Wietrzenie skał
Twardy granit krystalizuje w głębokich warstwach litosfery, a procesy wewnętrzne mogą go wypiętrzyć w ogromne góry. Zewnętrzne siły kruszą bloki skalne, w wyniku czego powstają mniejsze kamienie, potem żwir i w końcu coraz drobniejszy piasek. Przyjrzyjmy się, jak natura zmienia potężne skały w pył.
jaka jest wewnętrzna budowa Ziemi;
jakie są najważniejsze minerały;
jakie są rodzaje skał i w jakich warunkach powstają;
jakie były ważniejsze wydarzenia w dziejach Ziemi.
definiować i opisywać procesy wietrzenia;
rozróżniać typy wietrzenia;
dostrzegać, jak niebezpieczne mogą być powierzchniowe ruchy masowe.
1. Co powoduje rozpad skał zwany wietrzeniem?
Proces rozpadu skał prowadzący do zmian ich własności chemicznych lub fizycznych nazywamy wietrzeniemwietrzeniem. Materiał skalny będący produktem tego procesu to zwietrzelina. Ze względu na czynniki powodujące proces wietrzenia oraz charakter zmian zachodzących w skałach wyróżniono trzy typy wietrzenia skał.
Wietrzenie fizyczne
Wietrzenie fizyczneWietrzenie fizyczne, zwane także mechanicznym, zachodzi wówczas, gdy skały rozpadają się na drobniejsze fragmenty pod wpływem:
powtarzających się zmian temperatury,
zmian objętości zamarzającej wody,
wzrostu objętości skał ilastych po nasączeniu ich wodą,
wzrostu kryształów w szczelinach.
W trakcie tego procesu nie zmienia się skład chemiczny skały. W Polsce rumowiska dużych bloków skalnych powstałych poprzez wietrzenie fizyczne nazywamy gołoborzamigołoborzami.
Film dostępny na portalu epodreczniki.pl
Animacja prezentująca przeobrażanie się rzeźby terenu i mechanizm powstania olbrzymich, kulistych głazów Devils Marbles
Wietrzenie chemiczne
Wietrzenie chemiczneWietrzenie chemiczne zachodzi, gdy skały ulegają zmianom składu chemicznego, mineralogicznego, zmianom spoistości albo stanu skupienia. Procesy takie występują pod wpływem:
rozpuszczania,
uwadniania,
utleniania,
innych reakcji chemicznych.
Zespół form powstających w wyniku działania nawet lekko zakwaszonej wody na skały rozpuszczalne (zwłaszcza węglanowe) określamy mianem krasukrasu. Jest to przykład wietrzenia chemicznego.
Proces krasowienia polega na rozpuszczaniu i wymywaniu skał węglanowych (wapieni, dolomitów, gipsu, kredy, soli kamiennej i innych) przez wody zawierające dwutlenek węgla, poszerzaniu szczelin i spękań w skale oraz wytrącaniu związków wapnia (głównie aragonitu i kalcytu) i osadzaniu ich na powierzchni skały w postaci nacieków.
Zasób interaktywny dostępny pod adresem https://zpe.gov.pl/a/D7hpoeA45
Wietrzenie biologiczne
Wietrzenie biologiczneWietrzenie biologiczne następuje w wyniku mechanicznego lub chemicznego oddziaływania na skały, ale za pośrednictwem organizmów. Przykłady mechanicznego rozdrabniania skał to:
wzrost korzeni roślin,
wzrost pędów roślin,
pęcznienie kiełkujących nasion,
kopanie nor przez zwierzęta.
Chemiczna odmiana wietrzenia biologicznego to rozkład skał na skutek działania:
kwasów i innych związków chemicznych wytwarzanych przez rośliny,
różnych związków chemicznych wytwarzanych przez grzyby,
związków chemicznych wytwarzanych przez zwierzęta,
substancji chemicznych powstających z rozkładu martwych szczątków organizmów.
Opisz typy wietrzenia, jakie zachodzą w okolicy twojego miejsca zamieszkania.
Na podstawie zamieszczonej poniżej ilustracji opisz najważniejsze formy krasu powierzchniowego i podziemnego.
Zasób interaktywny dostępny pod adresem https://zpe.gov.pl/a/D7hpoeA45
Słowo kras pochodzi od nazwy Wyżyny Kras w Słowenii, gdzie wykształciły się niemal wszystkie formy rzeźby krasowej w klasycznej postaci.
W tym samym miejscu mogą zachodzić równocześnie różne typy wietrzenia tej samej skały. W zależności od warunków zazwyczaj przeważa jeden z nich.
2. Co to są powierzchniowe ruchy masowe?
Powierzchniowe ruchy masoweruchy masowe mogą wystąpić w każdym miejscu, gdzie teren jest nachylony, czyli na większej części powierzchni lądów. Luźne masy skał oraz produkty wietrzenia mogą przemieszczać się w dół stoku pod wpływem siły ciężkości. Aby powstało przemieszczenie, muszą się pojawić czynniki naruszające wcześniejszą równowagę stoku. Mogą to być przyczyny naturalne, np. wstrząsy sejsmiczne, deszcz, śnieg, wietrzenie albo podcięcie stoku przez rzekę. Niektóre z ruchów wynikają także z działalności człowieka: z obciążania stoków rozmaitymi budowlami albo podcinania nachylonych form terenu przez budowane drogi, tory itp.
W stromych górach lub na niektórych wybrzeżach skały przemieszczają się w dół raptownie, chwilami nawet w powietrzu, bez kontaktu z podłożem (osypywanie, odpadanie, obrywosypywanie, odpadanie, obryw). Na mniej nachylonych stokach powierzchniowa warstwa zwietrzałych skał może zsuwać się bardzo powoli (spełzywaniespełzywanie) albo gwałtownie, gdy pojawiają się silne opady deszczu (spływ błotnyspływ błotny). Często występuje także zjawisko ruchu masowego nazywanego osuwiskiemosuwiskiem. Może do niego dojść, gdy duża masa zwietrzeliny lub skał osunie się nagle po powierzchni poślizgu. Osuwająca się warstwa ma grubość sięgającą kilku metrów, znaczną powierzchnię i masę milionów ton.
Budowa geologiczna Karpat szczególnie sprzyja powstawaniu ruchów masowych. Zabudowa, szlaki komunikacyjne, niszczenie szaty roślinnej i eksploatacja kamieniołomów osłabiają spoistość górskich zboczy. W takim terenie obfite opady i nasiąkanie nimi grubych warstw gruntu powodują gwałtowny wzrost liczby lawin błotnych i innych procesów stokowych, czym stwarzają poważne zagrożenie dla życia oraz działalności człowieka. Zdecydowana większość osuwisk w Polsce, aż 95%, występuje właśnie w Karpatach, ale pojawiają się one także w innych miejscach, np. na stromych, kilkudziesięciometrowych zboczach dolin Wisły, Bugu czy Narwi.
Wyjaśnij, w jaki sposób czynniki naturalne powodują ruchy masowe.
Ruchy masowe są uzależnione od budowy geologicznej, ukształtowania terenu i warunków klimatycznych. Ryzyko występowania ruchów masowych, głównie tych katastrofalnych, jak osuwiska, obrywy i lawiny błotne, jest barierą zagospodarowania terenu zwłaszcza pod zabudowę. Zamieszczony poniżej rysunek wykonany na podstawie fotografii pokazuje, że podobne głazy co pewien czas odpadają z wysokich stoków sąsiadującej góry.
Dosyć często w Karpatach (ale także w innych miejscach) można zobaczyć napis informujący, że zbliżamy się do osuwiska i wstęp na jakiś oznakowany obszar jest wzbroniony. Nie wolno lekceważyć takich ostrzeżeń. Nie wiadomo, czy ciężar ciała nawet jednego człowieka nie spowoduje gwałtownego ruchu skał.
Podsumowanie
Pod wpływem czynników zewnętrznych skały zmieniają swoje własności chemiczne i fizyczne.
W zależności od przeważających czynników wyróżniamy typy wietrzenia: fizyczne, chemiczne i biologiczne.
Siła ciężkości, nachylenie terenu, zjawiska naturalne i działania człowieka mogą powodować powierzchniowe ruchy masowe.
Wymień i scharakteryzuj trzy podstawowe typy wietrzenia.
Wykaż związek między warunkami klimatycznymi i typem skał a intensywnością procesów wietrzenia.
Zapoznaj się z następującymi hasłami ze słowniczka:
gołoborzagołoborza
kraskras
obrywobryw
odpadanieodpadanie
osuwiskoosuwisko
osypywanieosypywanie
ruchy masoweruchy masowe
spełzywanie gruntuspełzywanie gruntu
spływ błotnyspływ błotny
wietrzeniewietrzenie
wietrzenie biologicznewietrzenie biologiczne
wietrzenie chemicznewietrzenie chemiczne
wietrzenie fizycznewietrzenie fizyczne
Zajrzyj do zagadnień pokrewnych:
Budowa wnętrza ZiemiBudowa wnętrza Ziemi
Płytowa budowa litosfery. Ruchy górotwórczePłytowa budowa litosfery. Ruchy górotwórcze
Jak poznano dzieje Ziemi?Jak poznano dzieje Ziemi?
Jakie procesy wywołują zjawiska wulkaniczne i trzęsienia ziemi?Jakie procesy wywołują zjawiska wulkaniczne i trzęsienia ziemi?
Słowniczek
nieporośnięte roślinnością stoki gór pokryte rumoszem skalnym powstałym z rozpadu litych skał pod wpływem dużych skoków temperatury
ogół procesów i form związanych z niszczeniem skał rozpuszczalnych (najczęściej węglanowych, gipsów i soli) przez wodę oraz tworzeniem zjawisk i form powierzchniowych i podziemnych
zjawiska polegające na odłączaniu się od skały podłoża całych pakietów, pojedynczych głazów i drobnych ziaren i przemieszczanie się ich w dół bardzo stromych stoków
gwałtowne przemieszczenie się znacznych mas zwietrzeliny lub skał w dół stoku po powierzchni poślizgu pod wpływem siły ciężkości
przemieszczanie się mas skalnych lub zwietrzeliny pod wpływem siły ciężkości
proces powolnego grawitacyjnego przemieszczania się powierzchniowej warstwy zwietrzeliny wraz z glebą i niekiedy roślinnością
gwałtowny spływ pokrywy zwietrzelinowej silnie nasączonej wodą, np. po ulewach lub roztopach
proces rozluźniania, kruszenia i chemicznej przemiany składników litych skał w luźne osady lub przeprowadzenie ich do roztworu w wyniku rozpuszczania; w efekcie tych procesów pierwotna skała ulega degradacji – niszczeniu
proces wietrzenia powodowany przez organizmy
proces chemiczny doprowadzający do rozkładu skały; możliwe procesy to rozpuszczanie, utlenianie, uwęglanowienie, uwodnienie lub hydroliza
proces rozdrabniania skały na mniejsze okruchy bez zmian ich własności chemicznych, na skutek zmian temperatury i nasłonecznienia, wzrostu objętości zamarzającej wody, wzrostu kryształów i pęcznienia minerałów ilastych pod wpływem wilgoci
Zadania
Dokończ stwierdzenie. Za wietrzenie fizyczne odpowiedzialne są między innymi
- powtarzające się zmiany temperatury.
- powtarzające się zmiany zachmurzenia.
- zmiany w wegetacji roślin.
- utlenianie się osadów.
- związki chemiczne wytwarzane przez zwierzęta.
W zależności od czynników wywołujących proces wyróżniamy trzy typy wietrzenia. Wybierz je z niżej wymienionych.
- wietrzenie biologiczne
- wietrzenie wiatrowe
- wietrzenie geograficzne
- wietrzenie chemiczne
- wietrzenie fizyczne (mechaniczne)
- wietrzenie geologiczne
- wietrzenie skalne
- wietrzenie mineralne
- wietrzenie rozdrabniające
- wietrzenie całkowite
Oceń prawdziwość zamieszczonych poniżej stwierdzeń dotyczących przyczyn wietrzenia biologicznego.
| Prawda | Fałsz | |
| Odchody zwierząt mogą zmieniać skład chemiczny skał. | □ | □ |
| Drzewa mogą swoimi korzeniami kruszyć skały. | □ | □ |
| Kiełkujące nasiona pęcznieją i mogą kruszyć skały. | □ | □ |
| Zmiany temperatury skał są przyczyną wietrzenia biologicznego. | □ | □ |
| Wietrzenie biologiczne nie zachodzi latem. | □ | □ |
Uzupełnij z listy.
podcięcie, płaski, w dolinie, nachylony, zasypanie, klasyczne, górę, równowagę, symetrię, płaszcza ziemi, atmosferyczne, bok, poziomy, sejsmiczne, metamorfozy, na równinie, na stoku, wyrównanie, przeciwwagę, wietrzenia, dół
Ruchy masowe występują tam, gdzie teren jest ............................... Luźne masy skał oraz produkty .............................. mogą przemieszczać się w .............................. stoku pod wpływem siły ciężkości. Aby powstało osuwisko, konieczne jest pojawienie się czynników naruszających wcześniejszą .............................. stoku. Mogą to być przyczyny naturalne, np. wstrząsy .............................. deszcz, śnieg, wietrzenie albo .............................. stoku przez rzekę. Mogą one wynikać także z działalności człowieka, który stawia .............................. budowle.
Połącz w pary opisy warunków, w jakich zachodzą wybrane ruchy masowe, i ich nazwy.
osypywanie, spełzywanie, osuwisko, obryw
| gwałtowne oderwanie się dużych mas skalnych od stromych stoków | |
| gwałtowne przemieszczenie się małych ziaren skalnych na stromych stokach | |
| powolne przemieszczanie się cienkiej warstwy zwietrzeliny na średnio nachylonych stokach | |
| gwałtowne przemieszczenie się skał i zwietrzeliny po płaszczyźnie poślizgu |
Z jakiego materiału składa się i jak się przemieszcza spływ błotny?
- Ze zwietrzeliny i wody, które przemieszczają się gwałtownie.
- Z zawiesiny zawierającej mieszaninę cząstek osadów mineralnych i organicznych, która przemieszcza się powoli.
- Z lawy, która przemieszcza się gwałtownie.
- Ze zwietrzeliny, która przemieszcza się powoli.
- Z magmy i wody, które przemieszczają się gwałtownie.