wa

runkach, jeśli p o d ł o ż e jest dostatecznie luźne, wsiąkać w głąb w r a z
z opadami. Na p e w n e j głębokości, z a z w y c z a j na granicy w ó d grunto

w y c h lub n i e c o w y ż e j , następuje wskutek akcji e l e k t r o l i t ó w zawartych
w p o d ł o ż u lub w w o d z i e g r u n t o w e j koagulacja humusu w r a z z zawartymi
w nim k o l o i d a m i glinki, żelaza i krzemionki. Dzięki temu pod w y ł u g o
w a n ą strefą z w i e t r z e l i n o w ą t w o r z y się strefa w z b o g a c o n a w glinkę,
k r z e m i o n k ę i z w i ą z k i żelaza o s a d z o n e w ś r ó d ziarn mineralnych. Tę
strefę w z b o g a c o n ą b a r w y rudej, r d z a w e j , twardą i scementowaną na
z y w a się o r s z t y n e m , leżąca zaś nad nim w y ł u g o w a n a zwietrzelina
lub gleba nosi n a z w ę b i e l i c y (ros. podzoł — nazwa g l e b o szaropo-

p i o ł o w e j b a r w i e ) . D u ż y c h ilości humusu p o t r z e b n y c h do powstania bie

lic dostarczają g ł ó w n i e b o r ó w k i (Vaccinium) i w r z o s y (Calluna). Bie
lica jest t y p o w y m eluwium, natomiast orsztyn, do k t ó r e g o zostały w p r o
w a d z o n e z w i ą z k i w y ł u g o w a n e z bielicy, stanowi i l u w i u m .

T a b e l a 6

Skład chemiczny bielicy i orsztynu w %

Z tabeli tej w i d o c z n e jest w z b o g a c e n i e orsztynu w glinkę, związki

żelaza i manganu.

G d y p o d ł o ż e jest nieprzepuszczalne lub zawiera elektrolity strąca

j ą c e humus już na p o w i e r z c h n i (np. na p o d ł o ż u w a p i e n n y m ) , humus
strąca się w w a r s t w i e p o w i e r z c h n i o w e j i orsztyn się n i e t w o r z y .

Lateryt (łac. later — cegła, g d y ż z laterytu w y r a b i a się w Indiach

c e g ł y ) . Jest to mieszanina w o d o r o t l e n k ó w glinu i żelaza ze zmienną ilo

ścią w o d y . Stosunek żelaza do glinki z a l e ż y od skały, z której w i e t r z e
nia p o w s t a j e lateryt, zatem na skałach kwaśnych, tzn. bogatych w krze

m i o n k ę i g l i n o k r z e m i a n y , jak g r a n i t y i dioryty, l a t e r y t y składają się
g ł ó w n i e z b i a ł y c h w o d o r o t l e n k ó w glinu, natomiast lateryty p o w s t a ł e ze

z w i e t r z e n i a sikał z a s a d o w y c h , a w i ę c b o g a t y c h w związki żelaza i ma

gnezu, jak gabra i bazalty, zawierają duży procent w o d o r o t l e n k ó w że
laza; na u l t r a z a s a d o w y c h p o z b a w i o n y c h g l i n o k r z e m i a n ó w skałach, np.

serpentynitach, l a t e r y t y z ł o ż o n e są niemal w y ł ą c z n i e z w o d o r o t l e n k ó w

żelaza. W y n i k a z t e g o , że b a r w a laterytu m o ż e m i e ć r ó ż n e o d c i e n i e od
białej lub białoszarej do c z e r w o n e j ; p o n i e w a ż jednak w o d o r o t l e n k i że
laza już w n i e w i e l k i e j ilości nadają mu c z e r w o n ą barwę, lateryt jest

najczęściej c z e r w o n y . L a t e r y t m o ż e z a w i e r a ć mniejsze lub w i ę k s z e i l o

ści k r z e m i o n k i . K r z e m i o n k a ta n i e jest jak w k a o l i n i e związana chemicz

nie z glinką, l e c z w y s t ę p u j e j a k o ziarna kwarcu, k t ó r y n i e został jeszcze
c a ł k o w i c i e usunięty z e z w i e t r z e l i n y .

W o d o r o t l e n k i glinu, tzn. hydrargilit i diaspor, są krystaliczne; praw

dopodobnie p r z y t w o r z e n i u się są o n e p o c z ą t k o w o b e z p o s t a c i o w e , ale
prędko p r z e c h o d z ą w stan krystaliczny. Ż e l a z o w y s t ę p u j e w laterytach

Ryc. 13. Rozmieszczenie laterytów i pustyń

1 — lateryty, 2 — pustynie

w postaci w o d z i a n u , lecz, p o n i e w a ż ilość w o d y z w i ą z a n a z nim jest mała,
barwa w o d z i a n u jest c z e r w o n a . N a j p r a w d o p o d o b n i e j w o d z i a n ten jest
g e t y t e m ( F e

3 *

0 ) , natomiast w o d z i a n y żelaza t w o r z ą c e się p r z y ila

stym w i e t r z e n i u są l i m o n i t e m (Fe

• 3 H

0 ) . Jeśli limonit w y s t ę p u j e

w laterycie, stanowi on produkt p ó ź n i e j s z e g o w i e t r z e n i a laterytu.

Lateryt jest u t w o r e m ziemistym, t w a r d y m , dla w o d y na o g ó ł nie

przepuszczalnym i w p r z e c i w i e ń s t w i e do p r o d u k t ó w wietrzenia ilastego
nieplastycznym. W s k u t e k t w o r z e n i a się w n i m k r y s t a l i c z n y c h a g r e g a t ó w
ma często strukturę g r u z ł o w a t ą . P o w ł o k i l a t e r y t o w e w krajach tropi
kalnych m o g ą o s i ą g a ć do 50 m miąższości.

G e o g r a f i c z n e r o z p r z e s t r z e n i e n i e laterytu jest r o z l e g ł e . Zajmuje on

w i e l k i e przestrzenie tropikalnej A f r y k i , A z j i , Australii i A m e r y k i Połud

n i o w e j (ryc. 13). G ó r n a granica j e g o w y s t ę p o w a n i a sięga do 2 000 m

n. p. morza. R o z w i n i ę t y jest s z c z e g ó l n i e d o b r z e na o g n i o w y c h skałach

z a s a d o w y c h i w a p i e n n y c h , choć n i e brak go także na innych skałach.

N a temat powstania laterytu w y p o w i e d z i a n o w i e l e hipotez, a l e o d

s a m e g o początku u w a ż a n o go za produkt w i e t r z e n i a w klimacie tropi
kalnym ( R i c h t h o f e n 1886).

W e d ł u g n i e k t ó r y c h p o g l ą d ó w n a t w o r z e n i e się laterytu w p ł y w a brak

h u m u s o w y c h substancji w glebach t r o p i k a l n y c h (W i e g n e r ) ; humus
nie t w o r z y się w strefach t r o p i k a l n y c h wskutek dużej ilości deszczów,
k t ó r e rozpuszczają p r o d u k t y rozkładu materii organicznej, zanim one

dojdą do stanu h u m u s o w e g o . Humus, jak w i e m y , działając ochronnie
na k o l o i d y w o d o r o t l e n k ó w Fe i A l , ułatwia przenoszenie się ich w głąb

gruntu; z j a w i s k o to w klimacie t r o p i k a l n y m nie zachodzi, wskutek c z e g o
w o d o r o t l e n k i Al i Fe pozostają w z w i e t r z e l i n i e . N a t o m i a s t inne produkty
w i e t r z e n i a — w o d o r o t l e n k i i w ę g l a n y a l k a l i ó w oraz krzemionka, zostają

w s k u t e k obfitości o p a d ó w w y ł u g o w a n e i usunięte ze strefy wietrzenia.

R o z p u s z c z a n i e i o d p r o w a d z e n i e k r z e m i o n k i ze z w i e t r z e l i n y jest jed

n y m z g ł ó w n y c h o b j a w ó w w i e t r z e n i a l a t e r y t o w e g o . T ł u m a c z y się to
tym, ż e tropikalne w o d y g r u n t o w e zawierają w i ę c e j C 0

dzięki rozkła

d o w i obfitej w krajach t r o p i k a l n y c h materii roślinnej. W t y c h warun
kach t w o r z ą się w dużej ilości w ę g l a n y alkaliczne. Z d r u g i e j strony silne
p a r o w a n i e z w i ę k s z a stężenie r o z t w o r ó w . Słabe r o z t w o r y alkaliczne w ę
g l a n ó w atakują k r z e m i a n y i usuwają z nich k r z e m i o n k ę .

W e d ł u g C. F o x a najlepsze warunki dla l a t e r y t y z a c j i istnieją w tych

obszarach tropikalnych, w k t ó r y c h następują po sobie o k r e s y suche
i d e s z c z o w e ; w s k u t e k t e g o p o z i o m w ó d g r u n t o w y c h waha się w szero

kich granicach i w i e t r z e n i e m o ż e sięgać g ł ę b i e j w o k r e s i e n i s k i e g o po
ziomu w ó d g r u n t o w y c h . W o k r e s i e suchym r o z t w o r y w zwietrzelinie,
z a w i e r a j ą c e substancje r o z p u s z c z o n e w czasie p o r y d e s z c z o w e j a jeszcze

n i e o d t r a n s p o r t o w a n e w s k u t e k w y p a r o w y w a n i a , ulegają koncentracji

i najtrudniej r o z p u s z c z a l n e z w i ą z k i , a w i ę c glinka i żelazo, są z p o w r o

t e m strącane w strefie wietrzenia. L a t e r y t y z a c j i sprzyja słabe urzeźbie
nie obszaru; s p ł y w w ó d d e s z c z o w y c h jest w t e d y o g r a n i c z o n y i większa
ich c z ę ś ć wsiąka w p o d ł o ż e . P r ó c z t e g o dla t w o r z e n i a się laterytu ko
rzystne jest, jeśli obszar nie p o d l e g a silniejszej erozji, a materiał rezy

dualny m o ż e u t r z y m y w a ć w o d ę w próżniach p r z e z długie okresy, bo
w i e m p r o c e s p o w y ż s z y jest b a r d z o p o w o l n y i w y m a g a w i e l u t y s i ę c y
lat na u t w o r z e n i e niegrubej w a r s t w y l a t e r y t o w e j . W e d ł u g B. B. P o 1 y-
n o w a d l a u t w o r z e n i a się w a r s t w y laterytu 1 m grubej, jeśli o p a d y są
o d p o w i e d n i o obfite (1500 m m ) , potrzeba 50 000 lat.

W a ż n e dla g e n e z y laterytu jest s t w i e r d z e n i e przez L a c r o i x, że

bardzo często na ś w i e ż e j skale leżą p r o d u k t y w i e t r z e n i a ilastego przy
k r y t e laterytem. M o ż e ś w i a d c z y to o tym, że w p i e r w s z y m stadium w i e
trzenia t w o r z ą się k r z e m i a n y glinu, które p ó ź n i e j rozszczepiają się na

w o d z i a n y glinu i k r z e m i o n k ę . W e d ł u g H a r r a s o w i t z a (1926) w w i e l u

miejscach o b s z a r ó w l a t e r y t o w y c h p o d laterytem, a na ś w i e ż e j skale
l e ż y strefa z a w i e r a j ą c a u w o d n i o n e k r z e m i a n y glinu, ale znane są profile
tropikalnej strefy wietrzenia, g d z i e lateryt l e ż y wprost na ś w i e ż e j skale.
Istnieją t e ż przypuszczenia, że s t w i e r d z o n e p o d laterytami k a o l i n y są
produktem w t ó r n e j sylifikacji laterytu.

Z d a j e się, że l a t e r y t y m o g ą się t w o r z y ć wprost ze skał zawierają

c y c h o b f i c i e m i n e r a ł y b o g a t e w glin, a w i ę c p r z e d e w s z y s t k i m z nefeli-

n o w y c h s y e n i t ó w i f o n o l i t ó w , oraz z takich skał, jak gabro, diabaz i ba
zalt. N a t o m i a s t na granitach, gnejsach i łupkach t w o r z ą się n a j p i e r w
g l i n y z ł o ż o n e z m i n e r a ł ó w i ł o w y c h , które w p ó ź n i e j s z y m stadium prze
obrażają się w lateryt.

Lateryt m o ż e b y ć u w a ż a n y za ostateczny produkt d ł u g o t r w a ł e g o pro

cesu w i e t r z e n i a o p a r t e g o p r z e d e w s z y s t k i m na w i e t r z e n i u chemicznym.
Proces ten z a c z y n a się z a w s z e w y ł u g o w a n i e m ł a t w i e j rozpuszczalnych

związków, a w i ę c c h l o r k ó w i siarczanów, p o t e m usunięciem metali alka

licznych i z i e m a l k a l i c z n y c h ; w następnym stadium zostaje w y ł u g o w a n a
krzemionka. W ten sposób ostatecznym produktem w i e t r z e n i a jest mie

szanina w o d o r o t l e n k ó w glinu i żelaza, c z y l i lateryt.

L a t e r y t y t w o r z ą się n i e w ą t p l i w i e w e p o c e w s p ó ł c z e s n e j i n i e ma do

w o d ó w , a b y p r o c e s l a t e r y t y z a c j i u k o ń c z y ł się, jak sądzą niektórzy, wraz
z okresem plejstoceńskim. Z drugiej strony proces t w o r z e n i a się late
rytu jest z j a w i s k i e m długim i p o w o l n y m i o b s e r w o w a n e dziś lateryty są
nagromadzeniem z d ł u g i e g o okresu g e o l o g i c z n e g o , o b e j m u j ą c e g o plej
stocen a m o ż e i t r z e c i o r z ę d . S t w i e r d z o n o , że na m ł o d y c h skałach wulka

nicznych l a t e r y t y z a c j a n i e postąpiła d a l e k o . Jest też m o ż l i w e , że w w i e l u
obszarach lateryt nie t w o r z y się już w i ę c e j i w całości pochodzi z okresu

plejstoceńskiego; odnosi się t o d o o b s z a r ó w p o r o s ł y c h g ę s t y m lasem
tropikalnym, d a j ą c y m duże ilości humusu. Natomiast w obszarach po
rosłych lasami o charakterze bardziej o t w a r t y m (sawanny, busz) lateryt
t w o r z y się w s p ó ł c z e ś n i e .

Terra rossa. Jest t o u t w ó r b a r w y brunatnej lub c e g l a s t o c z e r w o n e j ,

występujący na w a p i e n i a c h i dolomitach p o ł u d n i o w e j Europy ( W ł o c h y ,
Grecja, J u g o s ł a w i a ) . Składa się on z n i e r o z p u s z c z a l n y c h substancji, w y
stępujących w wapieniach, tzn. w o d o r o t l e n k ó w glinu i w o d o r o t l e n k ó w

żelaza. T e r r a rossa jest zatem s w o i s t y m l a t e r y t e m r o z w i n i ę t y m na wa
pieniach.

P o w s t a n i e terra rossa t ł u m a c z y się t y m , że w ę g l a n wapnia, j a k o łat

wiej rozpuszczalny, zostaje w y ł u g o w a n y , a z a w a r t e w nim substancje
ilaste i żelaziste pozostają w z w i e t r z e l i n i e i w y p e ł n i a j ą j a m y i kieszenie
powstające na p o w i e r z c h n i w a p i e n i . T e r r a rossa jest zatem t y p o w y m
utworem e l u w i a l n y m . O b e c n o ś ć w ę g l a n u w a p n i a w r o z t w o r z e p o w o d u j e
alkaliczność r o z t w o r u , d l a t e g o k r z e m i o n k a m o ż e zostać rozpuszczona
i o d p r o w a d z o n a .

Jednak terra rossa n i e k o n i e c z n i e musiała p o w s t a ć wskutek w i e t r z e

nia l a t e r y t o w e g o . B y ć m o ż e do w a p i e n i w czasie osadzania się ich w m o
rzu d o s t a w a ł y się p r o d u k t y w i e t r z e n i a l a t e r y t o w e g o u t w o r z o n e na są
siednich lądach. O b e c n i e wskutek w i e t r z e n i a i usuwania w a p i e n i a pro
dukty te już w g o t o w e j , l a t e r y t o w e j f o r m i e przechodzą do r e z y d u u m po
wapieniach. T e r r a rossa t w o r z y ł a się także w u b i e g ł y c h e p o k a c h g e o l o
gicznych. Na w a p i e n i a c h Jury Szwajcarskiej o r a z w Szwabii występują
kieszenie w y p e ł n i o n e p r z e z terra rossa, z a w i e r a j ą c e k o n k r e c j e żelaza

( „ r u d y b o b o w e " ) . U t w o r y te p o w s t a ł y w starszym t r z e c i o r z ę d z i e w wa

runkach klimatu t r o p i k a l n e g o . W P o l s c e terra rossa w y s t ę p u j e w kilku
miejscach j a k o produkt w i e t r z e n i a w a p i e n i w d a w n y c h okresach, np.
na K a d z i e l n i p o d K i e l c a m i , g d z i e w y p e ł n i a k i e s z e n i e -krasowe w a p i e n i
dewońskich, na triasie śląsko-krakowskim itd.

Boksyty są ściśle z w i ą z a n e g e n e t y c z n i e z l a t e r y t e m . Boksyt jest to

utwór, b ę d ą c y mieszaniną w o d z i a n ó w glinu A l

• H

0 + A 1

• 3 H

0 ,

u t w o r z o n y p r z e z r o z k ł a d i ł ó w , glin, w a p i e n i ilastych i skał o g n i o w y c h
b o g a t y c h w g l i n k ę (np. n e f e l i n o w y c h s y e n i t ó w ) . Boksyty, będące w a ż

nym i n i e m a l j e d y n y m s u r o w c e m do produkcji metalu glinu- (aluminium),

n a l e ż y u w a ż a ć za k o p a l n e l a t e r y t y p o w s t a ł e w ubiegłych epokach geo
l o g i c z n y c h w w a r u n k a c h klimatu t r o p i k a l n e g o .

W Europie b o k s y t y w i e k u ś r o d k o w o k r e d o w e g o występują w połud

n i o w e j Francji (Prowansja, p ó ł n o c n e stoki P i r e n e j ó w ; n a z w a „ b o k s y t "
p o c h o d z i od m i e j s c o w o ś c i Baux w P r o w a n s j i ) , na W ę g r z e c h (Gant, Las
Bakoński), w g ó r a c h Biharskich (Rumunia), w Abruzzach, w Grecji itd.;
boksyty, w y s t ę p u j ą c e w Jugosławia, są n i e c o młodsze, g ó r n o k r e d o w e g o

i e o c e ń s k i e g o w i e k u . S r o d k o w o k r e d o w e b o k s y t y w p o ł u d n i o w e j i środ
k o w e j E u r o p i e r o z w i n ę ł y się na wapieniach triasowych, jurajskich
i d o l n o k r e d o w y c h ; p r z y k r y t e są o n e górną kredą lub eocenem, co do

w o d z i ich ś r o d k o w o k r e d o w e g o lub g ó m o k r e d o w e g o w i e k u . W t y m okre
sie istniał w p o ł u d n i o w e j Europie ląd, na k t ó r y m p a n o w a ł y warunki tro
pikalne. B o k s y t y w V o g e l s b e r g u ( N i e m c y ) i A n t r i m (Irlandia) powstały
z w i e t r z e n i a b a z a l t ó w w m i o c e n i e . Z ł o ż a b o k s y t ó w w T i c h w i n i e k o ł o
Leningradu są w i e k u k a r b o ń s k i e g o . T e g o s a m e g o w i e k u są złoża bok
sytu w Chinach. A m e r y k a ń s k i e złoża b o k s y t ó w w Arkansas powstały
przez tropikalne w i e t r z e n i e skał n e f e l i n o w y c h , t w o r z ą c y c h w y s e p k i
w morzu eoceńskim. W i d a ć z t e g o , że w r ó ż n y c h okresach i różnych
miejscach p a n o w a ł y na ziemi warunki k o r z y s t n e dla l a t e r y t o w e g o w i e

trzenia. Boksyty, tak j a k lateryt, są u t w o r e m eluwialnym, niektóre jed
nak z ł o ż a rosyjskie mają b y ć pochodzenia o s a d o w e g o ; glinka i związki

żelaza z o s t a ł y w t y m p r z y p a d k u w y ł u g o w a n e , przetransportowane i osa
d z o n e w lagunach.

Skorupy i polewy pustyniowe. W warunkach p u s t y n i o w y c h nie

w i e l k a ilość w o d y wsiąka w głąb i rozpuszcza n i e c o substancji, ale
wskutek p a r o w a n i a ulatnia się z gruntu, pozostawiając na powierzchni
r o z p u s z c z o n e p r z e z siebie związki, jak w y k w i t y c h l o r k ó w i siarczanów,

tlenki Fe i M n , k r z e m i o n k ę , w ę g l a n wapnia itd. Te rozpuszczone związki
p o z o s t a w i o n e na p o w i e r z c h n i skał p r z e z parującą w o d ę wyglądają jak
glazura i t w o r z ą r d z a w ą lub czarną p a t y n ę ( „ l a k i e r " p u s t y n i o w y ) . P o

l e w a taka chroni skałę od dalszego w i e t r z e n i a . Ściany skalne na pu
styni p o k r y w a j ą się czarną lub r d z a w ą patyną z w i ą z k ó w żelaza i man

ganu, a luźne piaski p u s t y n i o w e nieraz zostają s c e m e n t o w a n e krzemionką.
W s k u t e k p a r o w a n i a t w a r z ą się nisko, u w o d n i o n e tlenki żelaza ( g e t y t ) ,

które też m o g ą spajać luźne ziarnka piasku. To jest p r z y c z y n ą , że piaski

p u s t y n i o w e często, ale n i e zawsze, mają zabarwienie c z e r w o n e .

W obszarach p ó ł p u s t y n n y c h o skąpej ilości o p a d ó w t w o r z ą się czę

sto skorupy w a p i e n n e na p o w i e r z c h n i ziemi, k t ó r e cementują grunt do
n i e w i e l k i e j g ł ę b o k o ś c i ( o k o ł o 0,5 m ) . W A m e r y c e taki z w a p n i a ł y grunt
o t r z y m a ł n a z w ę caliche ( c z y t . k a l i c z e ) . P o w s t a n i e j e g o tłumaczy się nie

raz k a p i l a r n y m w z n i o s e m w ó d : wskutek silnego parowania grunt jest
w y s u s z o n y i o d z w i e r c i a d ł a w ó d g r u n t o w y c h w o d a bardzo drobnymi po
rami i szczelinami, w z n o s z ą c się w g ó r ę , dociera do p o w i e r z c h n i i tu
parując osadza w p o r a c h gruntu lub n a w e t na p o w i e r z c h n i rozpuszczone
związki. Jeśli w p o d ł o ż u w y s t ę p u j ą skały wapienne, w o d y w z n o s z ą c e
się będą p r z y n o s i ł y g ł ó w n i e w ę g l a n wapnia, który jest ł a t w i e j rozpusz
c z a l n y o d k r z e m i o n k i . J e d n a k o w o ż tłumaczenie p o w y ż s z e jest trudne
do p r z y j ę c i a w w i e l u obszarach, a to dlatego, że w obszarach suchych
najczęściej z w i e r c i a d ł o w o d y g r u n t o w e j l e ż y w g ł ę b o k o ś c i nieraz kil

kudziesięciu m e t r ó w i nie jest m o ż l i w e , by w o d y kapilarne od tak głę-

bokiego z w i e r c i a d ł a m o g ł y docierać d o p o w i e r z c h n i . D l a t e g o bardziej
prawdopodobne w y d a j e się tłumaczenie z a p r o p o n o w a n e przez J. H.
B r e t z a i L . H o r b e r g a (1949), ż e caliche p o w s t a j e przez n a prze
mian działające n a s y c e n i e gruntu w o d ą d e s z c z o w ą i w y s y c h a n i e . W o d a
deszczowa wsiąkając w grunt rozpuszcza w ę g l a n wapnia 1 i n n e związki,
ale nim z d ą ż y wsiąknąć w głąb, p a r o w a n i e po u l e w i e p o w o d u j e , że
strąca w gruncie r o z p u s z c z o n e z w i ą z k i i c z ę ś c i o w o drogą kapilarną
wraca do p o w i e r z c h n i . Jak w i d z i m y , caliche jest u t w o r e m i l u w i a l n y m .

Caliche

i podobne do n i e g o „ p a n c e r z e " i skorupy w a p i e n n e w y s t ę

pują w obszarach p r z e j ś c i o w y c h m i ę d z y pustyniami a stepami. Z o s t a ł y
opisane z p o ł u d n i o w o - z a c h o d n i c h Stanów Z j e d n o c z o n y c h , M e k s y k u ,
ATgentyny, p ó ł n o c n e j Sahary, Syrii, Palestyny, Iranu, Australii itd.
W w i e l u p r z y p a d k a c h u t w o r y te już w i ę c e j się nie t w o r z ą , lecz są re
liktem ze starszego, bardziej suchego okresu, np. meksykańska odmiana
caliche

z w a n a bariilaco powstała m i ę d z y 5000 a 6000 r o k i e m p. n. e.

Wpływ klimatu na wietrzenie. Z u w a g p o w y ż s z y c h jasno wynika, że

sposób i p r o d u k t y w i e t r z e n i a w o g r o m n e j m i e r z e zależą od klimatu. K l i
mat z a l e ż y od temperatury, w i a t r ó w , w i l g o t n o ś c i powietrza, o p a d ó w
itp. Z a l e ż n i e od t y c h c z y n n i k ó w k l i m a t y c z n y c h w y r ó ż n i a m y na kuli

ziemskiej kilka g ł ó w n y c h t y p ó w klimatu.

K l i m a t p o l a r n y panuje g ł ó w n i e w obszarach l e ż ą c y c h poza

kołami p o d b i e g u n o w y m i . N a t y c h obszarach średnia roczna tempera
tury m i e s i ę c y letnich nie osiąga + 1 0 ° , a w n i e k t ó r y c h częściach przez

cały r o k temperatura n i e przekracza 0 ° (obszary w i e c z n y c h m r o z ó w ) .

O p a d y mają tu n i e m a l w y ł ą c z n i e postać śniegu, k t ó r y w ciągu lata nie
może się w całości stopić. Roślinności albo brak, albo też jest to roślin
ność p r a w i e b e z d r z e w n a (mchy, porosty, k a r ł o w a t a brzoza 1 wierzba
polarna), jaka porasta tundrę. P o d o b n y klimat panuje w w y s o k i c h górach
innych stref k l i m a t y c z n y c h .

K l i m a t u m i a r k o w a n y cechuje w i ę k s z o ś ć obszarów, leżących

m i ę d z y z w r o t n i k a m i a k o ł a m i p o d b i e g u n o w y m i . Średnia roczna t y c h
obszarów w y n o s i od 0 do 20°C, o p a d y m o g ą dochodzić do 150 cm, ale
przeciętnie w t y m t y p i e klimatu są niższe. W y r ó ż n i a się w t y m typie

dwa p o d t y p y k l i m a t y c z n e : u m i a r k o w a n y o c e a n i c z n y , panu

jący na obszarach p o ł o ż o n y c h bliżej m ó r z o temperaturze miesięcy zi
m o w y c h o d — 5 ° d o + 7 ° , a m i e s i ę c y letnich o d + 1 5 ° d o + 2 5 ° , przy
c z y m o p a d y w y s t ę p u j ą ( r o c z n i e p o w y ż e j 50 cm, nieraz p o w y ż e j 100 c m )
w e w s z y s t k i c h p o r a c h roku; klimat u m i a r k o w a n y l ą d o w y pa
nuje w obszarach o d l e g ł y c h od mórz, p r z e d e w s z y s t k i m w Europie
wschodniej, p ó ł n o c n e j A z j i i K a n a d z i e . Temperatura m i e s i ę c y z i m o w y c h

dochodzi do kilkudziesięciu stopni poniżej 0° (średnia temperatura
stycznia — 2 0 ° w Syberii zachodniej, a w Syberii wschodniej jeszcze

niższa do —50° i n i ż e j w o k o l i c a c h W i e r c h o j a ń s k a ) , o p a d y na o g ó ł są
niższe od 50 cm r o c z n i e . O d m i a n ę klimatu u m i a r k o w a n e g o stanowi też
k l i m a t ś r ó d z i e m n o m o r s k i w Europie p o ł u d n i o w e j o ciepłej

i w i l g o t n e j zimie a g o r ą c y m i b e z d e s z c z o w y m l e c i e .

K l i m a t p u s t y n i o w y odznacza się bardzo małą ilością opa

d ó w (kilka cm r o c z n i e ) ; w obszarach pustynnych l e ż ą c y c h w pobliżu

z w r o t n i k ó w temperatura jest b a r d z o w y s o k a (np. w g ó r n y m Egipcie
przeciętna temperatura stycznia + 1 5 ° , temperatura lipca + 3 3 ° ) , a j e j

amplituda dzienna jest też znaczna. W obszarach pustynnych leżących
p o w y ż e j z w r o t n i k ó w , np. w A z j i ś r o d k o w e j , z i m y są m r o ź n e (na pustyni
G o b i p o n i ż e j —20°), lata natomiast bardzo g o r ą c e (do + 4 0 ° ) . K l i m a t
s t e p o w y jest p r z e j ś c i o w y m i ę d z y k l i m a t e m p u s t y n i o w y m a umiarko

w a n y m l ą d o w y m lub u m i a r k o w a n y m śródziemnomorskim o opadach

skąpych i z e ś r o d k o w a n y c h w j e d n e j p o r z e roku ( o k o ł o 20 do 30 cm
r o c z n i e ) .

K l i m a t t r o p i k a l n y jest g o r ą c y i w i l g o t n y . Rządzą nim: pas

niskich ciśnień, z a l e ż n y od z e n i t a l n e g o p o ł o ż e n i a Słońca, oraz w pew
nej m i e r z e pasaty. Klimat tropikalny panuje na obszarach l e ż ą c y c h mię
d z y z w r o t n i k a m i . Obszar r ó w n i k o w y jest d ż d ż y s t y cały rok (z nieznacz

n y m osłabieniem d e s z c z ó w w okresach, g d y Słońce n i e stoi prostopadle
nad r ó w n i k i e m , tzn. od c z e r w c a do sierpnia i od września do listopada).
Ilość o p a d ó w w y n o s i r o c z n i e od 200 do 400 cm. Temperatura jest tu w y
soka i nie u l e g a w ciągu roku w i ę k s z y m w a h a n i o m ; średnia roczna w y

nosi o k o ł o dwudziestu k i l k u stopni. W i l g o t n o ś ć p o w i e t r z a jest bardzo

duża w ciągu c a ł e g o roku. W obszarach l e ż ą c y c h bliżej z w r o t n i k ó w

na p r z e m i a n następują p o r y dżdżyste (w okresach, g d y Słońce jest w ze
nicie p o n a d z w r o t n i k a m i ) i suche (w okresach, g d y Słońce jest w zeni
c i e nad r ó w n i k i e m ) . W obszarach l e ż ą c y c h p r a w i e na samym zwrotniku
istnieje jedna pora dżdżysta i jedna pora sucha w ciągu roku, natomiast
w obszarach bliżej równika, p o n i e w a ż słońce jest dwukrotnie nad nimi
w p o z y c j i zenitalnej (raz w p o z o r n e j w ę d r ó w c e od r ó w n i k a do zwrot
nika, drugi raz od z w r o t n i k a do r ó w n i k a ) istnieją d w i e p o r y dżdżyste

i d w i e suche. T e m p e r a t u r y średnie r o c z n e są w strefach z w r o t n i k o w y c h

n a w e t n i e c o w y ż s z e niż w strefie r ó w n i k o w e j , o p a d y roczne niższe

( o k o ł o 100 do 200 c m ) .

O d m i a n ą klimatu t r o p i k a l n e g o jest k l i m a t m o n s u n o w y bę

d ą c y p o d w p ł y w e m nie t y l e zenitalnego p o ł o ż e n i a Słońca, i l e monsu-

n ó w , tj. w i a t r ó w z a l e ż n y c h o d ciśnień nad w i e l k i m i kontynentami,

p r z e d e w s z y s t k i m nad k o n t y n e n t e m azjatyckim. N a d lądem tym gro
madzi się w z i m i e zimne p o w i e t r z e , w y w o ł u j ą c e w y s o k i e ciśnienie ba-

r o m e t r y c z n e , wskutek c z e g o z nad kontynentu w stronę morza w i e j ą
zimne monsuny. W l e c i e natomiast n a d silnie o g r z a n y m kontynentem

powstaje niż b a r o m e t r y c z n y i w t e d y c i e p ł e i w i l g o t n e monsuny w i e j ą
od morza w stronę lądu. W krajach nadmorskich p o ł u d n i o w e j i połud

n i o w o - w s c h o d n i e j A z j i (Indie, Indochiny, c z ę ś c i o w o p o ł u d n i o w e C h i n y
i F i l i p i n y ) zima jest chłodna i sucha, potem następuje okres coraz bar
dziej d ż d ż y s t y z n a j w i ę k s z y m nasileniem p r z y p a d a j ą c y m na lipiec-sier
pień. Ilość o p a d ó w w obszarach klimatu m o n s u n o w e g o jest bardzo w y

soka (150 do 350 cm r o c z n i e ) , zwłaszcza na stokach g ó r (Himalajów,

C z e r a p u n d ż i n a w e t 1200 c m ) , na k t ó r e natrafiają monsuny letnie. T e m

peratura, s z c z e g ó l n i e p r z e d p r z y j ś c i e m monsunu letniego, m o ż e osiągać
średnią miesięczną maja + 3 3 ° , spada zaś w zimie do średniej grudnia
lub stycznia + 1 8 ° .

W k l i m a c i e polarnym, z i m n y m i na o g ó ł suchym panuje w i e t r z e n i e

mechaniczne ( g ł ó w n i e z a m r ó z ) , p r o w a d z ą c d o dezyntegracji b l o k o w e j
i granularnej, natomiast w i e t r z e n i e c h e m i c z n e p r a w i e n i e występuje.

Produktami w i e t r z e n i a są nagromadzenia o s t r o k r a w ę d z i s t y c h okruchów,
g l e b y p o l i g o n a l n e itd.

W klimacie u m i a r k o w a n y m ( c h ł o d n y m i w i l g o t n y m ) działa z a r ó w n o

w i e t r z e n i e m e c h a n i c z n e ( z a m r ó z ) p o d c z a s z i m y , a w i e t r z e n i e chemiczne
w czasie p o r y c i e p ł e j , p r z y c z y m w m i a r ę w z n o s z e n i a się w g ó r ę prze

w a ż a w i e t r z e n i e m e c h a n i c z n e . T o t e ż p r o d u k t y w i e t r z e n i a są r ó ż n o r o d n e :
piargi, rumosze, g l i n y z w i e t r z e l i n o w e p r z e d e w s z y s t k i m typu wietrzenia
ilastego. Z w i e t r z e l i n y są dość silnie w y ł u g o w a n e z w y j ą t k i e m obsza
r ó w kontynentalnych, g d z i e z w i e t r z e l i n y m o g ą z a w i e r a ć w ę g l a n wapnia.

W k l i m a c i e p u s t y n i o w y m ( g o r ą c y m i suchym) w i e t r z e n i e mecha

niczne w y w o ł a n e insolacja w y s u w a się n a plan p i e r w s z y . W i e t r z e n i e
chemiczne jest słabe, p r z y c z y m sole p r z y n i e s i o n e w o d ą kapilarną na
p o w i e r z c h n i ę o d g r y w a j ą g ł ó w n ą r o l ę . W i e l k i e ilości p r o d u k t ó w dezyn-
tegracji mechanicznej, p o l e w y , skorupy w a p i e n n e i w y k w i t y solne są
g ł ó w n y m i produktami w i e t r z e n i a w t y m k l i m a c i e .

W k l i m a c i e t r o p i k a l n y m ( g o r ą c y m i w i l g o t n y m ) r o z k ł a d chemiczny

przeważa nad r o z p a d e m m e c h a n i c z n y m . R o z k ł a d k r z e m i a n ó w i usuwa
nie k r z e m i o n k i jest z n a c z n i e dalej posunięte niż w i n n y c h strefach.
G ł ó w n y m produktem s ą g l i n y l a t e r y t o w e .

Gleby. W s z ę d z i e , g d z i e nie działają i n t e n s y w n i e czynniki usuwające

produkty wietrzenia, g r o m a d z ą się o n e j a k o płaszcz z w i e t r z e l i n o w y
o k r y w a j ą c y skałę. Płaszcz ten w y s t a w i o n y b e z p o ś r e d n i o na stałe dzia
łanie atmosfery i p r z e o b r a ż o n y w p ł y w e m świata o r g a n i c z n e g o (a zwłasz
cza roślinności) nosi n a z w ę g l e b y .

W k a ż d y m p r z e k r o j u p r z e c i n a j ą c y m g l e b ę m o ż n a w y r ó ż n i ć od po

wierzchni w d ó ł : 1) w a r s t w ę górną mniej lub w i ę c e j zwietrzałą, obfitu
jącą w r o z p u s z c z a l n e i r o z ł o ż o n e składniki i zawierającą drobne frag

m e n t y m i n e r a l n e oraz substancje humusowe; 2) w a r s t w ę środkową,
w k t ó r e j ilość r o z p u s z c z a l n y c h i r o z ł o ż o n y c h składników oraz humusu
jest mniejsza, a grubszych ziarn m i n e r a l n y c h jest w i ę c e j aniżeli w war
stwie g ó r n e j ; 3 ) p o d ł o ż e z b u d o w a n e z e skały n i e w i e l e z m i e n i o n e j .

W w a r s t w a c h t y c h o d b y w a j ą się ustawicznie p r z e m i a n y chemiczne,

polegające na wsiąkaniu w ó d ługujących w a r s t w ę p i e r w s z ą i drugą
i p r z e n o s z ą c y c h substancje r o z p u s z c z o n e w głąb o r a z na kapilarnym
podnoszeniu się w ó d (tak jak w n a c z y n i a c h w ł o s k o w a t y c h ) , przynoszą
cych ze sobą r o z p u s z c z o n e sole. P o n a d t o w g l e b i e działają zwierzęta
w niej żyjące, jak n i e k t ó r e m r ó w k i , d ż d ż o w n i c e itd. oraz k o r z e n i e roślin.

P r z e n o s z e n i e się drobniutkich cząstek ilastych w g l e b i e z a l e ż y od elek
t r o l i t ó w ( s o l i ) ; g d y jest ich dużo, cząstki ilaste zostają strącone i osa

dzone m i ę d z y ziarnami m i n e r a l n y m i . N a o d w r ó t , g d y soli w g l e b i e brak,

nie zachodzi strącanie k o l o i d a l n y c h części i d r o b n e cząstki m o g ą dostać
się g ł ę b i e j .

W obszarach u m i a r k o w a n i e w i l g o t n y c h , j a k Europa środkowa, można

w g l e b i e w y r ó ż n i ć od g ó r y ku d o ł o w i c z t e r y p o z i o m y : 1) p o w i e r z c h n i o
wy z rozkładającą się materią roślinną i ś w i e ż o t w o r z ą c y m się humu
sem; 2) p o z i o m ł u g o w a n i a , g d z i e g l e b a jest p o z b a w i o n a materii humu
s o w e j i w o d o r o t l e n k ó w żelaza; jest to p o z i o m b i e l i c y ; 3) p o z i o m osadza

nia, w k t ó r y m strącają się z w i ą z k i Fe i c z ę ś c i o w o A l , przeniesione tu

dzięki o c h r o n n e j działalności humusu; jest to p o z i o m orsztynu; 4) pod
ł o ż e skalne, z w y k l e nieco r o z k r u s z o n e w s w e j g ó r n e j części.

W obszarach, w k t ó r y c h o p a d y atmosferyczne są n i e z b y t obfite, ale

w y s t a r c z a j ą c e do r o z w o j u w e g e t a c j i , substancje h u m u s o w e nie zostają

p r z e p r o w a d z o n e w r o z t w ó r k o l o i d a l n y i d l a t e g o nie ułatwiają ługowania

g l e b y . W takich obszarach z w i e t r z e n i a skał marglistych, ilastych,
a p r z e d e w s z y s t k i m lessów, t w o r z ą się c z a r n o z i e m y , c z y l i g l e b y humu
s o w e . G l e b y t e ciągną się s z e r o k i m pasem o d P o d o l a p o p r z e z Ukrainę,

p o ł u d n i o w ą R o s j ę i p o ł u d n i o w ą S y b e r i ę . P o d o b n e g l e b y t w o r z ą się na
pampasach argentyńskich, na preriach północno-amerykańskich, w pusz
c i e w ę g i e r s k i e j itd.

G d y w s k u t e k r o z w o j u roślinności w o d p o w i e d n i o w i l g o t n y m klima

c i e r o z w i n ą się w g l e b i e w dużej ilości kwasy, w a p n o zostaje w y ł u g o
w a n e z w i e r z c h n i e j części g l e b y . W t e d y stosunek wapnia d o t l e n k ó w
F e i A l zmniejsza się. G l e b y t a k i e n a z w a n o p e d a l f e r a m i (skrót

p e d — al — fer = g l e b a o dużej ilości Al i F e ) . N a t o m i a s t w obsza
rach u b o ż s z y c h w o p a d y i p r z e z to p o k r y t y c h bardziej skąpą szatą
roślinną w a p n o zostaje z a t r z y m a n e w glebie, która nosi w t e d y n a z w ę
p e d o k a l u (skrót p e d — cal = g l e b a o dużej ilości C a ) . Ł u g o w a n i e
wapnia z g l e b y ma z n a c z e n i e dla przepuszczalności i urodzajności gleby.
Gleba, j a k w i e m y , składa się w zasadzie g ł ó w n i e z cząstek ilastych, prze
w a ż n i e k o l o i d a l n y c h . G d y k o l o i d y te z a w i e r a j ą dużo wapnia, nie ulegają
koagulacji n a w e t m i m o w y s y c h a n i a . G d y w a p ń zostanie usunięty, ko
l o i d y ł a t w i e j strącają się i osiadając w porach g l e b y czynią ją nieprze

puszczalną, a wskutek t e g o m n i e j żyzną. D l a t e g o na skałach wapien

nych, np. marglach ( r ę d z i n y ) i lessach, t w o r z ą się ż y z n e g l e b y .

Jeżeli g l e b y p o w s t a ł y s t o s u n k o w o n i e d a w n o , t o ich własności zależą

j e s z c z e z w y k l e o d p o d ł o ż a . D o takich g l e b należą g l e b y r o z w i n i ę t e n a

u t w o r a c h glacjalnych, s t o s u n k o w o n i e d a w n o u t w o r z o n y c h . K . G l i n k a

(1914) n a z y w a takie g l e b y e n d o d y n a m i c z n y m i . Natomiast g l e b y
stare, p o d l e g a j ą c e p r z e z dłuższe o k r e s y p o d o b n y m w p ł y w o m klimatycz
n y m , są od p o d ł o ż a uniezależnione. G l e b y takie są p o d o b n e do siebie,

p o m i m o że leżą na r ó ż n y c h skałach. W ten sposób dzięki oddziały

waniu klimatu p o w s t a j ą z r ó ż n y c h skał g l e b y j e d n e g o typu. K. Glinka

n a z y w a takie g l e b y e k t o d y n a m i c z n y m i .

Zależność gleb od klimatu. Już z t e g o , c o w y ż e j zostało powiedziane,

w y n i k a , że sposób i produkt w i e t r z e n i a z a l e ż y p r z e d e w s z y s t k i m od kli
matu, a w m n i e j s z y m stopniu od materiału skalnego podłoża. Z l i c z n y c h
c z y n n i k ó w składających się na klimat najważniejsze dla wietrzenia są:
ilość o p a d ó w , temperatura ( p r z y c z y m w i ę k s z e znaczenie ma tempera
tura gruntu aniżeli p o w i e t r z a ) o r a z p a r o w a n i e . M i ę d z y t y m i czynnikami

istnieje zależność: m a ł e o p a d y w c h ł o d n y m k l i m a c i e wystarczą, a b y

g l e b ę utrzymać w stanie w i l g o t n y m , natomiast w k l i m a c i e g o r ą c y m p r z y
silnym p a r o w a n i u potrzeba znacznie w i ę k s z y c h o p a d ó w , a b y uzyskać

taki sam stopień w i l g o t n o ś c i g l e b y . Im obfitsze są o p a d y , t y m intensyw
n i e j s z e jest z w i e t r z e n i e skał p r z y tej samej temperaturze. Natomiast
grubość strefy w i e t r z e n i a jest w t e d y mała, g d y ż p r z y dużej ilości opa
d ó w p o z i o m w ó d g r u n t o w y c h znajduje się niezbyt g ł ę b o k o p o d p o
w i e r z c h n i ą . W obszarach, w k t ó r y c h na przemian następują po sobie
o k r e s y d e s z c z o w e i suche, p o z i o m w ó d g r u n t o w y c h ulega z n a c z n y m wa
h a n i o m i strefa w i e t r z e n i a m o ż e b y ć miąższa.

Ilość o p a d ó w w p ł y w a też na p r z e b i e g procesu ł u g o w a n i a i przeno

szenia substancji w g l e b i e . W obszarach o obfitych o p a d a c h w o d y wsią
kające ługują w a r s t w ę górną, a w z b o g a c a j ą w a r s t w ę dolną; w takich

warunkach w y p ł u k i w a n a waTstwa górna ma charakter eluwialny, a dolna
w z b o g a c o n a — iluwialny. W obszarach suchych p r o c e s y ł u g o w a n i a mają
kierunek p r z e c i w n y : o p a d y wsiąkają w p r a w d z i e w głąb, ale wskutek pa
rowania r y c h ł o kapilarnie wracają, przenosząc rozpuszczone substancje
z w a r s t w y d o l n e j do g ó r n e j . D l a t e g o w strefach suchych gleba iluwialna
l e ż y na g l e b i e e l u w i a l n e j , a w i ę c o d w r o t n i e niż w 'klimacie w i l g o t n y m .

P r z y tej samej w i l g o t n o ś c i d u ż y w p ł y w n a intensywność wietrzenia

chemicznego ma temperatura. I n t e n s y w n o ś ć ta p r z y średniej rocznej
w y n o s z ą c e j + 3 0 ° jest d w a d z i e ś c i a r a z y w i ę k s z a o d intensywności w i e

trzenia w strefie a r k t y c z n e j o średniej r o c z n e j mniejszej o d — 1 0 ° .

W e d ł u g G l i n k i z a l e ż n o ś ć g l e b o d klimatu m o ż n a przedstawić na

stępująco:

1. G l e b y w k l i m a c i e b a r d z o w i l g o t n y m charakteryzuje ubóstwo sub

stancji h u m u s o w y c h wskutek s z y b k i e g o rozkładu materii roślinnej; są
one w y ł u g o w a n e z r o z p u s z c z a l n y c h substancji i z ł o ż o n e z t l e n k ó w i w o
d o r o t l e n k ó w Si, Fe i A l . B a r w y g l e b są c z e r w o n e lub żółte zależnie od
tego, c z y ż e l a z o jest w f o r m i e u b o g i e j w w o d ę ( g e t y t ) , c z y bogatej (li
m o n i t ) . Tu należą g l e b y l a t e r y t o w e i terra rossa.

2. G l e b y w k l i m a c i e w i l g o t n y m zawierają humus, k t ó r y ułatwia łu

g o w a n i e z nich żelaza; stąd g l e b y te mają b a r w y jasne, szare. Są to
bielice.

3. G l e b y klimatu m i e r n i e w i l g o t n e g o zawierają dużo humusu o r a z

w ę g l a n ó w i siarczanów, są to w i ę c g l e b y słabo ł u g o w a n e . B a r w y mają
ciemne, brunatne lub czarne. N a l e ż ą tu c z a r n o z i e m y , czarne g l e b y
Indii itd.

4. G l e b y klimatu suchego c e c h u j e brak humusu, o b e c n o ś ć w ę g l a n ó w

wapnia i siarczanów, k r z e m i a n y w nich n i e są r o z ł o ż o n e . B a r w y gleb
m o g ą b y ć o d brunatnej d o c z e r w o n e j . S o l e w y t w o r z o n e przez hydro

lizę n i e o d p r o w a d z o n e p r z e z w o d y g r u n t o w e pozostają w g l e b i e i w r a z
z w o d ą o p a d o w ą i g r u n t o w ą działają na nią ługująco. W okresach su
chych, g d y p a r o w a n i e jest i n t e n s y w n e , w o d y podnoszą się kapilarnie
ku p o w i e r z c h n i i w y d z i e l a j ą na n i e j skorupy i p o l e w y , z ł o ż o n e z chlor
k ó w , s i a r c z a n ó w i w ę g l a n ó w alkalicznych i z i e m alkalicznych o r a z

krzemionki, która wskutek obecności w ę g l a n ó w alkalicznych rozpusz
cza się w w i ę k s z y c h ilościach.

5. P r ó c z t y c h g ł ó w n y c h k l i m a t y c z n y c h t y p ó w g l e b w y r ó ż n i a się jesz

c z e g l e b y p o w s t a ł e w w a r u n k a c h nadmiernej w i l g o c i ( g l e b y torfiaste).

6. W r e s z c i e j a k o ostatnią k l i m a t y c z n ą grupę g l e b n a l e ż y w y m i e n i ć

g l e b y u t w o r z o n e w k l i m a c i e z i m n y m . G ł ó w n ą cechą w a r u n k ó w wietrze
nia w t y m k l i m a c i e jest" brak h y d r o l i t y c z n e j działalności w o d y wskutek
niskiej t e m p e r a t u r y i brak substancji h u m u s o w y c h . W i e t r z e n i e che
miczne z r e d u k o w a n e jest n i e m a l do zera; działa tu g ł ó w n i e w i e t r z e n i e
mechaniczne. P r z y k ł a d e m p o w o l n e g o w i e t r z e n i a c h e m i c z n e g o w zim
n y m k l i m a c i e są o t o c z a k i pirytu znajdujące się w m o r e n a c h p ó ł n o c n e j
S z w e c j i i Finlandii od w i e l u t y s i ę c y lat w stanie n i e z m i e n i o n y m , co naj
w y ż e j p o w l e c z o n e c i e n k ą o t o c z k ą l i m o n i t o w ą . W n a s z y m klimacie pi
r y t y l e ż ą c e na p o w i e r z c h n i rozkładają się bardzo p r ę d k o .

W k l i m a c i e z i m n y m t w o r z ą się wskutek w i e t r z e n i a m e c h a n i c z n e g o

masy d r o b n o z i a r n i s t e g o piasku, k t ó r y ma skłonność do soliflukcyjnego

spełzywania. T w o r z ą się t u r ó w n i e ż c z ę s t o g l e b y p o l i g o n a l n e .

5 — G e o l o g i a dynamiczna

Ryc. 14. Mapa gleb Europy (według Stremmego i in. źródeł)

W Europie w y r ó ż n i a się t r z y strefy k l i m a t y c z n e g l e b (ryc. 14):

1. P o ł u d n i o w o - e u r o p e j s k a strefa g l e b c z e r w o n y c h i żółtych. Są to

g l e b y u b o g i e w humus, a z a w i e r a j ą c e w o d o r o t l e n k i żelaza.

2. Ś r o d k o w o - e u r o p e j s k a strefa g l e b brunatnych z mierną ilością hu

musu; b a r w a p o c h o d z i od w o d o r o t l e n k ó w żelaza (barwa żółta) i sub
stancji h u m u s o w y c h ( b a r w y c i e m n e ) . W strefach bardziej suchych we

w s c h o d n i e j części obszaru p o w s t a j ą c z a r n o z i e m y , jeszcze bardziej su

c h y c h — g l e b y kasztanowo-brunatne.

3. P ó ł n o c n o - e u r o p e j s k a strefa g l e b szarych ( b i e l i c ) . Są to g l e b y bo

gate w humus, w y ł u g o w a n e i o d b a r w i o n e przez o d p r o w a d z e n i e związ
k ó w żelaza.

Strefy te rozciągają się w Europie z p o ł u d n i o w e g o zachodu ku pół

n o c n e m u w s c h o d o w i . W A m e r y c e P ó ł n o c n e j analogiczne strefy biegną

z p ó ł n o c y bu p o ł u d n i o w i , a to w s k u t e k zwiększania się w i l g o t n o ś c i z za

chodu na w s c h ó d .

5. W I E T R Z E N I E P O D M O R S K I E ( H A L M Y R O L I Z A ) ' )

W o d a m o r s k a działa r o z k ł a d a j ą c o n a m i n e r a ł y , p o d o b n i e jak w o d a

słodka. Z a w i e r a ć ona m o ż e te same z w i ą z k i co w o d a słodka, a w i ę c tlen,
dwutlenek w ę g l a , substancje o r g a n i c z n e , p o n a d t o z a w i e r a liczne sole,
które m o g ą p r o c e s w i e t r z e n i a przyśpieszać lub o p ó ź n i a ć . N i e działają

natomiast na dnie m o r z a z m i a n y t e m p e r a t u r y oraz brak jest k w a s ó w
humusowych.

W o d a m o r s k a działa p r z e o b r a ż a j ą c o na substancje składane na dnie

morza, ale p r z e w a ż n i e te substancje są produktami w i e t r z e n i a l ą d o w e g o
tak p r z e o b r a ż o n y m i , ż e z w y k l e n i e ulegają w i ę k s z y m zmianom p o d
w p ł y w e m w o d y morskiej; natomiast ś w i e ż e skały, w i ę k s z e ziarna mi
neralne i p o p i o ł y w u l k a n i c z n e ulegają na dnie m o r z a wietrzeniu.

Do w i e t r z e n i a p o d m o r s k i e g o p r z y c z y n i a j ą się także g r o m a d z ą c e się

na dnie m o r z a resztki o r g a n i c z n e . Rozkładając się zabierają o n e tlen
z w o d y morskiej, a w y d z i e l a j ą amoniak, d w u t l e n e k w ę g l a , w ę g l a n a m o
n o w y ( N H

)

C 0

i s i a r k o w o d ó r . P r o d u k t y t e działają rozkładająco n a

ziarna mineralne. W i e t r z e n i e p o d m o r s k i e zachodzi t y l k o w obszarach
p o w o l n e j s e d y m e n t a c j i . W s z ę d z i e tam, g d z i e o s a d y na dnie m o r z a na
rastają szybko, w i e t r z e n i e p o d m o r s k i e n i e ma czasu się r o z w i n ą ć . Na
o g ó ł w i e t r z e n i e p o d m o r s k i e jest z n a c z n i e słabsze niż w i e t r z e n i e na lą
dzie. Ilustruje to najlepiej fakt następujący: w u l k a n T a m t o r a (Indone
zja) w r. 1815 w y r z u c i ł o g r o m n e ilości p o p i o ł ó w , k t ó r e o p a d ł y na ląd
i w m o r z e ; p o p i o ł y na l ą d z i e są już zupełnie r o z ł o ż o n e , natomiast po
pioły p o c h o d z ą c e z t e g o wybuchu, k t ó r e dostały się na dno morza, są

niezmienione.

C z e r w o n y i ł g ł ę b i n o w y , zajmujący w i e l k i e obszary dna

Oceanu S p o k o j n e g o , u w a ż a n y jest przez n i e k t ó r y c h a u t o r ó w za produkt

p o d m o r s k i e g o w i e t r z e n i a . Składa się on z k o l o i d a l n e g o u w o d n i o n e g o
krzemianu g l i n o w e g o oraz t l e n k ó w żelaza i manganu. Z a w i e r a on zeo
lity (filipsyt), które są m i n e r a ł a m i p o w s t a j ą c y m i na dnie morza (uwod
nione k r z e m i a n y ) . P r a w d o p o d o b n i e j e d n a k część t e g o iłu p o c h o d z i z za
wiesin p r z y n i e s i o n y c h z lądu.

I n n y m u t w o r e m p o d m o r s k i e g o w i e t r z e n i a są p a 1 a g o n i t y. Są to

tufy b a z a l t o w e z u p e ł n i e p r z e o b r a ż o n e w u w o d n i o n e krzemiany. T w o r z e
niu się palagonitu t o w a r z y s z y o d p r o w a d z e n i e S i 0

, C a O i M g O , p r z y

c z y m d w u w a r t o ś c i o w e ż e l a z o i mangan zostają utlenione. Produkt w i e

trzenia w stosunku do s k a ł y p i e r w o t n e j jest w z b o g a c o n y w potas, co

świadczy o tym, że p r o d u k t y w i e t r z e n i a mają własności adsorbcyjne,

w i ę c zachowują się p o d o b n i e jak z e o l i t y .

I n n y m p r o d u k t e m p o d m o r s k i e g o w i e t r z e n i a jest b e n t o n i t . Jest

to biały lub k r e m o w y utwór, m a j ą c y w ł a s n o ś ć pobierania w o d y w ilości
8 razy w i ę k s z e j od s w e j objętości, w s k u t e k c z e g o silnie p ę c z n i e j e i staje
się p r z y t y m lepki i p l a s t y c z n y . Bentonit składa się g ł ó w n i e z i ł o w e g o
minerału montmorillonitu, p o w s t a j ą c e g o z w i e t r z e n i a szkliwa wulka
nicznego, tufu lub p o p i o ł u .

Jednym z najbardziej w a ż n y c h i r o z p o w s z e c h n i o n y c h p r o d u k t ó w

wietrzenia p o d m o r s k i e g o jest g 1 a u k o n i t. Jest to z i e l o n y minerał

) Greckie halme — morze; działanie rozpuszczające wody morskiej.

drobno krystaliczny, w y s t ę p u j ą c y często w piaskowcach, łupkach, wa
pieniach lub marglach, a także w n i e k t ó r y c h w s p ó ł c z e s n y c h osadach

morskich. P o d w z g l ę d e m c h e m i c z n y m określa się g o z w y k l e j a k o uwod
n i o n y krzemian ż e l a z o w o - p o t a s o w y ( F e K S i

• n H

0 ) . W s p ó ł c z e ś n i e

w y s t ę p u j e w m o r z u na g ł ę b o k o ś c i a c h 82 do 3 500 m, najczęściej na g ł ę
bokości do 1 000 m. J e g o p o w s t a w a n i u sprzyjają w z g l ę d n i e płytkie dna,
na k t ó r y c h sedymentacja jest p o w o l n a i g d z i e znajduje się dość dużo
materii o r g a n i c z n e j . N i e t w o r z y się on w p o b l i ż u ujść rzek, natomiast
t w o r z y się chętnie tam, g d z i e stykają się ze sobą c i e p ł e i zimne prądy.
P r a w d o p o d o b n i e warunki sprzyjające t w o r z e n i u się glaukonitu muszą

b y ć w i d o c z n i e takie, a b y ś r o d o w i s k o nie b y ł o z b y t redukcyjne, g d y ż
w t e d y t w o r z y ł y b y się siarczki, ani też silnie utleniające, g d y ż sprzyja
ł o b y t o t w o r z e n i u się t l e n k ó w żelaza. K o r z y s t n e dla powstania glauko
nitu jest sąsiedztwo s t r o m y c h b r z e g ó w , z b u d o w a n y c h ze skał krysta

licznych, dostarczających o k r u c h ó w skaleni i mik.

K. H u r r i m e l (1931) przypuszcza, że skalenie p o t a s o w e i miki ule

gają r o z k ł a d o w i , wskutek c z e g o t w o r z y się jakiś k o l o i d a l n y minerał
i ł o w y , z k t ó r e g o w p r z e w a ż n e j części zostaje usunięta glinka, tak że
minerał składa się z F e

i k o l o i d a l n e j S i O

; z otaczającego mułu lub

z w o d y m o r s k i e j zostaje z a a d s o r b o w a n y potas i w o d a . P o d r z ę d n i e m o ż e

w glaukonicie w y s t ę p o w a ć też n i e c o F e O , C a O i M g O . M i n e r a ł w ten

sposób p o w s t a ł y jest ż e l e m , k t ó r y z b i e g i e m czasu staje się minerałem
krystalicznym.

W e d ł u g M u r r a y a i R e n a r d a m i e j s c e m powstania glaukonitu

są skorupki o t w o r n i c w y p e ł n i o n e mułem i materią organiczną. Siarko
w o d ó r p o w s t a ł y z j e j r o z k ł a d u zamienia ż e l a z o z a w a r t e w mule w siar
czek. Z siarczku t w o r z y się kwas siarkowy, k t ó r y z mułu uwalnia krze
m i o n k ę w stanie k o l o i d a l n y m ; A 1

zostaje usunięte w roztwór, p o z o

staje F e

i k o l o i d a l n e S i 0

, k t ó r e adsorbują potas z w o d y morskiej.

Glaukonit istotnie w y s t ę p u j e często w skorupkach o t w o r n i c , ale z dru-

g i e j strony j e s z c z e c z ę ś c i e j w y s t ę p u j e t e z ż a d n e g o z nimi związku.

W e d ł u g E . W . G a l l i h e r a (1935) glaukonit powstaje wprost z bio-

tytu na skutek p o d m o r s k i e g o w i e t r z e n i a ; w e d ł u g jeszcze innych poglą
d ó w ( T a k a h a s h i 1939) o d c h o d y r y b i innych zwierząt morskich m o g ą
ulec p r z e o b r a ż e n i u w glaukonit.

W e w s z y s t k i c h t y c h tłumaczeniach najtrudniej wyjaśnić jest brak

glinki w g l a u k o n i c i e lub sposób j e j usunięcia.

W e d ł u g K . S m u l i k o w s k i e g o (1924, 1954) z a w i e s i n y i k o l o i d y ,

zniesione z k o n t y n e n t ó w do morza i elektrolitami w o d y morskiej skoa-
g u l o w a n e i strącone w miejscach o o d p o w i e d n i o silnym falowaniu,
a p r z e z to o p o w o l n e j sedymentacji, ulegają p r z e o b r a ż e n i o m p o d w p ł y
w e m j o n ó w z a w a r t y c h w w o d z i e m o r s k i e j . Z a w i e s i n y i k o l o i d y przynie

sione z l ą d ó w składają się g ł ó w n i e z illitu, k t ó r y jest najpospolitszym
minerałem i ł o w y m . Bliżej b r z e g ó w z a w i e s i n y te strącają się s z y b k o
i n i e mają czasu na r e a k c j e z w o d ą morską; dalej od brzegu, zwłaszcza
w pobliżu k r a w ę d z i szelfów, g d z i e sedymentacja jest wolniejsza, zawie
siny i l l i t o w e , pozostając dłuższy czas w kontakcie z w o d ą morską, ule

gają p r z e o b r a ż e n i o m , p o l e g a j ą c y m na w p r o w a d z e n i u krzemu, żelaza

i magnezu w miejsce glinu oraz adsorbowaniu potasu z w o d y morskiej,
wskutek c z e g o illit p r z e o b r a ż a się w folidoid. Im dłużej trwa kontakt

z wodą, tzn. im dłużej dzięki falowaniu i b r a k o w i sedymentacji prze
obrażające się z a w i e s i n y pozostają p o d w p ł y w e m w o d y morskiej, tym
w i ę c e j glinu zostanie usunięte a w i ę c e j potasu zaadsorbowane i folidoid
stopniowo p r z e i s t o c z y się w glaukonit. Glaukonit z a w a r t y w skałach
wietrzeje, przeobrażając się w limonit.

G d y erozji ulegają o g n i o w e s k a ł y z a s a d o w e , z a w i e r a j ą c e obficie mi

nerały b o g a t e w ż e l a z o (augit, biotyt, amfibole), okruchy takich skał
ulegają w i e t r z e n i u p o d m o r s k i e m u i przeobrażają się w s z a m o z y t

( H

F e

A l

S i

1 3

) . P o w s t a n i e j e g o w y m a g a środowiska dość silnie reduk

cyjnego, tzn. u b o g i e g o w tlen. Jest też m o ż l i w e , że z a s a d o w e l a w y pod
morskie p o d w p ł y w e m w i e t r z e n i a p o d m o r s k i e g o dostarczają materiału
do u t w o r z e n i a się szamozytu, k t ó r y c z ę s t o w y s t ę p u j e w postaci o o l i t ó w .
S z a m o z y t y m o g ł y też p o w s t a ć przez r e a k c j e m i ę d z y miałem w a p i e n n y m
a w o d ą morską, która miała anormalnie w y s o k ą zawartość z w i ą z k ó w
żelaza. W P o l s c e s z a m o z y t w y s t ę p u j e w rudach jurajskich obszaru czę
s t o c h o w s k i e g o .

I n n y m krzemianem, p o w s t a j ą c y m n a d r o d z e p o d m o r s k i e g o wietrze

nia, jest g r e n a l i t ( F e , M g ) ( S i O

)

• n H

0 , b ę d ą c y w a ż n y m składnikiem

niektórych o s a d o w y c h rud żelaza. U w a ż a się go za produkt działania
k r z e m i a n ó w a l k a l i c z n y c h na sole d w u w a r t o ś c i o w e g o żelaza, np.

F e S 0

+ N a

S i O

= F e S i O

+ N a

S 0

F e C l , + N a

S i O

= F e S i O

+ 2 N a C l

K r z e m i a n s o d o w y p o w s t a j e wskutek r o z k ł a d u l a w przez w o d ę mor

ską lub też dzięki g o r ą c y m ekshalacjom w u l k a n i c z n y m . C h l o r e k żelaza
m o ż e się dostać do w o d y m o r s k i e j r ó w n i e ż wskutek ekshalacji wulka
nicznych. O s a d y g ł ę b o k o m o r s k i e z a w i e r a j ą stosunkowo dużo substan
cji p r o m i e n i o t w ó r c z y c h . P r z y p u s z c z a l n i e akumulacja t y c h substancji
jest też rezultatem h a l m y r o l i z y .

6. W I E T R Z E N I E M I N E R A Ł Ó W K R U S Z C O W Y C H

Minerały kruszcowe zachowują się swoiście w procesach wietrzenia. Większa

ich część ulega łatwo rozkładowi i następnie rozpuszczeniu w normalnych warun

kach wietrzenia. Spośród pospolitych minerałów kruszcowych odpornymi na wie

trzenie są tylko złoto, platyna, magnetyt, chromit ( F e C r

) i kasyteryt (Sn0

), wsku

tek czego gromadzą się one w rezyduach eluwialnych lub też w napływach rzecz

nych. Inne minerały kruszcowe ulegają na wychodniach rozkładowi pod wpływem

wody, tlenu i dwutlenku węgla. Najważniejsze minerały kruszcowe są tlenkami,

węglanami i siarczkami.

Tlenki metali są odporniejsze na wietrzenie, węglany bardziej podatne, szcze

gólnie łatwo zaś rozkładają się siarczki. Siarczki miedzi ulegają przeważnie trudniej

rozkładowi niż siarczki cynku i ołowiu.

Wietrzenie odbywa się na powierzchni i w strefie podpowierzchniowej tak głę

boko, jak tlen i inme gazy mogą się dostać wraz z wsiąkającymi opadami. Strefa ta

kończy się, jak wiemy, na zwierciadle wód gruntowych. Ponieważ głównym proce

sem w strefie wietrzenia jest oksydacja, strefę przeobrażeń ponad zwierciadłem

wód gruntowych określa się jako s t r e f ę o k s y d a c y j n ą .

Roztwory powstałe przez wietrzenie minerałów kruszcowych w strefie oksyda

cyjnej gromadzą się w kontakcie z wodą gruntową. Tam powstające przez rozkład

minerałów kruszcowych roztwory wchodzą w reakcje z minerałami jeszcze nieroż-

puszczonymi, dzięki czemu wytrącają się nowe minerały. Tę strefę nazywa się c e-

m e n t a c y j n ą (ryc. 15).

Przeobrażenia te najlepiej zaznaczają się w złożach miedzi. Złoża te najczęściej

składają się z wielu siarczków, a więc miedzionośnego pirytu (FeS

), chalkopirytu

(CuFeS

), sfalerytu (ZnS) itd. Pod w p ł y w e m wody i powietrza z tych wszystkich

siarczków w strefie oksydacyjnej powstają rozpuszczalne siarczany np.

CuFeS

+ 40

= F e S 0

+ C u S 0

chalkopiryt

Roztwory siarczanowe wsiąkają w głąb, gdzie natrafiają na nierozłożone jeszcze

siarczki. Przez reakcje z nimi powstają minerały trudniej rozpuszczalne, które strą

cają się i zajmują miejsce rozpuszczonych minerałów. Gdy roztwór siarczanu miedzi

powstały wskutek powyższej reakcji natrafi na chalkopiryt, zajdzie reakcja

CuFeS

+ C u S 0

= 2CuS + F e S 0

kowelin

Powstaje w ten sposób wtórny siarczek miedzi kowelin, który strąca się w stre

fie cementacyjnej.

Siarczan miedzi może reagować również z łatwo rozkładalnym pirytem

5FeS

+ 14CuS0

+ 12H

0 = 7Cu

S + 5FeS0

+ 12H

chalkozyn

W tej reakcji strąca się wtórny siarczek miedzi chalkozyn, natomiast piryt

ulega rozkładowi.

G d y złoże kruszcowe zawiera siarczek cynku, roztwór siarczanu miedzi rów

nież z nim reaguje

ZnS + C u S 0

= CuS + Z n S 0

sfaleryt kowelin

W tym wypadku siarczek cynku ulega rozpuszczeniu jako siarczan, a strąca się

siarczek miedzi.

W ten sposób wskutek reakcji powyżej przedstawionych powstają wtórne

siarczki miedzi strącające się w strefie cementacyjnej. W strefie tej będzie wobec

tego więcej siarczków miedzi, niż było ich pierwotnie w tej części złoża, zatem złoże

w strefie cementacyjnej jest wzbo

gacone. Dlatego strefy cementacyj-

ne są szczególnie opłacalne przy

eksploatacji.

Jeśli w złożu kruszcowym był

piryt lufo markasyt, ulega on roz

kładowi i przechodzi w roztwór, np.

2FeS

+ 70

+ 2 H

0 = 2FeSC

+ 2 H

S 0

Mówiliśmy już poprzednio, ogól

nie omawiając oksydację, że siar

czan żelazawy utlenia się na żela

zowy, ten zaś ulega hydrolizie; dzię

ki temu z roztworu wypada koloi

dalny wodorotlenek żelaza, który

nie może być przeniesiony w głąb

roztworami, ale pozostaje w górnej

części strefy oksydacyjnej. W ten

sposób, gdy złoże kruszcowe składa

się z różnych siarczków, między in

nymi też z siarczków żelaza, wszyst

kie metale zostają przeprowadzone

do roztworu i przeniesione w głąb

z wyjątkiem żelaza, które pozostaje

w strefie przypowierzchniowej w po

staci wodorotlenku. Wodorotlenek ten, jak wiemy, przeobraża się prędko w limonit.

W ten sposób na złożu kruszcowym miedzi lub innych metali tworzy się na po

wierzchni czapa żelazna. Czapa ta jest nieraz wskazówką do poszukiwań górniczych.

Ryc. 15. Wietrzenie żyły kruszcowej

1 — żyła niezwietrzała poniżej zwierciadła w o d y

gruntowej, 2 — zwierciadło w o d y gruntowej,

3 — strefa cernentacyjna, 4 — strefa oksydacyj

na wzbogacona, 5 — strefa oksydacyjna, 6 —

czapa żelazna

Wspomnieliśmy powyżej, że z utlenienia siarczanu żelazawego powstaje siar

czan żelazowy F e

( S 0

)

; związek ten jest silnym czynnikiem rozpuszczającym

i, zanim ulegnie hydrolizie, może rozpuszczać inne minerały. Także kwas siarkowy

powstający przy rozkładzie pirytu lub tworzący się przy hydrolizie siarczanu żela

zowego jest energicznym czynnikiem w strefie oksydacji.

Jeśli w wodzie wsiąkającej w strefę oksydacyjną znajduje się C 0

lub gdy

w otoczeniu złoża występują wapienie, to tworzą się wtedy węglany miedzi, mala

chit C u

( O H )

C 0

i azuryt C u

( O H )

( C 0

)

, które strącają się bądź z limonitem

w czapie, bądź nieco niżej w strefie oksydacyjnej.

Dość podobnym przeobrażeniom wskutek wietrzenia ulegają kruszce srebra;

zostają one rozpuszczone w strefie oksydacyjnej i strącają się jako wtórne siarczki

w strefie cementacyjnej.

Natomiast kruszce ołowiu i cynku nie okazują siarczkowego wzbogacenia. Siar

czek ołowiu galenit ( P b S ) w strefie oksydacyjnej przechodzi w węglan cerusyt

( P b C 0

) i siarczan anglezyt ( P b S 0

) , które są trudno rozpuszczalne i nie wędrują

z roztworami, ale pozostają w strefie oksydacyjnej. Siarczek cynku tworzy w strefie

oksydacyjnej łatwo rozpuszczalny siarczan i trudno rozpuszczalny węglan. Siarczan

cynku łatwo reaguje z węglanem wapnia i w wyniku tej reakcji powstaje wtórny w ę 

glan cynku smitsonit ( Z n C 0

)

Z n S 0

+ C a C 0

+ 2 H

0 = Z n C 0

+ C a S 0

• 2 H

smitsonit gips

Rozpuszczalny gips wędruje z roztworem, a węglan cynku strąca się. Gdy w a 

pień zawiera nieco krzemionki, może się utworzyć kalamin ( Z n

S i 0

) . Smitsonit

i kalamin noszą zwykle nazwę galmanów. Występują one w Krakowskim oraz na

Śląsku, gdzie powstały jako produkt oksydacji sfalerytu. Na wychodniach złóż cynku

tworzą się również czapy żelazne, gdyż siarczkom cynku towarzyszy zwykle mar-

kasyt lub piryt.

N a w e t tak odporne na działanie kwasów złoto może w przyrodzie ulegać roz

puszczeniu. Dawniej sądzono, że siarczan żelazowy jest czynnikiem rozpuszczają

cym złoto, ostatnio jednak przypisuje się to działanie rozpuszczające chlorowi po

wstającemu in statu nascendi. Chlor ten tworzy się, gdy chlorek sodu reaguje z kwa

sem siarkowym w obecności tlenku manganu

2NaCl + M n O

+ 3 H

S 0

= 2Cl + M n S 0

+ 2 N a H S 0

+ 2 H

Wolny chlor tworzy ze złotem rozpuszczalny chlorek złota A u C l

3 ,

który wędruje

w roztworze w głąb i strąca się z powrotem jako metal rodzimy w strefie cementa

cyjnej wskutek neutralizacji roztworu przez minerały kruszcowe lub alkaliczne

roztwory zwietrzelinowe albo też po prostu przez reakcję z F e S 0

A u C l

+ 3FeS0

= Au + F e

( S G

)

+ FeCl

A b y powyższe reakcje mogły zajść, konieczna jest obecność soli kamiennej,

tlenku manganu i kwasu siarkowego. Sól kamienna w obszarach o miernych opa

dach gromadzi się w gruncie, tlenki manganu pospolite w przyrodzie mogą pocho

dzić z rozkładu krzemianów zasadowych (np. piroksenów), a kwas siarkowy z roz

kładu pirytu, który często towarzyszy złożom złota. W tym przypadku tworzy się

na wychodniach złóż złota czapa żelazna z rozkładu pirytu, która jest ważną wska

zówką dla prospektorów.

Rudy żelaza wietrzeją w limonit, przy czym magnetyt, chromit i hematyt są

odporne na wietrzenie, natomiast syderyt przechodzi łatwo albo wprost, albo za

pośrednictwem dwuwęglanu żelaza w limonit. W pierwszym wypadku reakcje są na

stępujące:

4FeCO

+ 6 H

0 + 0

= 4Fe(OH)

+ 4 C 0

4Fe(OH)

= 2Fe

+ 6 H

0 = 2Fe

• 3 H

0 + 3 H

limonit

W drugim wypadku reakcje są następujące:

FeCO

+ H

0 + C 0

= F e H

( C O

)

F e H

( C 0

)

= F e ( O H )

+ 2C0

4Fe(OH)

+ 0

= 2Fe

• 3 H

0 + H2O

limonit

L I T E R A T U R A Z A L E C O N A

Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
GEOLOGIA03 wietrzenie lnk
Wietrzenie
Wietrzenie
Rivers Francine Znamie Lwa Glos w wietrze
Procesy wietrzenia skal
Wiatr czy wietrzyk
Geografia Wietrzenie i procesy krasowe
3 czynniki wietrzenia fizycznego
Ospa wietrzna
2009 09 wietrznica A program szkolenia
7 Chor wir opryszczki polpasiec ospa wietrzna
GEOLOGIA wietrzenie
ospa wietrzna
inne, gegra5, WIETRZENIE SKAŁ Punkt wyjścia wszystkich procesów zewnętrznych. Skały eksponowane na p
Psotny wietrzyk
Erozja wodna i wietrzna, STUDIA, ochrona przyrody

więcej podobnych podstron