Понятие о выветривании горных пород. Типы выветривания.

Процесс механического разрушения и химического изменения горных пород и их минералов называется выветриванием. Горизонты горных пород, где протекают эти процессы, называются корой выветривания. Мощность коры современного выветривания колеблется от нескольких сантиметров до 2-10 м.

В процессе выветривания различают по протекающему действию тех или других факторов три формы – физическое, химическое и биологическое. Физическое выветривание – это механическое раздробление горных пород и минералов без изменения их химического состава.

Выветривание начинается с поверхности, здесь возникают большие градиенты суточных и сезонных температур (образуются трещины). Физическое выветривание ускоряется при наличии воды, которая проникает в трещины горных пород, создает капиллярное давление большой силы, особенно при замерзании. В результате физического выветривания горная порода уже способна пропускать воздух и воду и задерживать некоторое их количество. Это выветривание, раздробляя и разрыхляя массивные породы, значительно увеличивает общую поверхность, что создает благоприятные условия для проявления химического выветривания.

Химическое выветривание – это процесс химического изменения и разрушения горных пород и минералов с образованием новых минералов и соединений. Важнейшими факторами этого процесса являются вода, углекислый газ и кислород. Вода – энергичный растворитель горных пород и минералов. Разложение минералов водой усиливается с повышением температуры и насыщением ее углекислым газом; он придает воде кислую реакцию, что увеличивает разрушающее действие на минералы. На ход химического разложения влияет и температура. Повышение ее на каждые 10⁰С ускоряет течение химических реакций в 2,0-2,5 раза. Поэтому в экваториальных областях химическое выветривание идет активнее, чем в полярных.

В процессе химического выветривания происходят реакции гидролиза, гидратации, окисления. В результате этих процессов изменяются физическое со-стояние и разрушается кристаллическая решетка минералов. Порода обогащается новыми (вторичными) минералами и приобретает связность, влагоемкость, поглотительную способность и др. свойства.

Биологическое выветривание – это механическое и химическое изменение горных пород и минералов под действием организмов и продуктов их

жизнедеятельности. В разрушении горных пород в поверхностном слое земли

активно участвуют живые организмы; нет чисто абиотических (неживых) механических и химических процессов выветривания. При биологическом выветривании организмы извлекают из породы необходимые для построения своего те-ла минеральные вещества и аккумулируют их в поверхностных горизонтах породы, создавая условия для формирования почв. С поселением организмов на горной породе ее выветривание значительно усиливается. Корни растений и

микроорганизмы выделяют во внешнюю среду углекислый газ и различные органические кислоты, которые оказывают разрушающее действие на минералы.

Нитрификаторы образуют азотную кислоту, серобактерии и тионовые бактерии – серную. Эти кислоты растворяют многие минеральные соединения и усиливают процесс выветривания. Животные, как и растения, механически разрыхляют горные породы и своими выделениями способствуют их изменению. Таким образом, почвы образуются из горных пород. Но горные породы в отличие от почв бесплодны или характеризуются лишь зачатками плодородия. Между тем важным свойством почвы является ее плодородие, то есть способность удовлетворять произрастающие на ней растения элементами питания, во-дой и другими факторами жизни. Следовательно, для образования почвы преж-де всего необходимо, чтобы в горной породе накопились элементы плодородия.Горная порода превращается в почву в результате двух совместно протекающих процессов – выветривания и почвообразования. В процессе выветривания горных пород и минералов, их слагающих, элементы питания растений переходят в растворимое состояние и становится для них доступными. Однако питательные вещества не только усваиваются растениями, но и вовлекаются в большой геологический круговорот веществ. Под действием воды горные породы постепенно обедняются элементами зольного питания растений.

В результате выветривания массивная горная порода из плотной, монолитной массы превращается в рыхлую породу, обладающую свойствами водопроницаемости и влагоемкости, но запас воды в ней не может быть большим. Устойчивое снабжение растений водой обеспечивается только почвой, богатой гумусом, имеющей прочную структуру и рыхлое сложение.