Wietrzenie skał jako proces przygotowawczy.

Każdy proces rzeźbotwórczy, inaczej mofrogenetyczny lub geomorfologiczny, jest przede wszystkim procesem dynamiki (przemieszczania) materii budującej litosferę.

Procesy endogeniczne są zdolne do przemieszczania olbrzymich bloków skorupy ziemskiej, ponieważ dysponują olbrzymią energią znajdującą się pod powierzchnią ziemi.

Procesy egzogeniczne mogą przemieszczać tylko drobne fragmenty skalne. Dzieje się tak dlatego, że źródła energii dla tych procesów (Słońce) znajdują się bardzo daleko.

Początkowym etapem każdego procesu morfogenetycznego zewnętrznego jest przygotowanie skał do dezintegracji, rozdrobnienia.

Wszystkie procesy które powodują ten rozpad, nazywane są wietrzeniem skał. Wietrzenie to kompleks, zespół procesów fizyko-chemicznych oraz biochemicznych, które zachodzą na powierzchni Ziemi lub w jej pobliżu w warunkach kontaktu skał z atmosferą, wodą i organizmami żywymi. Te procesy fizyczno-chemiczne i biochemiczne prowadzą do niszczenia minerałów i skał. W trakcie wietrzenia dochodzi do wyswobadzania się ze skał cząstek stałych (koloidów) oraz roztworów. Te elementy przechodzą do strefy tworzenia się nowych osadów. Wewnątrz skorupy ziemskiej wszystkie skały znajdują się w warunkach bardzo wysokiego ciśnienia i bardzo wysokich temperatur.

Wietrzenie skał– reakcja na nowe warunki skał w jakich się znalazły, proces przystosowywania się do warunków fizycznych i chemicznych panujących na Ziemi. W zależności od czynników wpływających na stan skał na powierzchni Ziemi.

Procesy wietrzenia można podzielić na dwa typy:

    wietrzenie fizyczne (mechaniczne),

    wietrzenie chemiczne.

Czasem jest wydzielany trzeci typ wietrzenia – wietrzenie organiczne (biologiczne). W tym wypadku chodzi o niszczące oddziaływanie na skały organizmów roślinnych i zwierzęcych. Ten typ i tak można sprowadzić do powyższych typów.

Wietrzenie fizyczne (mechaniczne) – to dezintegracja (rozkład) skał nie wywołujący żadnych chemicznych zmian. Możemy wyróżnić cztery główne czynniki wietrzenia fizycznego:

    rozszerzanie mechaniczne (dylatacja),

    rozszerzanie termiczne,

    rozszerzanie się kryształów,

    oddziaływanie organizmów żywych.

Rozszerzanie mechaniczne – średnia gęstość skał to 2,7 g/cm3. Ciśnienie wywierane na głęboko zalegające skały jest bardzo duże. Rozszerzanie to powoduje pękanie. Przy powierzchni terenu odciążone kały są bardzo popękane przeważają spękania poziome.

Im bardziej w głąb tym mniej spękań. Główne składniki wietrzenia mechanicznego to wilgoć i temperatura.

Rozszerzanie termiczne – wietrzenie insolacyjne. To naprzemian następujące po sobie nagrzewanie powierzchni skały i jej ochładzanie. Nagrzewanie skały powoduje jej rozszerzanie. Natomiast jeżeli ją ochłodzimy skała zaczyna się kurczyć. Przez długi czas zachodzenie tych czynników prowadzi to na granicy (kurczenia i pęcznienia) do pęknięć.

Najważniejszym czynnikiem wietrzenia insolacyjnego jest dobowe wahanie temperatury. Intensywność insolacji i efekty jej zależą od budowy i barwy skały.

Rozrastanie się kryształów w skałach prowadzi do wielkich napięć, z powodu których ta skała ulega zniszczeniu:

a. rozrastanie się kryształów wskutek zamarzania wody (lód),

b. kryształy powstające wskutek wytrącania się związków chemicznych z roztworem.

Ad. a)

Woda zanurzająca w szczelinach zwiększa swoją objętość do -4°C dzięki temu roztworowi skały zaczynają pękać. Tworzy się zamróz. Intensywność wietrzenia mrozowego nie zależy od amplitud temperatur. Ogromną rolę odgrywa częstość przechodzenia temperatury przez 0°C.

Ad. b)

Wietrzenie solne (eksudacja) związane z rozrastaniem się kryształków soli.

Oddziaływanie na skały organizmów żywych. Większą rolę w niszczeniu skał odgrywają rośliny a zwłaszcza korzenie. Ściany komórek korzeni są twardsze od wielu metali. Dlatego w czasie swojego wzrostu korzenie bardzo łatwo przenikają do skał. Organizmy zwierzęce odgrywają mniejsza rolę.

Wietrzenie chemiczne.

Rozkład – niszczenie skały powiązane ze zmianą jej składu chemicznego. Wietrzenie chemiczne jest rezultatem współdziałania skał litosfery z chemicznie aktywnymi elementami hydrosfery, atmosfery i biosfery. Największą aktywnością chemiczną cechują się CO2, kwas węglowy, woda, kwasy organiczne wydzielane przez rośliny i zwierzęta.

Wskutek reagowania z tymi czynnikami powstają nowe minerały i nowe skały, które różnią się swymi składem od pierwotnych.

Procesy wietrzenia chemicznego zachodzą w wyniku:

  rozpuszczania,  hydratacji,  hydrolizy,  utleniania,  karbonatyzacji.

Przechodzenie związków minerałów skał w roztwory (sól, wapień) – rozpuszczanie.

Hydratacja (uwodnienie) – polega na włączaniu wody w skład cząsteczkowy minerałów.

Hydroliza– rozkład minerałów na części kwaśną i zasadową zawierającą dwutlenek węgla.

Utlenianie (oksydacja) – łączenie pewnych składników mineralnych z wolnym tlenem z powietrza.

Karbonatyzacja (uwęglanowienie) – proces ten polega na rozpuszczaniu i wypieraniu węglanu wapnia lub węglanu żelaza przez wodę zawierającą CO2 (procesy kwasowe).

Wietrzenie chemiczne zachodzi wszędzie. Szczególnie intensywnie przebiega na obszarach o klimacie wilgotnym z dobrze rozwiniętą roślinnością. Na obszarach polarnych wietrzenie chemiczne  jest ograniczone z powodu niskich temperatur oraz ograniczone jest na pustyniach z powodu małej wilgotności.

Rezultatem procesów wietrzenia fizycznego jest pokrywa gruzowa, złożona z fragmentów skalnych różnej wielkości i różnym kształcie, najczęściej ostrokrawędzistych. Efektem wietrzenia chemicznego są substancje rozpuszczalne i substancje dyspersyjno-koloidalne.

W sumie rezultatem wietrzenia jest tak zwana zwietrzelina.

Zwietrzelina – może pozostawać na miejscu w którym powstała (zwietrzelina „in situ”) lub może być przemieszczana przez różne czynniki transportujące. Samo wietrzenie nie jest procesem rzeźbotwórczym. Wietrzenie pełni rolę czynnika przygotowującego do procesów rzeźbotwórczych.