风化作用
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第10章风化作用风化作用(weathering)是指地表岩石受到大气、水、植物和动物等自然界因素的作用而发生变化的过程。
风化作用主要包括物理风化和化学风化两种类型。
一、物理风化物理风化是指岩石在大气、水和温度变化等自然力作用下受到物理破碎、颗粒剥离、冻融破碎和压力释放等过程的影响,导致岩石发生破碎、溶解、脱落等现象。
常见的物理风化过程包括以下几种:1.热胀冷缩:岩石在昼夜温度变化和季节性温度变化过程中,由于体积膨胀、收缩不均,导致岩石内部产生应力,结果破裂、剥落,甚至形成巨石、壮石。
2.冻融作用:在寒冷地区或高山上,水分由于冻结而膨胀,使岩石发生爆裂、剥落的现象,称为冻融破碎。
特别在夜间,冷空气让山体内部岩石冷却,露在表面的充满水的岩石裂开,进而破碎成小颗粒。
3.膨胀作用:水分进入岩石的裂隙中,温度升高时水分蒸发,产生蒸汽并迅速膨胀。
膨胀的水蒸气使岩石裂开,导致颗粒的剥落和空隙的扩大。
4.生物破碎:动植物也参与到物理风化过程中。
植物的根系在长期生长过程中,通过生长和扩张的力量,能够将裂缝扩大,破坏岩石的结构。
动物如啮齿类动物通过啃食和咀嚼,促使岩石发生剥落。
二、化学风化化学风化是指岩石在大气和水中发生化学反应,导致岩石组成发生变化。
化学风化的主要作用是溶解、水解、氧化还原和水合等反应。
常见的化学风化过程包括以下几种:1.溶解:水中的酸性物质可以溶解岩石中的碳酸盐类物质,如石灰石。
长期的水侵蚀会使岩石表面产生溶洞和地下洞穴。
此外,酸雨的形成和人类活动的影响,也增加了溶解的速度。
2.氧化还原:许多岩石中含有可氧化的金属,如铁、铜等。
当金属离子遭受氧化和还原作用时,会导致岩石发生颜色变化、破裂等现象。
3.水合:岩石中的水合物质在与水接触后通过吸附和聚合反应水合成更为稳定的物质,导致岩石中孔隙扩大。
从时间角度来看,物理风化是一个相对较快的过程,通常在几十年到几百年内就能显著改变岩石的形态。
而化学风化是一个相对较慢的过程,需要几千年乃至几十万年的时间才能产生显著影响。
风化作用的概念风化作用被认为是地球表面上最重要的一种地貌变化过程。
它指的是地球表面的物质受到风的作用而产生的变化,这种变化会降低地表的形态特征和地球物质的化学性质。
这里的“风化”一词源自古希腊语,原意是“风力”。
风化作用是由地表和大气中温度、湿度、风压等因素引起的。
随着地表温度的变化,风压也会发生变化,进而引起地表物料的冻融变化,导致物料被风吹动或者被冻结,甚至被相互撞击。
这些过程会改变物料的形态和组成,从而改变地表的外观和土壤的性质。
温度变化是风化作用的重要因素,因为它影响了风的强度和方向。
高温导致大气中水分升高,从而加重了风的压力,使悬浮颗粒物更容易被吹走。
这时的风速会增强,从而改变地表的形态。
湿度也是风化作用的重要因素,它主要受降水影响,降水能够稀释地表粒子,使粒度减小,从而增加碎裂率,改变物料形态,有助于风的破碎作用。
风压对风化作用也有重要影响。
风压越大,风压强度越高,从而增加风的碎裂力,使物料更容易受到风力影响,发生变化。
此外,风压也可以影响物料的沉积和运移,杂质被破碎,被运移出去,使地表发生变化。
另外,沉积物的性质也会影响风化作用。
例如,富含底质的沉积物更容易被风力破碎,而粘土矿物更容易被风吹动,从而使土壤变化。
风化作用常发生在自然环境中,能够使物料粒度减小,也可以改变地貌。
例如,在陆地上,风会加速岩石的破碎和表面的消磨,从而改变地貌形态。
在海洋中,风可以促进沉积物的运动,导致沉积物的分布变化,从而改变海洋地貌。
风化作用是地球上最重要的表面变化过程之一,它的存在可以帮助我们理解自然环境中发生的一些现象,并使我们能够为地质遗迹的保护和利用提供相应的科学依据。
因此,研究和了解风化作用变得更加重要。