Kayaların Ayrışması: Fiziksel ve Kimyasal

Bu makaleyi okuduktan sonra, kayaların fiziksel ve kimyasal ayrışması hakkında bilgi edineceksiniz.

Mekanik Ayrışma veya Fiziksel Ayrışma:

Mekanik veya fiziksel ayrışma, yalnızca form içeren değişiklikleri ifade eder. Bu yıpranma nedeniyle, büyük katı kütleler, büyüklük ve şekil olarak değişen fakat orijinal bileşimlerini koruyan gevşek parçalara bölünebilir. Kimyasal bileşimlerini değiştirmeden kayaları parçalayan bu tür işlemlere fiziksel veya mekanik ayrışma denir.

Mekanik ayrışma iki çeşit viz olabilir. blok parçalanma ve granül parçalanma. Blok parçalanması, kaya kütlesini birkaç küçük blok veya parçaya bölen eklemlerin gelişmesi nedeniyle gerçekleşir. Granüler parçalanma, kayayı tutarsız granüler parçalara dönüştüren ayrı parçacıklar arasındaki uyum kaybı nedeniyle gerçekleşir.

Granüler parçalanma, kaba taneli kayalarla sınırlıdır ve kaba dokulu granitler gibi belirli kayaları etkiler. Blok parçalanması tüm dokuların kayalarını etkiler ve daha ince dokulu çeşitlerde özellikle belirgindir. Blok ve granül parçalanmaya ek olarak, darbe ve aşınma da kayaların parçalanmasına neden olabilir.

Fiziksel ayrışma aşağıdakilerden dolayı olabilir:

(i) Diferansiyel termal genleşme

(ii) Sıcaklık değişimleri

(iii) Undermining

(iv) Aşınma, taşlama ve darbe

(v) Pul pul dökülme

(vi) Donma hareketi

(vii) Bitki ve Hayvan etkisi

(viii) Basınç boşaltma

1. Diferansiyel Termal Genleşme:

Bir kayadaki mineraller, değişken termal genleşme katsayılarına sahiptir. Sıcaklıktaki artıştan dolayı diferansiyel gerilmeler kurulacaktır. Bu, minerallerin ve kayaların granül parçalanmasına yol açacaktır. Koyu renkli mineral, açık renkli minerallerden daha fazla ısı emilim oranına sahiptir. Bu aynı zamanda çatlaklara yol açabilecek stres oluşumuna katkıda bulunabilir.

2. Sıcaklık Değişimleri:

Kayaçlar, günlük ve mevsimsel sıcaklık değişikliklerinden dolayı tekrar tekrar ısıtma ve soğutmaya maruz kalır. Yoğun ısı döneminde, kaya kütlesinin dış tabakaları gerilme gerilmelerine neden olarak genişler. Bu, kaya yüzeyine paralel ayrılmaya neden olabilir. Sıcaklıkta önemli bir düşüş olduğunda, yüzeye yakın malzeme daha fazla büzülür ve bu radyal çatlaklara neden olur.

3. İnceleniyor:

Nehirler ve deniz yoluyla erozyon, kaya kırılmalarına neden olabilecek kaya düşmelerine ve toprak kaymalarına neden olabilir. Bu, deniz kıyılarında, kilin altından kireçtaşı parçalarının çıkarılmasının meydana geldiği yerlerde yaygındır. Büyük çaplı çöküntü, yumuşak yatakların daha düşük seviyelerde rüzgar erozyonu nedeniyle kayalıkların dibinde sert kayaların düşmesine neden olabilir.

4. Aşınma, Taşlama ve Etki:

Bu üç işlem parçacıkların boyutunu azaltır. Aşınma, bir taş zeminden geçen enkaz yüklü buz kütlelerinin sürtünme hareketine tipiktir. Öğütme, küçük parçaların daha büyük olanlar arasında yakalanması ve neredeyse kaya unu ile öğütülmesi sonucu ortaya çıkan etkidir. Bu tür eylemler nehir kanalları ve kıyılar boyunca muhtemeldir. Etki, dökülmeye ve ufalanmaya neden olan fragmanlara yol açan ani kaya kütlelerinin çarpışmasıdır.

5. Pul pul dökülme:

Bu, kaya yüzeyinden art arda gelen kabukların ayrıştırılması veya soyulması anlamına gelir. Pul pul dökülme, feldispat içeren kaba taneli kayalarda görülür. Kaya yüzeyi ıslandığında, nem gözeneklere ve mineral taneler arasındaki yarıklara nüfuz eder ve feldspatla reaksiyona girer. Kimyasal reaksiyonun bir sonucu olarak, bir kil şekli olan kaolin adı verilen yeni bir madde oluşur.

Bu kil, başlangıçta mevcut feldispattan daha büyük bir hacme sahiptir. Bu genleşme, çevreleyen mineral taneleri gevşetir. Bu işlemin sonucu olarak, ince bir yüzey malzemesi kabuğu yıpranır (Bunun kimyasal bir değişimle fiziksel bir süreç olduğuna dikkat edin). Kaya yüzeyinin art arda kırılmaları nedeniyle bu işlem tekrarlanır.

6. Don Eylemi:

Donma hareketi suyun zıt bir özelliğinden kaynaklanmaktadır. Çoğu malzemenin ısıtıldığında genleştiğini ve soğuduğunda büzüldüğünü biliyoruz. Bu, su 4 ° C'den 0 ° C'ye soğutulduğunda genleşmesi dışında geçerlidir.

Genleşme derecesi en fazla 0 ° C'de, buza katılaştıkça, hacim yüzde 9 artar. Soğuduğunda ve katılaşırken suyun bu şekilde genişlemesi, milimetre kare başına binlerce Newton'un baskısını üreten büyük kuvvetler uygulayabilir. Yağmur suyu, eriyen kar veya yoğunlaşma, donma noktasının altına düştüğü için, kayaların içindeki gözeneklere veya yarıklara sızdığında, çatlaklara ve gözeneklere giren su, buza dönüşür.

Genişleyen buz, kama gibi hareket ederek sınırlayıcı kayaya büyük bir baskı uygular ve açıklığı genişletir ve genişletir. Bundan sonra, buz çözüldüğü zaman, su açıklığa daha derinden girer. Su yeniden donarken işlem tekrarlanır. Bu tekrarlanan çözülme ve suyun donması, yani donma hareketi kayayı parçalara ayırır.

Donma hareketi, yatak kayasının doğrudan atmosfere maruz kaldığı ve nemin bulunduğu ve sıcaklığın donma noktasının üstünde ve altında sık sık değiştiği yerlerde belirgindir.

Bu durum kışın ılıman iklimlerde görülür ve dağ tepelerinde ve ayrıca ilkbahar veya sonbaharda yüksek rakımlı bölgelerde de oluşabilir. Gündüz sıcaklıkları donma noktasının üzerine çıkarak kar ve buzun erimesine ve sıcaklık donma noktasının altına düştüğünde, donma hareketi meydana gelir.

Kayalıklardaki donma etkisi nedeniyle, kırılan gevşek parçalar uçurumun tabanına düşer. Bu süreç devam ederken, Tallus eğimi adı verilen bir parça yığını uçurumun dibinde birikir. Soğuk bölgelerdeki yollardaki çukurlar, maruz kalan yol yüzeylerinde don etkisinden kaynaklanmaktadır.

7. Bitki ve Hayvan Eylemi:

Kayalar bitki ve hayvanlarla etkileşerek daha küçük parçalara ayrılabilir. Bir kaya çatlak geliştirdiğinde, küçük kaya parçacıkları ve toprak, yağmur ya da rüzgarla böyle bir çatlakta yıkanır. Bir tohum böyle bir çatlağa düşerse, filizlenebilir ve bir bitki haline gelebilir.

Böyle bir bitki köklerini su aramak için kayaların içine daha derine gönderebilir. Büyüyen kökçikler kalınlaştıkça, çatlağın kenarlarına doğru bastırırlar ve bir süre boyunca kayaları kırabilirler. Liken ve yosun gibi minik bitkilerin kökleri, büyüdükçe kayaları eriten bir asit üretir ve çürümek kayaların parçalanmasını hızlandırır.

Hayvanlar (insanlar hariç) ayrıca kayaların yıpranmasına da katkıda bulunur. Solucanlar yüzeye parçacıkları getirebilir. Bu parçacıklar atmosfere maruz bırakılır ve daha fazla parçalanmaya maruz kalır. Karıncalar, termitler, moller ve bu yuvalayan hayvanlar hava koşullarına neden olabilir. Yarattıkları yuvalar, altındaki kayanın yıpranmasına neden olmak için hava ve suyun nüfuz etmesine izin verir.

İnsanlar da fiziksel ayrışmaya katkıda bulunmuştur. Kaya ocağı, şerit madenciliği, kayaların kırıldığı insan faaliyetlerine örnektir. Ek olarak, bu tür faaliyetler diğer hava koşullarına büyük miktarlarda taze kayaya maruz kalmaktadır.

8. Basınç Boşaltma (Basınç Tahliye):

Büyük derinliklerde oluşan kayaçlar yüksek basınç altındadır. İçlerinde basınç nedeniyle serbest bırakılamayan çok yüksek basınç gerilmeleri gelişmiştir.

Yeryüzündeki belirli kuvvetler bu kayaları yüzeye çıkarır ve bu gibi durumlarda basınç yayılır ve stresi serbest bırakır. Bu süreçte kayalar zayıf oldukları yerde büyük çatlaklar veya eklemler geliştirir. Çok ağır buzullar eridiğinde ve basınç serbest bırakıldığında boşaltma da yapılabilir.

Not: Fiziksel ayrışma, kimyasal aktivitenin gerçekleşmesi için gereken geniş yüzey alanlarını gösterir.

Kayaların Kimyasal Ayrışması:

Kimyasal ayrışma, kimyasal bileşimlerini değiştirerek kayaların parçalandığı bir işlemdir. Kayaların çoğu, dünya yüzeyinde hakim olan ortamdan çok farklı bir ortamda oluşur. Atmosferde bulunan maddelerin çoğu, kayaların oluştuğu ortamda bulunmaz.

Bu nedenle, kayanın minerali atmosferin maddesine maruz kaldığında, özellikleri orijinal minerallerinkinden farklı olan yeni bileşiklerin oluşumu ile sonuçlanan kimyasal reaksiyonlar meydana gelir. Bu değişiklikler kayanın yapısını zayıflatır ve sonuç olarak kaya fiziksel olarak hava ile ayrılır.

Kimyasal reaksiyonların aşağıdaki genel özelliklerini farklı hava koşullarına maruz kalma ortamlarında not etmek faydalı olacaktır.

(i) Kimyasal reaksiyonlar, daha yüksek sıcaklıklarda daha hızlı ilerleme eğilimindedir.

(ii) Verimli reaksiyon için, reaktanlar hızlı ve kolay bir şekilde bir araya getirilmeli ve ürünler uzaklaştırılmalıdır. Doğada su genellikle reaktanları mineral yüzeylere verir ve reaksiyon ürünlerini temizler.

(iii) Reaksiyona giren taneler ne kadar küçük olursa, kimyasal reaksiyonlar o kadar hızlı tamamlanır. Yukarıdaki tüm faktörler kimyasal ayrışma sürecinde rol oynar. Yerel iklim reaksiyonun ortalama sıcaklığını ve reaksiyon için su kaynağını kontrol eder.

Mineral reaktanların tane büyüklüğü, büyük ölçüde kayaların mekanik olarak yıpranmasına (parçalanma) ve ayrıca taşıma sırasındaki aşınma ve kırılma sürecine bağlıdır. Ayrışma reaksiyonları için mevcut olan süre, erozyon oranına ve dolayısıyla yükselme veya çökme oranına bağlıdır.

Erozyon veya birikme hızlı bir şekilde gerçekleşirse, sedimanlar gömülüp ayrışma ortamından uzaklaştırılacağından, ayrışma reaksiyonları kesintiye uğrayacaktır; Erozyon veya birikme yavaş gerçekleşirse, o zaman hava reaksiyonları daha uzun süre devam edebilir.

Kimyasal ayrışma esas olarak oksijen, karbondioksit ve su ile sağlanır.

1. Yükseltgenme:

Oksidasyon, oksijenin diğer maddelerle kombinasyonu anlamına gelir. Bu önemli bir kimyasal ayrışma sürecidir. Manyetit, Pirit Amfibol gibi demir içeren minerallerin çoğu. Biyotitler, hematit (Fe203) ve Manyetit (Fe304) çok yaygın olduğu oksijenden kolayca etkilenir.

Oksidasyon sırasında suyun varlığı başka bir reaksiyonla sonuçlanabilir. Goethit adı verilen bir Demir, oksijen ve su bileşimi oluşabilir. Goethite sarımsı kahverengi renktedir. Goetit susuz kaldığında, hematit oluşur. Topraklarda hematit veya goetit bulunması kırmızımsı veya sarı kahverengi bir renk verir.

Demir oksidinin su varlığında oksidasyonu:

Goethitin Dehidrasyonu:

Yükseltgenme, aşağıdaki etki nedeniyle kayanın bozulmasına neden olur. Oksijen demirle birleşince, demir ve diğer elementler arasındaki kimyasal bağlar kopar ve böylece yapı zayıflar. Oksitlenmeye maruz kaldığında oksit ve oksidasyona maruz kaldığında bile yapılarda zayıflar.

2. Hidrasyon, Hidroliz, Çözelti:

Dünya yüzeyinde bulunan su kimyasal yıpranmanın önemli bir ajanıdır. Suyun başka bir maddeyle reaksiyonuna hidrasyon denir.

Ör: Alçı oluşturmak için anhidritin hidrasyonu

Su ayrıca hidrojen iyonlarına (H +) ve hidroksit iyonlarına (OH-) ayrılabilir. Bu iyonların mineral iyonlarını değiştirmesi durumunda reaksiyona hidroliz denir. Hidrolize uğrayan yaygın mineraller feldspat, amfibol ve biyotittir. Bu işlem şişmeye ve toza parçalanmaya neden olur.

Su, kaya maddesini çözebilir ve hava koşullarına neden olabilir. Bu süreç çözüm tarafından ayrışma denir. Halit (Kaya tuzu) ve alçıtaşı suda çözünen mineral örnekleridir. Su bazı mineralleri kayadan yavaşça çözdüğü için, etrafındaki kaya mineralleri daha fazla hava koşullarına maruz kalmaktadır.

Bazı durumlarda, kayanın parçalanmasına yol açan boş oyuklar nedeniyle kayanın yapısı zayıflayabilir. Solüsyonda çözünen mineraller yeni bileşikler oluşturmak için kimyasal olarak birbirleriyle reaksiyona girebilirler. Elde edilen bileşikler suda çözünmezlerse, çökelebilirler.

3. Karbonatlaşma:

Karbondioksitin başka bir madde ile kimyasal kombinasyonuna karbonasyon denir. Gaz halindeki karbondioksitin kayalara etkisi olmayabilir. Ancak, karbondioksit su ile temas ettiğinde, ortak kaya mineralleri üzerinde etkili olabilen karbonik asit oluşur. Sodyum, potasyum, magnezyum ve kalsiyum içeren mineraller karbonatlar oluşturmak için karbonik asitten etkilenir.

Mineral kalsit, karbonik asit tarafından neredeyse tahrip olmak üzere ciddi şekilde etkilenir. Kireçtaşı tamamen yer altı suyunda veya yağmur suyunda bulunan karbonik asit ile çözülür. Yeraltı suyu içeren karbonik asit, kalsitten oluşan yatak kayalarının arasından sızdığından, çok büyük deliklerin oluşumu nedeniyle muhteşem mağaralar oluşur.

4. Diğer Kimyasal Faktör:

Kayalara ve minerallere saldıran karbonik asidin yanı sıra başka asitler de var. Bu asitlerin bazıları organik maddenin çürümesi sırasında üretilir. Bazı asitler, belirli bitki ve hayvanların atık ürünleri şeklinde üretilir. Bu asitler yağmur suyunda çözülür ve ana kayaya ulaşan toprağın içinden sızar ve kimyasal olarak kayaya etki eder.

Likenler gibi bazı ilkel bitkiler kaya ıslandığında çıplak kayada büyüyebilir ve kaya kuruduğunda uykuda kalabilir, likenlerden salgılanma, mineral parçacıkları gevşeten mineral besinleri çözen kaya yüzeyini aşındırır. Gevşemiş mineral partiküller, toz ile birlikte kayanın yarıklarında birikir. Bazı tohumlar bu toprak parçacıklarına girebilir ve daha fazla fiziksel yıpranmaya yol açarak büyür.

İnsan faaliyetleri aynı zamanda kaya havalarına neden olabilecek asit kaynakları haline gelir. Evler, arabalar, otobüsler, kamyonlar vb. Atmosfere çok miktarda atık gaz ve diğer kirletici maddeler salıverir. Bunların birçoğu azot ve kükürt oksitleri gibi reaktif asitler oluşturmak için suyla kimyasal reaksiyona girer.

Bakteriler ayrıca kaya parçalanmasının ve ayrışmasının teşvik edilmesinde önemli bir etki yapabilir. Bazılarının kayalara kimyasal olarak etki edebilecek nitrik asit verdiği bilinmektedir. Mikroskobik bakteriler, atmosferik kurumlar tarafından üretilen her küçük çatlak içine nüfuz eder ve uzun süre boyunca yüzey kayalarının parçalanmasına neden olur, bunların etkinlik süresi yaz ayları ile sınırlıdır.

Granitler, şistler, kalkerler, kumtaşları, volkanik kayalar ve yüksek dağ zirveleri gibi daha düşük seviyelerde olduğu gibi oldukça farklı karakterdeki kayalarda fark edilmiştir. Ayrıca, belirli karınca çeşitlerinin sürekli olarak havaya yol açan yere karbonik asidi döküldüğü bildirilmektedir.

Saubas veya sauvas olarak bilinen diğer bazı karınca türleri, büyük miktarda kolonilerde yaşarlar, toprağa dökerler, burada bol miktarda yaprak taşıdıkları her yöne yayılan galerileri olan odaları kazarlar.

Endüstriyel kompleks bölgelerinde asitler endişe verici miktardadır. Bu bölgelerde yağışta bulunan su, kayda değer miktarda asit içerir ve yağmura genellikle asit yağmuru adı verilir. Asit yağmuru etkisiyle kayalar ayrışıp bozulabilir. Asit yağmuru insan yapımı yapıları parçalayabilir ve bitki ve hayvan yaşamına zarar verebilir.

Kimyasal Yıpranma Formları:

1. Çözüm Ayrışma:

Bu başka bir kimyasal ayrışma şeklidir. Bu, mineraller suda çözülürken oluşur (çözelti içinde). Bu, bazı kaya türlerinin yağmur suyunda kolayca çözüldüğü için olur. Solüsyona göre ayrışma tipik olarak oldukça pürüzsüz taraklı yüzeyler üretir. Örneğin, yumuşak kalsit ve alçıtaşı sık sık çözelti ayrışması kanıtı gösterir.

2. Spheroidal Ayrışma:

Sferik yıpranma, eklem kaya bloklarının kademeli olarak jantlarından içe doğru değiştirilmesini ifade eder. Kaya kırıklarının kenar bölgesi kısmen veya tamamen kil veya diğer ürünlere dönüştürülür.

Kayanın iç bölgeleri nispeten taze ve katı kalırken, dış kısımlar farklı genişlemelere maruz kalır ve bu bölgedeki malzeme konsantrik bağlantılar boyunca gevşetilir. Oluşan maçalar kayadan çakıllara kadar değişmektedir. Hava ile yuvarlanırlar. Bu tip ayrışma hem mekanik hem de kimyasal ayrışmaya maruz kalan kayadan kaynaklanmaktadır.

İlk olarak, kayalar gelişmekte olan eklemlere ayrılır. Kayanın ayrılan blokları, ayrı ayrı blokların kenarları ve yüzeylerinin aşınmaya uğraması nedeniyle kimyasal yıpranmaya maruz kalır. Sonuç olarak, ayrılan bloklar yuvarlatılmış kayalar olarak değiştirilir.

3. Diferansiyel Ayrışma:

Çoğu yol kesilmiş / kesilmiş mahsulün, farklı oranlarda ayrışan kaya katmanını gözlemleyerek, mahsulün düzensiz bir kaya yığını gibi görünmesini sağlar. Buna diferansiyel ayrışma denir.

Bu, bir üst tabakadaki katmanlar, örneğin birden fazla kaya türü içerdiğinde meydana gelir, bazı eski deniz ortamları, dış kumtaşı ve şeyl mahsulü oluşturarak ayrı kum ve silt katmanları biriktirebilir. Bu iki tür kaya hava durumu olduğunda, sonuç genellikle kumtaşlarının şeyllerden daha fazla hava koşullarına karşı dirençli olduğu farklı ayrışmalardır.