Svet zvetrávania a erózie fyziky
Hornina sa neustále rozkladá, drví a odstraňuje. Rozhodujúcu úlohu majú fyzikálne aj chemické procesy.
Hory nie sú zďaleka také tvrdé a stabilné, ako by vyzerali z diaľky. Ich hornina sa neustále rozkladá, drví a odstraňuje; drobí sa a drobí. Tieto procesy majú zásadný význam pre vzhľad planéty. Bez nich by hory - poháňané tektonickými posunmi - naďalej rástli do výšky. Úrodné pôdy, nivy alebo delty riek nikdy nemohli vzniknúť, pretože by im chýbal materiál. Vedci nazývajú rozpad horniny na menšie zložky „zvetrávanie“ a následný transport „erózia“. Dôležitú úlohu v tom zohrávajú fyzikálne mechanizmy.
Zvetraný pieskom a vetrom
Poveternostné podmienky sú často spôsobené napríklad chladom. V horách preniká dažďová voda a voda z taveniny štrbinami. Ak voda zamrzne, jej objem sa rozšíri a skala sa odstreľuje. Skutočným dôvodom je silná expanzia vody pri zamrznutí: Merný objem, t. J. Pomer objemu k hmotnosti, sa zvyšuje o desatinu.
Vo vyšších horských oblastiach môžu ľadovce spôsobovať aj zvetrávanie: Ak ľadové toky poškriabu ich podložie, vytrhnú malé aj veľké kusy. Táto forma zvetrávania je obzvlášť účinná, keď ľadovec zmrzne k zemi. V Alpách sa ľadovce zvyčajne kĺžu po tenkej vrstve tekutej vody na ich spodnej strane, čo znižuje poveternostné podmienky.
Kolísanie teploty prispieva k zvetrávaniu nielen vo vlhkých oblastiach, ale aj v suchých. Stáva sa to, keď teplota počas dňa kolíše do takej miery, že pevnosť skaly už nedokáže odolávať tlakom spôsobeným tepelnou rozťažnosťou a kontrakciou. Tento typ zvetrávania je typický pre púšte. Piesok obsiahnutý vo vetre sa navyše trie o tamojšie skaly, čo vytvára bizarné tvary. Všeobecne je počasie v suchých oblastiach dosť slabé. To vysvetľuje vynikajúci stav zachovania starodávnych ruín, napríklad v Líbyi alebo Jordánsku.
Menej známe procesy zvetrávania
Existuje aj množstvo menej známych procesov zvetrávania. Jeden z nich spôsobujú kryštály: V štrbinách štrbín môžu z vodných roztokov vznikať nové kryštály, napríklad kryštály solí na brehu mora. Kryštály rastú postupne a môžu - podobne ako v mrznúcej vode - horninu roztrhnúť. Výsledné dutiny vytvárajú charakteristický voštinový vzor. Je zaujímavé, že skala dokáže aj počasie bez vonkajšieho vplyvu. To sa stane, keď sa horniny, ktoré sa vytvorili pod ťarchou nadložných vrstiev, postupne uvoľňujú z tlaku. Reliéf vnáša do skaly napätie, ktoré vedie k samostatnému rozdeleniu.
Zvetrávanie z morskej soli
Búrkové blesky tiež nepriamo prispievajú k zvetrávaniu. Pretože teplota vzduchu v tuneli blesku môže dosiahnuť až 30 000 stupňov Celzia. Ak blesk udrie do blízkosti skalnej štrbiny, v ktorej je voda, náhle sa odparí a explozívne sa rozšíri. Skala praskne kvôli rýchlej expanzii objemu. Posledné štúdie naznačujú, že blesková aktivita môže hrať pri zvetrávaní oveľa väčšiu úlohu, ako sa doteraz myslelo, najmä v oblastiach bez mrazu. Počas zvetrávania často fyzikálnym procesom predchádzajú chemické procesy: nestabilné minerály sú chemicky napádané a prevádzané na povrchu hornín, zvyčajne za účasti vody. Napríklad železné kamene môžu hrdzavieť a sčervenať.
Ďalšie procesy chemického zvetrávania vedú k postupnej výmene iónov medzi vodným roztokom na povrchu a látkami v hornine. Kyseliny rozpúšťajú horniny obsahujúce uhličitan a uvoľňujú oxid uhličitý. Niektoré rastliny a zvieratá produkujú kyseliny, ktoré prispievajú k tomuto typu zvetrávania. Všeobecne platí, že príspevok biosféry k poveternostným vplyvom je oblasťou, ktorá je v poslednej dobe čoraz viac predmetom výskumu.
Chemické zvetrávanie nakoniec zmení fyzikálne vlastnosti horniny na povrchu: vznikajú jemné póry alebo praskliny. Fyzikálne procesy zvetrávania potom môžu ľahšie zaútočiť - je preto pravdepodobnejšie, že sa časti skaly odštiepia. Naopak, fyzikálne zvetrávanie podporuje aj chemické procesy zväčšovaním povrchu horniny. Ide teda o vzájomne sa posilňujúcu interakciu. Všeobecne prevláda fyzické zvetrávanie v chladných a suchých oblastiach, zatiaľ čo chemické zvetrávanie prevláda vo vlhkých a teplých oblastiach.
Odstránenie
Keď sa skala zvetraním rozloží na jednotlivé časti, odstráni sa: erózia. Na pobreží morí a jazier vlny príboja pomaly sťahujú materiál smerom dole. Potoky a rieky neustále presúvajú veľké množstvo sedimentov z hôr do údolia. Týmto spôsobom zabezpečujú vytváranie aluviálnych nív a delt riek.
Ľadovce sú relevantné nielen z hľadiska poveternostných vplyvov, ale aj z hľadiska erózie. Po oškrabaní skaly ju prepravia - niekedy aj stovky kilometrov. Balvany v severnom Nemecku, ktoré pochádzajú zo Škandinávie, sú toho pôsobivým dôkazom: Tieto balvany boli počas posledných ľadových dôb premiestnené na juh.
Fosílna koralová erózia
Po rozdrvení horninového materiálu na zrnká piesku sa na erózii podieľa aj vietor. Duny v púšti a pláže sú dôkazom oblakov prachu, ktoré sa vyhadzujú na Saharu a niekedy dokonca oranžovo kúpu oblohu nad Nemeckom. Tropický dažďový prales v Južnej Amerike získava časť svojich minerálnych živín z prachu Sahary, ktorý sa vháňa cez Atlantik. Ako zdroj aerosólov sú zemské púšte tiež dôležitým klimatickým faktorom. Pretože jemné častice plávajúce vo vzduchu tienia slnko.
Počasie a erózia nie sú zaujímavé iba na geologických časových mierkach. Ukazuje to obzvlášť zreteľne príklad transportu sedimentov: stavbou hrádzí a priehrad hrádze ľudia v krátkom čase výrazne zasahovali do erózie. To výrazne zmenilo rozpočet sedimentov. Vo viacerých deltách Zeme sa zem kvôli nedostatku materiálu potopila, miestami o niekoľko metrov. Na druhej strane sa nádrže plnia sedimentmi, čo tiež spôsobuje problémy. Pretože potom sa objem vodnej nádrže zmenšuje. Na zlepšenie vodného hospodárstva riek a tým aj rovnováhy sedimentov sú potrebné rozsiahle údaje o zvetrávaní a erózii.
Vedci študujú tieto dva procesy rôznymi spôsobmi: v laboratóriu, prostredníctvom terénnych štúdií a pomocou metód diaľkového prieskumu Zeme. Veľkou pomocou sú najmä satelity. Jeden navyše zostavuje chemicko-fyzikálne modely a jednotlivé procesy počíta s počítačovými modelmi. Týmto spôsobom sa vedci snažia krok za krokom pochopiť, ako fungujú zvetrávanie a erózia - a ako sa zmenili v priebehu histórie Zeme.