Изветряне и ерозия

Скалата непрекъснато се разлага, троши и отстранява. Както физическите, така и химичните процеси играят решаваща роля.

Планините далеч не са толкова твърди и стабилни, колкото изглеждат отдалеч. Скалата им непрекъснато се разлага, троши и премахва; руши се и се руши. Тези процеси са от основно значение за появата на планетата. Без тях планините, движени от тектонски промени, ще продължат да растат във височина. Плодородни почви, алувиални равнини или речни делти никога не биха могли да възникнат, тъй като им липсва материалът. Учените наричат разграждането на скалите на по-малки компоненти "изветряване" и последвалото транспортиране "ерозия". Физическите механизми играят важна роля в това.

Опарени от пясък и вятър

Изветрянето често се причинява от студ например. В планините дъждовната и стопената вода проникват в процепите. Ако водата замръзне, нейният обем се разширява и скалата се взривява. Истинската причина за това е силното разширяване на водата при замръзване: специфичният обем, т.е. съотношението на обема към масата, се увеличава с десета.

В по-високите планински райони ледниците също могат да причинят атмосферни влияния: Ако ледените потоци надраскат скалите им, те изтръгват малки и големи парчета. Тази форма на атмосферни влияния е особено ефективна, когато ледникът замръзне до земята. В Алпите ледниците обикновено се плъзгат по тънък слой течна вода от долната си страна, което намалява атмосферните влияния.

Колебанията на температурата допринасят за изветрянето не само във влажните райони, но и в сухите. Това се случва, когато температурата се колебае през деня до такава степен, че здравината на скалата вече не може да издържи на напреженията, причинени от топлинно разширение и свиване. Този тип изветряне е типичен за пустините. Освен това пясъкът, който се съдържа във вятъра, се търка в скалите там, което създава странни форми. Като цяло времето в сухите райони е доста слабо. Това обяснява отличното състояние на съхранение на древни руини, например в Либия или Йордания.

По-малко известни процеси на атмосферни влияния

Съществуват и редица по-малко известни процеси на изветряване. Едно от тях е причинено от кристали: В пукнатините на скалите могат да се образуват нови кристали от водни разтвори, например солени кристали на морския бряг. Кристалите растат постепенно и могат - подобно на замръзващата вода - да избухнат скалата. Получените кухини образуват характерен модел на пчелна пита. Интересното е, че скалата може дори да издържа без външно влияние. Това се случва, когато скалите, които са се образували под тежестта на покриващите слоеве, постепенно се освобождават от налягането. Релефът носи напрежение в скалата, което води до независимо разделяне.

Изветряне от морска сол

Гръмотевичната мълния също допринася за изветрянето, по непряк начин. Тъй като температурата на въздуха в мълниеносния тунел може да достигне до 30 000 градуса по Целзий. Ако мълнията удари близо до процеп, в който има вода, тя се изпарява внезапно и се разширява експлозивно. Скалата се спуква поради бързото разширяване на обема. Последните проучвания сочат, че мълниеносната дейност може да играе много по-голяма роля при изветрянето, отколкото се смяташе досега, особено в райони без замръзване. По време на атмосферните влияния физическите процеси често се предшестват от химични процеси: нестабилните минерали се атакуват химически и се преобразуват върху скалната повърхност, обикновено с участието на вода. Например железните скали могат да ръждясат и да се зачервят.

По-нататъшните химически процеси на атмосферни влияния водят до постепенен обмен на йони между водния разтвор на повърхността и веществата в скалата. Киселините разтварят скалите, съдържащи карбонат, освобождавайки въглероден диоксид. Някои растения и животни произвеждат киселини, които допринасят за този вид атмосферни влияния. Като цяло приносът на биосферата за изветрянето е област, която напоследък се изследва все повече.

В крайна сметка химическото изветряване променя физическите свойства на скалата на повърхността: възникват фини пори или пукнатини. Тогава физическите процеси на изветряне могат да атакуват по-лесно - следователно е по-вероятно части от скалата да бъдат отцепени. И обратно, физическото изветряване също насърчава химическите процеси чрез увеличаване на скалната повърхност. Така че това е взаимно подсилващо се взаимодействие. Като цяло физическото изветряване доминира в студените и сухи райони, докато химическото изветряване преобладава във влажни и топли райони.

Премахването

След като скалата е разбита на отделни части от атмосферни влияния, тя се отстранява: ерозия. По бреговете на морета и езера вълните на прибоя бавно изтеглят материала надолу. Потоците и реките постоянно преместват големи количества утайки от планините надолу по долината. По този начин те осигуряват създаването на алувиални равнини и делти на реки.

Ледниците са от значение не само по отношение на атмосферните влияния, но и по отношение на ерозията. След като са изстъргали скалата, те я транспортират - понякога над стотици километри. Скалите в Северна Германия, които идват от Скандинавия, са впечатляващо доказателство за това: Тези скали са преместени на юг през последните ледникови епохи.

Фосилна коралова ерозия

След като скалният материал е натрошен на пясъчни зърна, вятърът също участва в ерозията. Дюните на пустините и плажовете са доказателство за облаците прах, които се изхвърлят в Сахара и от време на време дори къпят небето над Германия в оранжева светлина. Тропическата гора в Южна Америка получава част от минералните си хранителни вещества от праха на Сахара, който се издухва през Атлантическия океан. Като източник на аерозоли, земните пустини също са важен климатичен фактор. Тъй като фините частици, плаващи във въздуха, засенчват слънцето.

Изветрянето и ерозията представляват интерес не само в геоложки времеви мащаби. Това се вижда особено ясно от примера на транспорта на утайките: чрез изграждането на речни диги и язовири хората се намесиха силно в ерозията за кратък период от време. Това значително промени бюджета на утайките. В няколко от земните делти земята е потънала поради липса на материал, на места с няколко метра. От друга страна, резервоарите се пълнят с утайки, което също създава проблеми. Защото тогава обемът на водоема намалява. За да се подобри управлението на водите в реките и по този начин балансът на утайките, са необходими обширни данни за атмосферните влияния и ерозията.

Учените изучават двата процеса по различни начини: в лаборатория, чрез полеви изследвания и с помощта на методи за дистанционно наблюдение. По-специално сателитите са от голяма помощ. Освен това се конструират химико-физични модели и се изчисляват отделните процеси с компютърни модели. По този начин изследователите се опитват да разберат стъпка по стъпка как действат атмосферните условия и ерозията - и как те са се променили в хода на историята на Земята.