Выветривание горных пород, продукты выветривания и их свойства.

Выветривание – это совокупность сложных процессов качественного и количественного преобразования горных пород и слагающих их минералов, приводящих к образованию продуктов выветривания. Выветривание происходит за счёт действия на литосферу гидросферы, атмосферы и биосферы. Если горные породы длительное время находятся на поверхности, то в результате их преобразований образуется кора выветривания. Процессы выветривания относят к экзогенным процессам – процессам разрушения, переноса и отложения горных пород и минералов, происходящие на поверхности Земли под влиянием сил денудации – тепла, воздуха, ветра, воды и льда, силы тяжести. Различают три вида выветривания: физическое (лёд, вода и ветер), химическое и биологическое.

Физическое выветривание - это процесс механического раздробления горных пород без изменения химического состава образующих их минералов.
Физическое выветривание активно протекает при больших колебаниях суточных и сезонных температур, например в жарких пустынях, где поверхность почвы иногда нагревается до 60 - 70°С, а ночью охлаждается почти до 0°С. Процесс разрушения усиливается при конденсации и замерзании воды в трещинах горных пород, поскольку, замерзая, вода расширяется на своего объема и с огромной силой давит на стенки. В сухом климате аналогичную роль играют соли, кристаллизующиеся в трещинах горных пород. Так, соль кальция CaSO₄, превращаясь в гипс (CaSO₄ - 2H₂O), увеличивается в объеме на 33%.

Химическое выветривание - это процесс химического изменения горных пород и минералов и образования новых, более простых соединений в результате реакций растворения, гидролиза, гидратации и окисления.

Биологическое выветривание - это процесс химического разрушения и химического изменения горных пород и минералов под влиянием организмов и продуктов их жизнедеятельности. При биологическом выветривании организмы извлекают из породы необходимые для построения своего тела минеральные вещества и аккумулируют их в поверхностном горизонте породы, создавая условия для формирования почвы. Корни растений и микроорганизмы выделяют во внешнюю среду углекислый газ и различные кислоты (щавелевую, яблочную, янтарную, плавиковую, азотную, серную и др.), которые разрушают минералы и усиливают процесс выветривания.

Органическое выветривание

Разрушение горных пород организмами осуществляется физическим или химическим путём. Простейшие растения - лишайники - способны селиться на любой горной породе и извлекать из неё питательные вещества с помощью выделяемых им органических кислот; это подтверждается опытами посадки лишайников на гладкое стекло. Через некоторое время на стекле появлялось помутнение, свидетельствующее о частичном его растворении. Простейшие растения подготавливают почву для жизни на поверхности горных пород более высокоорганизованных растений.Древесная растительность иногда появляется и на поверхности горных пород, не имеющей рыхлого почвенного покрова.. Значительную роль в разрушении земной коры в её верхней части играют земляные черви, муравьи и термиты, проделывающие многочисленные подземные ходы, способствуя проникновению вглубь почвы воздуха, содержащего влагу и СО₂ - мощные факторы химического выветривания.

Почвообразование. Это сложный процесс преобразования горной породы в почву под влиянием органических веществ из отмирающих наземных растений, образующихся при участии микроорганизмов (бактерии, грибы). Почва почти сплошным покровом облекает сушу. Растительные вещества привносят в почву такие элементы, как С, Н2, О2. Наиболее распространена в растительной массе клетчатка (С6Н6О5), а также азотистые соединения, содержащие азот, серу, фосфор, железо, жиры, белки, органические кислоты, спирты. Преобразование органических веществ в почве происходит в зависимости от доступа к нему кислорода в форме тления (свободный доступ О2 и полное сгорание органического вещества). гниения (без доступа О2) и перегнивания (промежуточный тип разложения логанического вещества при недостаточном доступе О2). Перегнивание ведёт к образованию перегноя или гумуса (лат. " гумус" - земля). Гумус - сложное вещество, представляющее собой смесь органических соединений, среди которых преобладают гуминовые кислоты.

Гумус образуется при участии микроорганизмов и состав его несколько различен в зависимости от климатических условий. Зависимость эта заключается в следующем. Гуминовые кислоты являются химически активными веществами, играющими главную роль в процессе химического выветривания минералов почвы. При этом образуются их соединения с отщепляемыми от минералов щелочными и щелочноземельными металлами, железом и др., так называемые гуматы. В виде коллоидных растворов они вместе с обычными продуктами выветривания выщелачиваются из верхней части почвы просачивающейся через неё дождевой и снеговой водой и часть их вновь осаждается в нижних горизонтах почвы. В связи с этим почву можно разделить на 2 горизонта: верхний - элювиальный, или горизонт вымывания (А) и нижний - иллювиальный, или горизонт вмывания (В).