AYRIŞMA: TÜRLERI VE SÜREÇLERI - COĞRAFYA - 2025

Ayrışma , mekanik parçalanma ve kimyasal ayrışma sonucu kayaların parçalanmasıdır. Birçoğu yer kabuğunun derinliklerinde yüksek sıcaklıklarda ve basınçlarda oluşur; yüzeyde daha düşük sıcaklıklara ve basınçlara maruz kaldıklarında ve hava, su ve organizmalarla karşılaştıklarında ayrışırlar ve kırılırlar.

Canlılar, kayaları ve mineralleri, çoğu ayrıntılı olarak bilinmeyen çeşitli biyofiziksel ve biyokimyasal süreçlerle etkiledikleri için, ayrışmada da etkili bir role sahiptir.

Devil's Marbles, hava şartlarında çatlamış bir kaya, Avustralya. Kaynak: https://es.m.wikipedia.org/wiki/Archivo:Cracked_boulder_DMCR.jpg

Ayrışmanın meydana geldiği temelde üç ana tür vardır; bu fiziksel, kimyasal veya biyolojik olabilir. Bu varyantların her biri, kayaları farklı şekillerde etkileyen belirli özelliklere sahiptir; hatta bazı durumlarda birkaç fenomenin bir kombinasyonu olabilir.

Fiziksel ayrışma veya

Mekanik süreçler kayaları giderek daha küçük parçalara indirgiyor ve bu da kimyasal saldırıya maruz kalan yüzey alanını artırıyor. Ana mekanik yaşlandırma süreçleri şunlardır:

- İndirmek.

- Donun hareketi.

- Isıtma ve soğutmanın neden olduğu termal stres.

- Genişleme.

- Sonradan kuruma ile ıslanma nedeniyle çekme.

- Tuz kristallerinin büyümesinin yarattığı baskılar.

Mekanik hava koşullarında önemli bir faktör, hasara karşı toleransı azaltan yorgunluk veya tekrarlanan stres oluşumudur. Yorgunluğun sonucu, kayanın, yorulmamış bir numuneye göre daha düşük bir gerilim seviyesinde kırılmasıdır.

İndir

Erozyon malzemeyi yüzeyden uzaklaştırdığında, alttaki kayalar üzerindeki sınırlayıcı basınç azalır. Düşük basınç, mineral tanelerinin daha fazla ayrılmasına ve boşluklar oluşturmasına izin verir; kaya genişler veya genişler ve kırılabilir.

Örneğin, granit veya diğer yoğun kaya madenlerinde, madencilik kesimlerinden kaynaklanan basınç tahliyesi şiddetli olabilir ve hatta patlamalara neden olabilir.

Yosemite Ulusal Parkı, ABD'deki Eksfoliasyon Kubbesi. Kaynak: Diliff, Wikimedia Commons'tan

Kırığı veya jelleşmeyi dondurun

Bir kayanın içindeki gözenekleri kaplayan su, donduğunda% 9 oranında genişler. Bu genişleme, kayanın fiziksel olarak parçalanmasına veya kırılmasına neden olabilecek iç basınç oluşturur.

Jelleşme, donma-çözülme döngülerinin sürekli olduğu soğuk ortamlarda önemli bir süreçtir.

Beton bir "cairn" in fiziksel ayrışması. Kaynak: LepoRello. , Wikimedia Commons'tan

Isıtma-soğutma döngüleri (termoklasti)

Kayaların ısıl iletkenliği düşüktür, bu da ısıyı yüzeylerinden uzaklaştırmada iyi olmadıkları anlamına gelir. Kayalar ısıtıldığında, dış yüzey sıcaklığı kayanın iç kısmına göre çok daha fazla artar. Bu nedenle dış kısım, iç kısımdan daha fazla genişlemeye uğrar.

Ek olarak, farklı kristallerden oluşan kayalar farklı ısınma gösterir: daha koyu renkli kristaller, daha açık kristallere göre daha hızlı ısınır ve daha yavaş soğur.

yorgunluk

Bu termal gerilimler kaya parçalanmasına ve büyük yonga, kabuk ve tabakaların oluşumuna neden olabilir. Tekrarlanan ısıtma ve soğutma, termoklasti olarak da adlandırılan termal ayrışmayı destekleyen yorgunluk adı verilen bir etki üretir.

Genel olarak yorgunluk, bir malzemenin hasara karşı toleransını azaltan çeşitli işlemlerin etkisi olarak tanımlanabilir.

Kaya ölçekleri

Termal stres pul pul dökülme veya kaplama aynı zamanda kaya pullarının oluşumunu da içerir. Aynı şekilde, orman yangınları ve nükleer patlamaların ürettiği yoğun ısı, kayaların parçalanmasına ve sonunda kırılmasına neden olabilir.

Örneğin Hindistan ve Mısır'da ocaklarda yangın uzun yıllar bir çıkarma aracı olarak kullanılmıştır. Bununla birlikte, çöllerde bile görülen günlük sıcaklık dalgalanmaları, yerel yangınların ulaştığı aşırılıkların çok altındadır.

Islatma ve kurutma

Çamur taşı ve şeyl gibi kil içeren malzemeler, ıslanma üzerine önemli ölçüde genişler ve bu da mikro-kusurların veya mikro çatlakların (mikro çatlakların) oluşumuna veya mevcut çatlakların genişlemesine neden olabilir.

Yorulma etkisine ek olarak, ıslanma ve kurutmayla ilişkili genişleme ve büzülme döngüleri de kaya hava koşullarına yol açar.

Tuz kristallerinin büyümesi veya haloklasti ile ayrışma

Kıyı ve kurak bölgelerde, suyun buharlaşmasıyla konsantre hale gelen tuzlu çözeltilerde tuz kristalleri büyüyebilir.

Kayaların boşluklarında veya gözeneklerinde tuzun kristalleşmesi, onları genişleten gerilmeler üretir ve bu, kayanın granüler parçalanmasına yol açar. Bu işlem, tuzlu hava koşullandırma veya haloklasti olarak bilinir.

Kayanın gözeneklerinde oluşan tuz kristalleri ısıtıldığında veya suya doyduğunda genişler ve yakındaki gözenek duvarlarına baskı uygularlar; bu, her ikisi de kayanın aşınmasına katkıda bulunan ısı stresi veya hidrasyon stresi (sırasıyla) üretir.

Kimyasal ayrışma

Bu tip ayrışma, çeşitli iklim koşullarında birçok farklı kaya türü üzerinde birlikte hareket eden çok çeşitli kimyasal reaksiyonları içerir.

Bu büyük çeşitlilik, altı ana kimyasal reaksiyon türüne ayrılabilir (tümü kayanın ayrışmasında rol oynar), yani:

- Çözülme.

- Hidrasyon.

- Oksidasyon ve indirgeme.

- Karbonatlaşma.

- Hidroliz.

çözünme

Mineral tuzlar suda çözülebilir. Bu süreç moleküllerin anyon ve katyonlarına ayrışmasını ve her iyonun hidrasyonunu içerir; yani iyonlar kendilerini su molekülleri ile çevreler.

Çözünme, gerçek kimyasal dönüşümleri içermese de genellikle kimyasal bir süreç olarak kabul edilir. Çözünme, diğer kimyasal ayrışma süreçleri için bir ilk adım olarak gerçekleştiğinden, bu kategoriye girer.

Çözünme kolaylıkla tersine çevrilebilir: çözelti aşırı doygun hale geldiğinde, çözünmüş materyalin bir kısmı katı olarak çökelir. Doymuş bir çözelti daha fazla katıyı çözme özelliğine sahip değildir.

Minerallerin çözünürlükleri farklılık gösterir ve suda en çok çözünenler arasında kaya tuzu veya halit (NaCl) ve potas tuzu (KCl) gibi alkali metal klorürler bulunur. Bu mineraller yalnızca çok kurak iklimlerde bulunur.

Alçı ( CaSO ₄ .2H ₂ O) da oldukça çözünürken, kuvars çok düşük bir çözünürlüğe sahiptir.

Birçok mineralin çözünürlüğü, sudaki serbest hidrojen iyonlarının (H ⁺ ) konsantrasyonuna bağlıdır . H ⁺ iyonları , sulu bir çözeltinin asitlik veya alkalinite derecesini gösteren pH değeri olarak ölçülür.

hidrasyon

Hidrasyonla ayrışma, mineraller yüzeylerinde su moleküllerini adsorbe ettiğinde veya kristal kafesleri dahilinde absorbe ettiğinde meydana gelen bir süreçtir. Bu ilave su, kayanın kırılmasına neden olabilecek hacimde bir artış yaratır.

Orta enlemlerin nemli iklimlerinde, toprağın renkleri önemli farklılıklar gösterir: kahverengiden sarımsıya kadar gözlemlenebilir. Bu renklenmeler, oksit renkli bir götite (demir oksihidroksit) dönüşen kırmızımsı demir oksit hematitin hidrasyonundan kaynaklanır.

Kil partiküllerinin su alması da bunun genişlemesine yol açan bir hidrasyon şeklidir. Ardından kil kurudukça kabuk çatlar.

Oksidasyon ve indirgeme

Oksidasyon, bir atom veya iyon elektron kaybettiğinde, pozitif yükünü artırdığında veya negatif yükünü azalttığında meydana gelir.

Mevcut oksidasyon reaksiyonlarından biri, oksijenin bir madde ile kombinasyonunu içerir. Suda çözünmüş oksijen, ortamdaki yaygın bir oksitleyici ajandır.

Oksidatif aşınma esas olarak demir içeren mineralleri etkiler, ancak manganez, kükürt ve titanyum gibi elementler de paslanabilir.

Sudaki çözünmüş oksijenin demir içeren minerallerle temas etmesiyle oluşan demirin reaksiyonu şu şekildedir:

4Fe ²⁺ + 3O ₂ → 2Fe ₂ O ₃ + 2e ^-

Bu ifadede e ^- elektronları temsil eder.

Demir demir (Fe ^{+ 2} en kayaç oluşturan mineraller bulunur) kendi ferrik formu (Fe dönüştürülebilir ³⁺ kristal kafesinin nötr bir yüke değiştirilmesiyle). Bu değişiklik bazen onun çökmesine neden olur ve minerali kimyasal saldırıya daha yatkın hale getirir.

Karbondioksit

Karbonatlaşma, karbonik asidin (H ₂ CO ₃ ) tuzları olan karbonatların oluşumudur . Karbondioksit doğal sularda çözünerek karbonik asit oluşturur:

CO ₂ + H ₂ O → H ₂ CO ₃

Daha sonra, bir hidre edilmiş hidrojen iyonu içine karbonik asit ayırdığını (H ₃ O ⁺ ) ve bir bikarbonat iyonu, aşağıdaki reaksiyon aşağıdaki gibidir:

H ₂ CO ₃ + H ₂ O → HCO ₃ ^- + H ₃ O ⁺

Karbonik asit, karbonat oluşturan minerallere saldırır. Kalkerli kayaçların (kalkerler ve dolomitler olan) ayrışmasına karbonatlaşma hakimdir; bunlarda ana mineral kalsit veya kalsiyum karbonattır (CaCO ₃ ).

Kalsit, karbonik asitle reaksiyona girerek asidik kalsiyum karbonat, Ca (HCO ₃ ) _{2 oluşturur ve} bu, kalsitin aksine suda kolayca çözünür. Bazı kireçtaşlarının çözünmeye bu kadar yatkın olmasının nedeni budur.

Karbondioksit, su ve kalsiyum karbonat arasındaki tersinir reaksiyonlar karmaşıktır. Esas itibarıyla süreç şu şekilde özetlenebilir:

CaCO ₃ + H ₂ O + CO ₂ ⇔Ca ₂ + + 2HCO ₃ ^-

Hidroliz

Genel olarak, hidroliz - suyun etkisiyle kimyasal parçalanma - kimyasal ayrışmanın ana sürecidir. Su, kayalardaki hassas birincil mineralleri parçalayabilir, çözebilir veya değiştirebilir.

Bu süreçte hidrojen katyonları (H ⁺ ) ve hidroksil anyonları (OH ^- ) olarak ayrışan su , kayalar ve topraklardaki silikat mineralleri ile doğrudan reaksiyona girer.

Hidrojen iyonu, silikat minerallerinin bir metal katyonu, genellikle potasyum (K ⁺ ), sodyum (Na ⁺ ), kalsiyum (Ca2 ⁺⁾ veya magnezyum (Mg2 ⁺ ) ile değiştirilir. Serbest bırakılan katyon daha sonra hidroksil anyon ile birleşir.

Örneğin KAlSi ₃ O ₈ kimyasal formülüne sahip olan ortoklaz adı verilen mineralin hidrolizi için reaksiyon aşağıdaki gibidir:

2KAlSi ₃ O ₈ + 2H ⁺ + 2OH ^- → 2HAlSi ₃ O ₈ + 2KOH

Böylece ortoklaz, alüminosilikik asit, HAlSi ₃ O ₈ ve potasyum hidroksite (KOH) dönüştürülür.

Bu tür bir reaksiyon, bazı karakteristik rölyeflerin oluşumunda temel bir rol oynar; örneğin, karst rölyefinin oluşumunda rol oynarlar.

Biyolojik ayrışma

Bazı canlı organizmalar kayalara mekanik, kimyasal veya mekanik ve kimyasal işlemlerin bir kombinasyonu ile saldırır.

Bitkiler

Bitki kökleri - özellikle düz kayalık yataklarda büyüyen ağaçların kökleri - biyomekanik etki uygulayabilir.

Bu biyomekanik etki, kök büyüdükçe ve çevresine uyguladığı basınç arttıkça ortaya çıkar. Bu, kök yatağı kayalarının kırılmasına neden olabilir.

Biyolojik meteorizasyon. Angkor, Kamboçya'daki bir tapınak harabesinde büyüyen tetrameles nudiflora. Kaynak: Diego Delso, delso.photo, CC-BY-SA Lisansı https://es.m.wikipedia.org/wiki/Archivo:Ta_Phrom,_Angkor,_Camboya,_2013-08-16,_DD_41.JPG üzerinden

Likenler

Likenler, iki simbiyottan oluşan organizmalardır: bir mantar (mikobiyon) ve genellikle siyanobakteriler (phycobiont) olan bir alg. Bu organizmaların, kaya ayrışmasını artıran koloniler olarak bildirilmiştir.

Örneğin, Stereocaulon vesuvianum'un, kolonize olmayan yüzeylere kıyasla ayrışma oranını 16 kata kadar artırmayı başaran lav akışlarına yerleştirildiği bulunmuştur. Bu oranlar, Hawaii gibi nemli yerlerde ikiye katlanabilir.

Likenlerin ölürken kaya yüzeylerinde koyu bir leke bıraktıkları da kaydedildi. Bu noktalar, kayayı çevreleyen ışık alanlarından daha fazla radyasyon emer, böylece termal ayrışma veya termoklastiyi teşvik eder.

Mytilus edul, kaya sıkıcı bir midyedir. Kaynak: Andreas Trepte, Wikimedia Commons

Deniz organizmaları

Bazı deniz organizmaları kayaların yüzeyini kazıyarak bunlarda delikler açarak alglerin büyümesini teşvik eder. Bu delici organizmalar, yumuşakçaları ve süngerleri içerir.

Bu tür organizmaların örnekleri mavi midye (Mytilus edulis) ve otçul gastropod Cittarium pica'dır.

Liken Stereocaulon vesuvianum, lav akıntılarına, Kanarya Adaları Fuerteventura ve İspanya Lanzarote'ye yerleştirilmiş bir kolonizördür. Kaynak: Lairich Rig, https://commons.wikimedia.org/wiki/File:A_lichen_-_Stereocaulon_vesuvianum_-_geograph.org.uk_-_1103503.jpg aracılığıyla

Şelasyon

Şelasyon, metal iyonlarının ve özellikle alüminyum, demir ve manganez iyonlarının kayalardan uzaklaştırılmasını içeren başka bir ayrışma mekanizmasıdır.

Bu, çözünür organik madde-metal kompleksleri oluşturmak için organik asitlerle (fulvik asit ve hümik asit gibi) bağlanarak ve kenetlenerek elde edilir.

Bu durumda şelatlama maddeleri bitkilerin ayrışma ürünlerinden ve köklerden salgılardan gelir. Şelasyon, toprakta veya kayada kimyasal aşınmayı ve metal transferini teşvik eder.

Referanslar

1. Pedro, G. (1979). Caractérisation générale des processus de l'altération hydrolitique. Science du Sol 2, 93–105.
2. Selby, MJ (1993). Hillslope Materials and Processes, 2. baskı. APW Hodder'ın katkısıyla. Oxford: Oxford University Press.
3. Stretch, R. & Viles, H. (2002). Lanzarote'de lav akıntıları üzerindeki likenler tarafından ayrışma doğası ve oranı. Jeomorfoloji, 47 (1), 87–94. doi: 10.1016 / s0169-555x (02) 00143-5.
4. Thomas, MF (1994). Tropiklerde Jeomorfoloji: Düşük Enlemlerde Ayrışma ve Denudasyon Çalışması. Chichester: John Wiley & Sons.
5. Beyaz, WD, Jefferson, GL ve Hama, JF (1966) Güneydoğu Venezuela'da kuvarsit karst. International Journal of Speleology 2, 309–14.
6. Yatsu, E. (1988). Ayrışmanın Doğası: Giriş. Tokyo: Sozosha.