- 物理的な風化または
- ダウンロード
- 凍結骨折またはゲル化
- 加熱冷却サイクル（熱可塑性）
- 倦怠感
- ロックスケール
- 湿潤と乾燥
- 塩の結晶または好塩質の成長による風化
- 化学風化
- 解散
- 水分補給
- 酸化と還元
- 炭酸化
- 加水分解
- 生物学的風化
- 植物
- 地衣類
- 海洋生物
- キレート
- 参考文献
風化は、機械的な崩壊および化学的分解による岩の内訳です。地球の地殻の奥深くの高温高圧で多くのものが形成されます。表面でより低い温度と圧力にさらされ、空気、水、生物に遭遇すると、分解して破壊します。
生物は、さまざまな生物物理学的および生化学的プロセスを通じて岩石や鉱物に影響を与えるため、風化にも影響を与えます。そのほとんどは詳細には不明です。
悪魔のビー玉、オーストラリアの天候割れた岩。出典：https://es.m.wikipedia.org/wiki/Archivo:Cracked_boulder_DMCR.jpg
風化が起こる主なタイプは基本的に3つあります。これは、物理的、化学的、または生物学的です。これらのバリアントにはそれぞれ、さまざまな方法で岩に影響を与える特定の特性があります。いくつかの場合でさえ、いくつかの現象の組み合わせがあるかもしれません。
物理的な風化または
機械的プロセスにより、岩石が次第に小さな破片になり、化学的攻撃にさらされる表面積が増加します。主な機械的風化プロセスは次のとおりです。
-ダウンロード。
-霜の作用。
-加熱と冷却によって引き起こされる熱応力。
-拡張。
-その後の乾燥による湿潤による収縮。
-塩の結晶の成長によって加えられる圧力。
機械的風化の重要な要素は、疲労または繰り返し発生する応力であり、損傷に対する耐性が低下します。疲労の結果、疲労していない試験片よりも低い応力レベルで岩が破壊されます。
ダウンロード
浸食により表面から物質が除去されると、下にある岩への拘束圧力が低下します。圧力が低いと、鉱物粒子がさらに分離してボイドを作成できます。岩が膨張したり膨張したりして破損することがあります。
たとえば、花崗岩やその他の高密度の岩山では、採掘跡からの圧力解放が激しく、爆発を引き起こすことさえあります。
アメリカ、ヨセミテ国立公園の剥落ドーム。ソース：ディリフ、ウィキメディア・コモンズより
凍結骨折またはゲル化
岩石の細孔を占める水は、凍結すると9％膨張します。この膨張により内圧が発生し、岩石の物理的な崩壊または破砕を引き起こす可能性があります。
ゲル化は、凍結融解サイクルが常に発生する寒冷環境では重要なプロセスです。
コンクリート「ケアン」の物理的な風化。出典：LepoRello。、ウィキメディア・コモンズから
加熱冷却サイクル（熱可塑性）
岩石は熱伝導率が低いため、表面から熱を伝導するのが得意ではありません。岩石が加熱されると、岩石の内部よりも外表面の温度が大幅に上昇します。このため、内部の部分よりも外部の部分の膨張が大きくなります。
さらに、さまざまな結晶で構成された岩石は、異なる加熱を示します。暗い色の結晶は、軽い結晶よりも速く加熱され、ゆっくり冷却されます。
倦怠感
これらの熱応力は、岩石の崩壊と巨大なフレーク、シェル、シートの形成を引き起こす可能性があります。繰り返し加熱と冷却を行うと、疲労と呼ばれる熱風化を促進する効果が生じます。
一般に、疲労は、材料の損傷に対する耐性を低下させるさまざまなプロセスの影響として定義できます。
ロックスケール
熱応力剥離またはシーティングには、岩片の生成も含まれます。同様に、山火事や核爆発によって発生する激しい熱により、岩石がバラバラになり、最終的に壊れることがあります。
たとえば、インドとエジプトでは、採石場の抽出ツールとして火が長年使用されていました。しかし、砂漠でさえ見られる毎日の気温の変動は、地元の火事が達する極端をはるかに下回っています。
湿潤と乾燥
泥を含む泥質岩や頁岩などの粘土を含む材料は、濡れるとかなり膨張し、微小欠陥や微小亀裂（微小亀裂）の形成や、既存の亀裂の拡大を引き起こす可能性があります。
疲労、膨張、収縮サイクルの影響に加えて-湿潤と乾燥に関連する-岩の風化につながります。
塩の結晶または好塩質の成長による風化
沿岸および乾燥地域では、塩の結晶は、水の蒸発によって濃縮される生理食塩水中で成長する可能性があります。
岩の隙間や細孔での塩の結晶化は、それらを広げる応力を生成し、これは岩の粒状の崩壊につながります。このプロセスは、塩水風化またはハロクラスティーとして知られています。
岩石の細孔内に形成された塩の結晶が加熱されるか、水で飽和すると、膨張して近くの細孔壁に圧力を加えます。これにより、熱ストレスまたは水和ストレスが（それぞれ）発生します。これらは両方とも、岩の風化に関与しています。
化学風化
このタイプの風化にはさまざまな化学反応が関与し、さまざまな気候条件にわたってさまざまな種類の岩石に作用します。
この多様性は、6つの主要なタイプの化学反応（すべて岩の分解に関与）に分類できます。
-解散。
-水分補給。
-酸化と還元。
-炭酸化。
-加水分解。
解散
ミネラル塩は水に溶かすことができます。このプロセスには、分子のアニオンとカチオンへの解離、および各イオンの水和が含まれます。つまり、イオンは水分子に囲まれています。
溶解は、実際の化学変換を含まないものの、一般的に化学プロセスと見なされます。溶解は、他の化学的風化プロセスの最初のステップとして発生するため、このカテゴリに分類されます。
溶解は簡単に逆転します。溶液が過飽和になると、溶解した物質の一部が固体として沈殿します。飽和溶液は、より多くの固体を溶解する能力はありません。
ミネラルは溶解度が異なり、水に最も溶けやすいのは、アルカリ金属の塩化物です。これらのミネラルは非常に乾燥した気候でのみ見られます。
石膏（CaSO 4 .2H 2 O）も非常に溶解しますが、石英は非常に溶解性が低くなります。
多くのミネラルの溶解度は、水中の遊離水素イオン（H +）の濃度に依存します。H +イオンは、水溶液の酸性度またはアルカリ性の程度を示すpH値として測定されます。
水分補給
水和風化は、鉱物が水分子を表面に吸着したり、結晶格子内の水分子を含めて吸収したりするときに発生するプロセスです。この追加の水は、岩石を砕く可能性がある体積の増加を引き起こします。
中緯度の湿度の高い気候では、土壌の色に顕著な変化があり、茶色がかった色から黄色がかった色まで観察できます。これらの着色は、赤みを帯びた酸化鉄ヘマタイトの水和によって引き起こされ、酸化物色のゲータイト（オキシ水酸化鉄）に変わります。
粘土粒子による水の吸収も、それを膨張させる水和の一形態です。その後、粘土が乾くと、地殻が割れます。
酸化と還元
酸化は、原子またはイオンが電子を失うと発生し、正電荷が増加するか負電荷が減少します。
既存の酸化反応の1つには、酸素と物質の組み合わせが含まれます。水中の溶存酸素は、環境で一般的な酸化剤です。
マンガン、硫黄、チタンなどの元素も錆びることがありますが、酸化摩耗は主に鉄含有ミネラルに影響します。
水中の溶存酸素が鉄含有ミネラルと接触すると起こる鉄の反応は次のとおりです。
4FE 2+ + 3O 2 →2Feの2 O 3 + 2E -
この式eで-電子を表しています。
ほとんどの造岩鉱物に含まれる第一鉄（Fe 2+）は、結晶格子の中性電荷を変化させることにより、その第二鉄形態（Fe 3+）に変換できます。この変化は時々それを崩壊させ、ミネラルをより化学的に攻撃しやすくします。
炭酸化
炭酸化は、炭酸塩（H 2 CO 3）である炭酸塩の形成です。二酸化炭素は天然水に溶解して炭酸を形成します：
CO 2 + H 2 O→H 2 CO 3
その後、炭酸は水和水素イオン（H 3 O +）と重炭酸イオンに解離し、次の反応が続きます。
H 2 CO 3 + H 2 O→HCO 3 - + H 3 O +
炭酸は炭酸塩を形成するミネラルを攻撃します。炭酸化は石灰岩（石灰岩とドロマイト）の風化を支配します。これらの主な鉱物は方解石または炭酸カルシウム（CaCO 3）です。
方解石は炭酸と反応して、酸性の炭酸カルシウムCa（HCO 3）2を形成します。これは、方解石とは異なり、水に容易に溶解します。これが、一部の石灰岩が非常に溶解しやすい理由です。
二酸化炭素、水、炭酸カルシウムの可逆反応は複雑です。基本的に、プロセスは次のように要約できます。
CaCO 3 + H 2 O + CO 2 ⇔Ca 2 + + 2HCO 3 -
加水分解
一般に、加水分解-水の作用による化学的分解-は化学的風化の主なプロセスです。水は、岩石の影響を受けやすい主要ミネラルを分解、溶解、または変更する可能性があります。
このプロセスでは、水は、水素カチオン（Hに解離+）及びヒドロキシルアニオン（OH - ）、岩や土壌にケイ酸塩鉱物と直接反応します。
水素イオンは、ケイ酸塩鉱物の金属カチオン、通常はカリウム（K +）、ナトリウム（Na +）、カルシウム（Ca 2 +）、またはマグネシウム（Mg 2 +）と交換されます。次に、放出されたカチオンはヒドロキシルアニオンと結合します。
たとえば、化学式KAlSi 3 O 8を持つオーソクレースと呼ばれる鉱物の加水分解反応は次のとおりです。
2KAlSi 3 O 8 + 2H + + 2OH - →2HAlSi 3 O 8 + 2KOH
したがって、オルソクレースはアルミノケイ酸、HAlSi 3 O 8、および水酸化カリウム（KOH）に変換されます。
このタイプの反応は、いくつかの特徴的なレリーフの形成に基本的な役割を果たします。たとえば、彼らはカルスト救済の形成に関与しています。
生物学的風化
一部の生物は岩石を機械的、化学的、または機械的および化学的プロセスの組み合わせによって攻撃します。
植物
植物の根-特に平らな岩盤で育つ木の根-は、生体力学的効果を発揮することができます。
この生体力学的効果は、根が成長するにつれて発生し、根が周囲の環境に及ぼす圧力が増加します。これは、根床の岩の破壊につながる可能性があります。
生物学的隕石化。カンボジアのアンコールにある寺院遺跡で育つTetrameles nudiflora。出典：Diego Delso、delso.photo、https：//es.m.wikipedia.org/wiki/Archivo：Ta_Phrom、_Angkor、_Camboya、_2013-08-16、_DD_41.JPGによるCC-BY-SAライセンス
地衣類
地衣類は、2つの共生生物で構成される生物です。真菌（マイコビオント）と、一般的にシアノバクテリア（フィコビオント）である藻です。これらの生物は、岩の風化を増加させる植民地として報告されています。
たとえば、Stereocaulon vesuvianumは溶岩流にインストールされており、非コロナ化された表面と比較して、風化速度を最大16倍まで高めることができます。これらの料金は、ハワイなどの湿度の高い場所では2倍になることがあります。
地衣類が死ぬと、それらは岩の表面に暗い染みを残すことにも注意されました。これらのスポットは、岩の周囲の明るい領域よりも多くの放射線を吸収するため、熱風化や熱粘土を促進します。
Mytilus edulisは、岩を掘るイガイです。出典：Andreas Trepte、Wikimedia Commons
海洋生物
特定の海洋生物が岩の表面を削り、岩に穴を開け、藻類の成長を促進します。これらの刺すような生物は、軟体動物とスポンジを含みます。
このタイプの生物の例は、ムラサキイガイ（Mytilus edulis）と草食性腹足類Cittarium picaです。
地衣類Stereocaulon vesuvianumは、スペインのカナリア諸島、フェルテベントゥラ島、ランサローテ島の溶岩流に設置される植民地です。出典：https://commons.wikimedia.org/wiki/File:A_lichen_-_Stereocaulon_vesuvianum_-_geograph.org.uk_-_1103503.jpgによるLairich Rig
キレート
キレート化は、金属イオン、特に、岩石からのアルミニウム、鉄、マンガンイオンの除去を伴う別の耐候メカニズムです。
これは、有機酸（フルボ酸やフミン酸など）によって結合および隔離され、可溶性有機物-金属錯体を形成することによって実現されます。
この場合、キレート剤は植物の分解生成物と根からの分泌物に由来します。キレート化は化学風化と土壌または岩石中の金属移動を促進します。
参考文献
- ペドロ、G（1979）。Caractérisationgénéraledes processus de l'altérationhydrolitique。Science du Sol 2、93〜105。
- セルビー、MJ（1993）。Hillslope Materials and Processes、第2版。APW Hodderの寄稿による。オックスフォード：オックスフォード大学出版局。
- Stretch、R.&Viles、H.（2002）。ランサローテ島の溶岩流における地衣類の風化の性質と速度。地形学、47（1）、87–94。土井：10.1016 / s0169-555x（02）00143-5。
- トーマス、MF（1994）。熱帯の地形学：低緯度における風化と剥奪の研究 チチェスター：ジョン・ワイリー&サンズ。
- ホワイト、WD、ジェファーソン、GL、およびハマ、JF（1966）ベネズエラ南東部の珪岩カルスト。International Journal of Speleology 2、309–14。
- 谷津恵美（1988）。風化の性質：はじめに。東京：そうぞうしゃ。