11) Выветривание, виды и продукты. Особенности выветривания в различных климатических зонах, влияние на почвообразование.

Выветривание (синоним -- гипергенез) -- это совокупность абиотических и биологических процессов разрушения и образования горных пород и слагающих их минералов под воздействием агентов атмосферы, биосферы, гидросферы в верхних слоях земной коры

Виды выветривания:

Физическое выветривание - разрушение минералов (растрескиванием, дроблением) под воздействием давления, возникающего за счет суточных и сезонных колебаний температуры(тепловое расширение и сжатие минералов, замерзание и оттаивание воды), механической деятельности ветра, потоков воды, корней растений. => увеличевается дисперсность и удельная поверхность пород, снижается их плотность.

Особенно это характерно для высоких полярных и субполярных широт, а также в горных районах, преимущественно выше снеговой границы.

Химическое выветривание - это совокупность различных химических процессов, в результате которых происходит дальнейшее разрушение горных пород и качественного изменения их химического состава с образованием новых минералов и соединений. Важнейшими факторами химического выветривания являются вода, углекислый газ и кислород.

Окисление хорошо развито, например, в железных рудах Курской магнитной аномалии, где минерал магнетит (FeFe2O4) превращается в химически более устойчивую форму - гематит (Fe2O3). Гидратация связана с присоединением воды к минералу. Таким образом, ангидрит (CaSo4) превращается в гипс (CaSo4.2H2O). При гидролизе, т.е. разложении сложного вещества под действием воды, полевые шпаты переходят в минералы группы каолинита. При растворении из горной породы удаляются некоторые химические компоненты. Такие породы, как каменная соль, гипс, ангидрит, растворяются в воде очень хорошо. Известняки, доломиты и мраморы растворяются несколько хуже. В воде всегда содержится углекислота, которая, вступая во взаимодействие с кальцитом, разлагает его на ионы кальция и гидрокарбоната (HCo3-).

Особенно благоприятные условия для такого выветривания создаются во влажном тропическом климате, в местах с обильной растительностью.

Вода — энергичный растворитель горных пород и минералов. Основная химическая реакция воды с минералами магматических пород — гидролиз, приводит к замене катионов щелочных и щелочноземельных элементов кристаллической решётки на ионы водорода диссооциированных молекул воды: KAlSi3O8+H2O→HAlSi3O8+KOH

Образующееся основание (KOH) создает в растворе щелочную среду, при которой происходит дальнейшее разрушение кристаллической решётки ортоклаза. При наличии CO2 KOH переходит в форму карбоната: 2KOH+CO2=K2CO3+H2O

Взаимодействие воды с минералами горных пород приводит также и к гидратации — присоединению частиц воды к частицам минералов. Например: 2Fe2O3+3H2O=2Fe2O·3H2O

В зоне химического выветривания также широко распространена реакция окисления, которой подвергаются многие минералы содержащие способные к окислению металлы. Ярким примером окислительных реакций при химическом выветривании является взаимодействие молекулярного кислорода с сульфидами в водной среде. Так, при окислении пирита наряду с сульфатами и гидратами окисей железа образуется серная кислота, участвующая в создании новых минералов.

2FeS2+7O2+H2O=2FeSO4+H2SO4;

12FeSO4+6H2O+3O2=4Fe2(SO4)3+4Fe(OH)3;

2Fe2(SO4)3+9H2O=2Fe2O3·3H2O+6H2SO4

Биологическое выветривание – процесс разрушения и изменения ГП и М под действием организмов и продуктов их жизнедеятельности. При биологическом выветривании механизмы процессов разрушения, изменения минералов и пород те же, что и при физическом и хим. выветривании. Но интенсивность процессов существенно увеличивается, поскольку увеличивается агрессивность среды. Корни растений и микроорганизмы выделяют во внешнюю среду углекислый газ (CO₂ ) и различн. Кислоты (щавелевую НООССООН, янтарную НООС-СН2-СН2-СООН, яблочную НООС-СН(ОН)-СН2-СООН и др.) Нитрофикаторы(группа автотрофных (см. автотрофы) микроорганизмов, способных получать энергию для жизнедеятельности за счет окисления неорганических соединений азота) образуют азотную кислоту, серобактерии – серную. => образуются агрессивные гумусовые кислоты – фульвокислоты которые разрушают минералы. Также многие виды бактерий, грибов, водоросли, лишайники могут усваивать элемен. питания непосредственно из первичных минералов, разрушая при этом их. – это называется механизмом первичного почвообразования.

Таким образом, процессы физического, химического, биогенного выветривания идут постоянно и повсеместно. Под их влиянием медленно, но неотвратимо разрушаются даже самые прочные горные породы, постепенно превращаясь в дресву, песок и глину, которые водными потоками переносятся на огромные расстояния и, в конце концов, вновь отлагаются в озёрах, океанах и морях.