Wietrzenie jest procesem, w wyniku którego zmianie ulega zwięzłość skał dokonująca się pod wpływem działania na nie czynników fizycznych. Nie powoduje ono zmiany rzeźby, ale je przygotowuje. Podczas wietrzenia nie powstają nowe formy terenu, nie następuje również transport głównego produktu – zwietrzeliny, co stanowi zasadniczą cechę odróżniającą wietrzenie od procesów rzeźbotwórczych. Powstająca w wyniku wietrzenia zwietrzelina może być natomiast transportowana przez wodę, wiatr, lodowce bądź też przemieszczać się pod wpływem grawitacji.

Wyróżnia się trzy rodzaje wietrzenia: fizyczne, chemiczne i biologiczne.

Przyczyny wietrzenia fizycznego:

• zmiany w intensywności promieniowania słonecznego (insolacja),

• naprzemienne zamarzanie i odmarzanie gruntu (kongelacja),

• zmiany wilgotności gruntu (hydracja i dehydracja),

• mechaniczna działalność organizmów roślinnych i zwierzęcych.

Wietrzenie fizyczne (mechaniczne)

Wietrzenie fizycznewietrzenie fizyczneWietrzenie fizyczne przebiega w różny sposób na obszarach odznaczających się różnymi warunkami klimatycznymi. Do czynników prowadzących do wietrzenia fizycznego zalicza się: stosunki termiczne i ich zmiany, wahania temperatury powietrza, zmianę wilgotności powietrza i podłoża, budowę podłoża skalnego (rodzaju skały), skład mineralny skały, uławicenia warstw skalnych, porowatości skały i jej uszczelinienia, warunki orograficzne i ekspozycję stoków, a także występowanie organizmów żywych.

Wietrzenie mrozowe

Rlup6oQ5JjWLD1

Fotografia przedstawia granitową skałę w Abisko w Szwecji. Skała jest pęknięta na dwie części. Pęknięcie jest dość grube i tworzy szeroką szparę; może być efektem wietrzenia termicznego lub mrozowego. Na skale leży czapka w we wzory z dwoma troczkami do wiązania.

Wietrzenie fizyczne obejmuje pięć form. Pierwszą z nich jest wietrzenie mrozowe, które zachodzi głównie na obszarach polarnych i wysokogórskich. Zachodzi ono także tam, gdzie występują naprzemiennie dodatnie i ujemne temperatury. Takie warunki umożliwiają zamarzanie i topnienie wody. Wietrzenie mrozowe polega na rozpadzie skały na skutek rozszerzania się objętości zamarzającej w szczelinach skalnych wody.  Woda wypełniająca pory i szczeliny zamarza i zwiększa swoją objętość o 9%. Procesowi podlegają skały porowate i uszczelinione. Wietrzenie mrozowe nazywane jest także dezintegracją mrozową, kongelacją lub gelifrakcją. Skały na skutek wietrzenia mrozowego rozpadają się blokowo lub ziarniście, co ma związek z ich budową. Rozpad skały na części, czyli bloki nosi nazwę makrogeliwacji, natomiast proces rozpadu skały na poszczególne ziarna minerałów to mikrogeliwacja. Wyróżnia się jeszcze rozpad okruchowy i rozpad pyłowy. Takie zjawisko nazywane jest dezintegracją blokową i uzależnione jest od budowy skały. Skały mogą się również rozpadać na mniejsze bloki, co ma związek z różnym tempem nagrzewania się ich zewnętrznej i wewnętrznej części.

R1L6VrEzowXLf

RsGeqRNhKJloX

RPKCNEmhO0Ogy

Wietrzenie termiczne

Temperatura może prowadzić do wietrzenia mechanicznego także na obszarach gorących. Na obszarach pustynnych o klimacie gorącym dochodzi do wietrzenia insolacyjnego, czyli termicznego. Istotna jest tu zmiana temperatury w ciągu doby, co prowadzi do rozszerzenia i kurczenia minerałów budujących skały. Ciemne minerały szybciej i silniej się nagrzewają (bardziej się rozszerzają). Jasne ziarna odbijają w większym stopniu promienie słoneczne, ogrzewając się wolniej i słabiej (rozszerzają się mniej). Na granicy ziaren tworzą się naprężenia, które przyczyniają się do rozkruszania skał. Wskutek tego skały tracą swoją spoistość i dochodzi do rozpadu ziarnistego. Inną formą wietrzenia insolacyjnego jest eksfoliacja, która oznacza oddzielenie się tylko powierzchniowej warstwy skały, która nagrzewa się znacznie szybciej niż wnętrze całego bloku skalnego.

RRknB6BDzvGvX

RbU839kOqUaYp

Wietrzenie solne

Obecność soli również może prowadzić do wietrzenia mechanicznego. Następuje ono wtedy, gdy w szczelinach skalnych znajdzie się roztwór soli i dojdzie do ich krystalizacji (krystalizacja przebiega również w innych skałach, np. kryształ górski). Rosnące kryształy doprowadzają do rozsadzenia skały. Roztwór soli może także oddziaływać na jej powierzchni. Powstają w ten sposób solne naloty zwane fluorescencjami. Proces takiego wietrzenia mechanicznego nazywany jest wietrzeniem solnym (eksudacja).

R15OtdaOlYMQv

Fotografia przedstawia naturalny łuk powstały w wyniku erozyjnej działalności wietrzenia. Skała znajduje się na pustyni, jest w kolorze jasnopomarańczowym. Ma postać skarpy. Jej dwie części połączone są cienkim łukiem skalnym. W środku tej formy terenu znajduje się otwór. W tle zdjęcia widoczne są wzgórza.

Wietrzenie ilaste

Czwartym rodzajem wietrzenia mechanicznego jest wietrzenie ilaste (deflokulacja). Najważniejszymi minerałami ilastymi są: illit, kaolinit i montmorillonitmontmorillonitmontmorillonit. Ich powstanie warunkuje nie tylko podłoże, ale i temperatura, wilgotność oraz pH. Ten rodzaj wietrzenia związany jest ze zmieniającą się wilgotnością podłoża zbudowanego z materiałów ilastych. Zmiana uwilgocenia skał ilastych powoduje poziome przesuwanie ziaren mineralnych, które o siebie trą i powodują jednocześnie zmniejszanie swojej średnicy. Skała ta może ulec rozpadowi na skutek hydracji i późniejszej dehydracji. Nasiąkanie podłoża zwiększa jego objętość, a następujące później wyparowanie wody prowadzi do skurczenia się skały i zmniejszenia objętości.

R5DOSUrpJir1q

Ostatnim rodzajem wietrzenia fizycznego jest mechaniczna działalność organizmów żywych, zarówno roślin, jak i zwierząt. Przykładem wietrzenia biologicznego będzie rozsadzanie podłoża skalnego przez rosnące w podłożu korzenie drzew.

Przebieg mechanicznej działalności organizmów żywych:

• obecność organizmów żywych, np.: korzenie roślin wnikają w szczeliny skał i poszerzają je (nie wytwarzają jednak żadnych substancji chemicznym w tym procesie); korzenie są w stanie rozsadzać nawet lite skały, np. korzeń o długości 1 m i grubości 10 cm może pokruszyć blok o ciężarze 40 ton;

• porosty bardzo ściśle przylegają do podłoża skalnego, powodują łuszczenie się skał i ich rozpad na drobne okruchy;

• zwierzęta ryją i kopią nory, mogą rozpulchniać, rozdrabniać i przenosić zwietrzały materiał, np. wysokość mrowiska wynosi 30‑150 cm.

Zależność wietrzenia fizycznego od klimatu

Wietrzenie w bardzo dużym stopniu uzależnione jest od warunków klimatycznych, głównie od temperatury powietrza i wilgotności. Wietrzenie fizyczne zachodzi najintensywniej w klimatach okołobiegunowych i umiarkowanych ze względu na oscylowanie temperatury poniżej i powyżej zera. Dochodzi wówczas do zamarzania i rozmarzania wody w szczelinach skalnych, co w efekcie prowadzi do wietrzenia mrozowego. W miejscach, gdzie występują duże dobowe wahania temperatury powietrza również wietrzenie fizyczne zachodzi szybciej. Dzieje się tak np. w klimatach zwrotnikowych, gdzie dominuje wietrzenie termiczne. Procesy wietrzenia są znikome w strefie okołorównikowej, gdzie temperatura jest w miarę stała.

Słownik