4552035718

18 Hydrogeologia z podstawami geologii

Wietrzenie fizyczne. Głównym czynnikiem wietrzenia fizycznego są zmiany termiczne w skalach. Zarówno pod wpływem nagrzewania, jak i obniżenia temperatury⁷, wskutek nierównej rozszerzalności cieplnej minerałów budujących skalę oraz wskutek nierównego nagrzewania, w skale powstają naprężenia wewnętrzne, powodujące ich pękanie i rozpadanie się. Nasilenie tego procesu zależy przede wszystkim od dobowej amplitudy temperatur, a proces rozpadu będzie tym większy, im większe będą wahania temperatur.

W naszych warunkach klimatycznych dużą rolę w procesie wietrzenia fizycznego odgrywa zamarznięta woda. Pod wpływem wzrostu objętości zamarzającej w porach lub szczelinach skalnych wody następuje rozrywanie skały. O ile niszczące działanie dużych różnic temperatur występuje szczególnie w strefie gorącej, to działanie mrozu przeważa na obszarach polarnych, w strefie umiarkowanej oraz w wysokich górach.

Produktem wietrzenia jest zwietrzelina, składająca się z różnej wielkości okruchów skalnych. W górach materiał zwietrzelinowy pod wpływem siły ciężkości zsuwa się po zboczach i w postaci tzw. piargów gromadzi się u podnóża skal wietrzejących.

Wietrzenie chemiczne. Podstawowym czynnikiem wietrzenia chemicznego jest woda z rozpuszczonym w niej dwutlenkiem węgla i tlenem oraz kwasy organiczne. Dużą rolę w procesie wietrzenia skal odgrywają obecnie zanieczyszczenia przemysłowe atmosfery, szczególnie związkami siarki. Kwaśne deszcze oddziałują nie tylko na biosferę, ale na całą litosferę. Wietrzenie chemiczne obejmuje rozpuszczanie niektórych minerałów pierwotnych i wytworzenie produktów wtórnych, rozpuszczalnych lub nierozpuszczalnych. Szczególnie intensywnie występuje ługowanie węglanów wapnia lub magnezu w obecności dwutlenku węgla. Trudno rozpuszczalny węglan wapnia przechodzi w łatwiej rozpuszczalny wodorowęglan: CaC0₃ + C0₂ + H₂0 —»Ca (HC0₃)₂

Można wyróżnić następujące typy reakcji chemicznych, zachodzących przy procesach wietrzenia i prowadzących do powstania nowych związków: hydroliza, hydratacja, oksydacja, karbonatyzacja.

Procesy hydroliz}- przeobrażają przede wszystkim skalenie i inne glinokrzemiany. Na przykład, wietrzenie skaleni potasowych może przebiegać następująco:

6 KAlSi₃0₈ + 33 H₂0 ->6 KOH + 3 H₄Al₂Si₂0₉ + 12(Si0₂ • 2 H₂0) skaleń potasowy    kaolinit    krzemionka uwodniona

Przykładem hydratacji jest przechodzenie anhydrytu (CaS0₄) w gips (CaS0₄ • 2 H₂0).