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(물리적 풍화에서 리디렉션됨)
이 기사는 바위와 광물의 풍화작용에 관한 것이다. 폴리머의 풍화작용에 대해서는 폴리머 분해 및 폴리머의 날씨 테스트를 참조하십시오.
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Jordan(Jebel Kharaz, 조단)에 있는 차등 풍화암을 침식하여 생성된 자연 아치.

풍화작용은 암석, 토양, 광물뿐만 아니라 나무와 인공 물질이 물, 대기 가스, 생물 유기체와의 접촉을 통해 분해되는 것이다. 풍화작용은 상황(현장, 거의 움직이지 않거나 전혀 움직이지 않음)에서 일어나며, 물, 얼음, 눈, 바람, 파도, 중력 등의 작용제에 의한 암석 및 광물 수송을 수반하는 침식과 혼동해서는 안 된다.

풍화 과정은 물리 풍화 과정과 화학 풍화 과정으로 나뉜다. 물리적 풍화작용은 열, 물, 얼음 또는 다른 작용제의 기계적 영향을 통해 암석과 토양의 파괴를 포함한다. 화학적 풍화작용은 물, 대기 가스, 그리고 암석이나 토양과 함께 생물학적으로 생성된 화학물질의 화학반응을 포함한다. 대기 산소와 이산화탄소, 생물 유기체의 활동도 중요하지만,[1] 물은 물리적 풍화작용과 화학적 풍화작용의 주요 원인이다.[2] 생물학적 작용에 의한 화학적 풍화작용은 생물학적 풍화작용이라고도 한다.[3]

바위가 부서지고 남은 재료는 유기물과 결합해 흙을 만든다. 지구의 많은 지형들과 풍경들은 침식과 재분해와 결합된 풍화작용의 결과물이다. 풍화는 암석의 순환에서 중요한 부분이며, 오래된 암석의 풍화 생산물로 형성된 퇴적암은 지구 대륙의 66%와 그 해저의 상당 부분을 차지한다.[4]

물리적 풍화

기계적 풍화 또는 세분화라고도 불리는 물리적 풍화작용은 화학적 변화 없이 암석의 붕괴를 일으키는 공정의 종류다. 그것은 보통 화학적 풍화보다 훨씬 덜 중요하지만, 북극 이하의 환경이나 고산지대 환경에서는 중요할 수 있다.[5] 게다가, 화학적 풍화작용과 물리적 풍화작용은 종종 병행된다. 예를 들어 물리적 풍화 작용에 의해 확장된 균열은 화학 작용에 노출된 표면적을 증가시켜 분해 속도를 증폭시킨다.[6]

서리풍화는 물리적 풍화에서 가장 중요한 형태다. 다음으로 중요한 것은 식물 뿌리에 의해 결합하는 것인데, 이것은 때때로 바위 틈으로 들어가서 그들을 갈라놓는다. 벌레나 다른 동물들의 굴착은 또한 이끼에 의해 "굴착"될 수 있는 것처럼 바위를 분해하는 것을 도울 수 있다.[7]

서리 풍화

스웨덴 아비스코에 있는 바위는 서리풍화나 열응력에 의해 기존 관절을 따라 골절되었다.
주요 기사: 서리 풍화

서리풍화란 암석 바깥쪽 암석 내에 얼음이 형성되어 발생하는 물리적 풍화 형태를 총칭하는 명칭이다. 이 중 가장 중요한 것이 서리 쐐기라고 오랫동안 믿어왔는데, 이는 공극수가 얼면 팽창하는 데서 비롯된다. 그러나 점점 더 많은 이론적, 실험적 연구가 진행됨에 따라, 얼음 분리가 더 중요한 메커니즘임을 시사한다.[8][9]

물이 얼면 부피가 9.2% 증가한다. 이 팽창은 이론적으로 200 메가파스칼(29,000 psi)보다 더 큰 압력을 발생시킬 수 있지만, 더 현실적인 상한은 14메가파스칼(2,000 psi)이다. 이는 화강암 인장강도(580psi)보다 훨씬 큰 수준이다. 이것은 공극수가 얼고 그 부피 팽창이 주변 암석을 파괴하는 프로스트 웨딩이 서리 풍화를 위한 그럴듯한 메커니즘으로 보이도록 만든다. 하지만, 얼음은 상당한 압력을 발생시키기 전에 직선적이고 개방적인 골절에서 간단히 확장될 것이다. 따라서 서리 쐐기는 작고 뒤틀린 골절에서만 일어날 수 있다.[5] 바위는 또한 거의 완전히 물로 포화 상태여야 한다. 그렇지 않으면 얼음은 큰 압력을 발생시키지 않고 불포화 바위의 공기공간으로 확장될 것이다. 이러한 조건들은 서리 쐐기가 서리의 지배적인 풍화 과정이 될 것 같지 않을 정도로 충분히 이례적이다.[10] 서리 쐐기는 수포화 암석이 매일 녹고 얼는 주기가 있는 경우에 가장 효과적이기 때문에 열대나 극지방, 건조한 기후에서는 그다지 중요하지 않을 것 같다.[5]

얼음 분리는 물리적 풍화 작용의 덜 특징적인 메커니즘이다.[8] 얼음 알갱이는 빙점보다 훨씬 낮은 온도에서도 고체 얼음보다 액체 상태의 물과 더 닮은, 종종 단지 몇 개의 분자 두께의 표면층을 항상 가지고 있기 때문에 발생한다. 이 미리 만들어진 액체층은 암석의 따뜻한 부분에서 모세관 작용에 의해 물을 끌어들이는 경향이 강한 등 특이한 성질을 가지고 있다. 이로 인해 주변 바위에 상당한 압력을 가하는 얼음 알갱이가 성장하게 되는데,[11] 이는 서리가 쐐기를 박을 가능성보다 최대 10배 이상 큰 것이다. 이 메커니즘은 온도 평균이 빙점 -4 ~ -15°C(25 ~ 5°F) 바로 아래인 암석에 가장 효과적이다. 얼음 분리는 암석의 골절 내에서, 그리고 암석과 평행하게, 얼음 바늘과 얼음 렌즈가 성장하여 암석을 서서히 갈라놓는다.[9]

열응력

열응력 풍화작용은 온도변화에 따른 암석의 팽창과 수축에 기인한다. 열응력 풍화작용은 암석의 가열된 부분이 주변 암석에 의해 버팀목이 되어 한 방향으로만 자유롭게 팽창할 수 있을 때 가장 효과적이다.[12]

열응력 풍화작용은 열충격과 열피로라는 두 가지 주요 유형으로 구성된다. 열충격은 스트레스가 너무 커서 바위가 즉시 갈라질 때 일어나지만, 이것은 드문 일이다. 보다 대표적인 것이 열 피로인데, 스트레스는 즉각적인 암반 손상을 일으킬 정도로 크지 않지만 스트레스와 방출의 반복적인 사이클이 암반을 점차 약화시킨다.[12]

열응력 풍화작용은 사막에서 중요한 메커니즘으로, 일교차가 크고 낮에는 덥고 밤에는 춥다.[13] 그 결과 열응력 풍화현상을 오행성 풍화라고 부르기도 하지만 이는 오해의 소지가 있다. 열응력 풍화작용은 단순히 강렬한 태양열 난방만이 아니라 어떤 큰 온도 변화로 인해 발생할 수 있다. 그것은 덥고 건조한 기후만큼이나 추운 기후에서도 중요할 것이다.[12] 산불은 또한 급격한 열 스트레스 풍화현상의 중요한 원인이 될 수 있다.[14]

열 스트레스 풍화 작용의 중요성은 20세기 초의 실험에 근거하여 지질학자들이 오랫동안 그 효과가 중요하지 않다는 것을 증명해 왔다.[5][9] 이 실험들은 그 이후 암석 표본이 작고, 광택이 났으며(골절의 핵화를 감소시키는), 버팀목이 되지 않았기 때문에 비현실적이라는 비판을 받아왔다. 따라서 이 작은 샘플들은 실험용 오븐에서 가열할 때 사방으로 자유롭게 팽창할 수 있었고, 이것은 자연적인 환경에서 일어날 수 있는 종류의 스트레스를 만들어내지 못했다. 실험도 열피로보다는 열충격에 더 민감했지만 열피로는 자연에서 더 중요한 메커니즘일 가능성이 높다. 지질학자들은 특히 추운 기후에서 온열 스트레스 풍화의 중요성을 다시 강조하기 시작했다.[12]

압력 방출

참고 항목: 침식 및 구조론
압력 방출로 인해 사진에 보이는 각질 제거 화강암 시트가 발생했을 수 있다.

압력 방출이나 하역이란 깊이 매장된 암석을 배출할 때 나타나는 물리적 풍화작용의 일종이다. 화강암과 같은 침입성 화성암은 지구 표면 깊은 곳에서 형성된다. 그들은 암석 물질 때문에 엄청난 압력을 받고 있다. 침식이 겹치는 암석 물질을 제거하면 이러한 침입적인 암석이 노출되어 그 위에 가해지는 압력이 방출된다. 그러면 바위의 바깥부분은 팽창하는 경향이 있다. 팽창은 암반 표면에 평행하게 골절을 일으키는 응력을 설정한다. 시간이 지나면서, 각질 제거라고 알려진 과정인, 노출된 암석으로부터 암석들이 떨어져 나간다. 압력 방출로 인한 각질 제거는 "시팅"[15]이라고도 한다.

열적 풍화 작용과 마찬가지로 압력 방출은 버팀목 암석에 가장 효과적이다. 여기서 버팀목이 없는 표면을 향한 미분응력은 바위를 부술 수 있을 정도로 35메가파스칼(5,100 psi)까지 높을 수 있다. 이 메커니즘은 또한 지뢰와 채석장에서의 폭동과 암석 돌출부의 관절 형성에 대한 책임이 있다.[16]

빙하 위로 물러나는 것도 압력 방출로 인한 각질 제거로 이어질 수 있다. 이것은 다른 신체 착용 메커니즘에 의해 강화될 수 있다.[17]

소금 결정 성장

캘리포니아 소노마 카운티 솔트 포인트 스테이트 파크에 있는 타포니.
주요 기사: 할로클라스티
"소금 쐐기"는 여기서 방향을 바꾼다. 소금 쐐기(수력학)와 혼동해서는안 된다.

소금 결정(염수 풍화, 소금 쐐기 또는 할로겐성형이라고도 함)은 식염수 용액이 바위의 갈라진 틈과 관절에 스며들어 염정을 남기고 증발할 때 바위가 분해되는 원인이 된다. 얼음 분리와 마찬가지로 소금 알갱이의 표면은 모세관 작용을 통해 용해된 소금을 추가로 끌어들이며, 주변 암석에 높은 압력을 가하는 소금 렌즈의 성장을 일으킨다. 나트륨과 마그네슘 소금은 소금 풍화작용에 가장 효과적이다. 퇴적암의 피라이트가 철로 화학적으로 풍화되었을 때 소금 풍화작용도 일어날 수 있다.II) 황산염과 석고, 소금 렌즈로 결정된다.[9]

소금 결정화는 염분이 증발에 의해 농축되는 모든 곳에서 일어날 수 있다. 그러므로 그것은 강한 난방이 강한 증발과 해안을 따라 발생하는 건조한 기후에서 가장 흔하다.[9] 소금 풍화는 동굴 같은 암석 풍화 구조물의 한 종류인 타포니의 형성에 있어 중요할 것 같다.[18]

기계적 풍화현상에 미치는 생물학적 영향

생물체는 화학적 풍화뿐만 아니라 기계적 풍화에도 기여할 수 있다(아래 § 생물학적 풍화 참조). 이끼와 이끼는 본질적으로 맨 바위 표면에서 자라 더 습한 화학적 미세 환경을 만들어낸다. 이러한 유기체들을 암석 표면에 부착하면 암석 표면 미세층의 화학적 분해뿐만 아니라 물리적 파괴도 강화된다. 이끼들은 뜯는 것으로 묘사된 히패(뿌리 같은 부착구조)로 맨 셰일로부터 광물 알갱이들을 캐내고 파편을 몸 속으로 끌어들이는 것이 관찰되어 왔으며, 그 파편들은 소화와 다르지 않게 화학적인 풍화 과정을 거친다.[19] 더 큰 규모로 보면 틈새와 식물 뿌리에 싹이 트는 묘목은 물이나 화학적 침투의 통로를 제공할 뿐 아니라 물리적인 압력을 행사한다.[7]

화학적 풍화

비습기(왼쪽)와 비습기 석회석(오른쪽)의 비교.

대부분의 암석은 높은 온도와 압력에서 형성되며, 암석을 구성하는 광물은 지구 표면의 전형적인 냉기, 습기, 산화 조건에서 화학적으로 불안정한 경우가 많다. 화학적 풍화작용은 물, 산소, 이산화탄소, 그리고 다른 화학 물질들이 암석과 반응하여 그 성질을 바꿀 때 일어난다. 이러한 반응들은 바위에 있는 원래의 1차 광물들 중 일부를 2차 광물로 전환시키고, 다른 물질들을 용해물로 제거하며, 화학적으로 변하지 않는 저항물로 가장 안정된 광물을 남긴다. 실제로 화학적 풍화작용은 암석의 원래 광물 세트를 표면 조건과 더 가까운 평형을 이루는 새로운 광물 집합으로 변화시킨다. 그러나 풍화작용은 느린 과정이기 때문에 진정한 평형상태에 도달하는 경우는 드물며, 침출은 평형수준으로 축적되기 전에 풍화반응에 의해 생성되는 용액을 운반한다. 이것은 특히 열대 환경에서 사실이다.[20]

물은 화학적 풍화작용의 주요 작용제로서, 많은 일차 광물을 가수분해라고 총칭되는 반응을 통해 점토 광물이나 수산화물로 전환시킨다. 산소는 또한 중요한데, 많은 미네랄을 산화시키는 작용을 하는데, 이산화 탄소가 기후반응을 탄산화로 묘사한다.[21]

산악 블록을 끌어올리는 과정은 새로운 암석 층을 대기 및 습기에 노출시켜 중요한 화학적 풍화 현상이 일어나도록 하는데 중요하다; Ca와2+ 다른 이온들이 지표수로 상당히 방출된다.[22]

해체

다양한 화학적 풍화 단계에서(열대 비와 지하수로 인해), 매우 높은 깊이(아래)에서 매우 낮은 깊이(위)에서 매우 낮은 깊이로(위)의 화학적 풍화 단계에 있는 석회암 코어 표본. 약간 풍화 석회암은 갈색의 얼룩을 보이는 반면, 풍화도가 높은 석회암은 탄산염 광물 함량을 상당 부분 잃어 점토를 남긴다. 콩고 민주 공화국 킴페스에 있는 탄산염 웨스트 콘골리아 퇴적물에서 나온 지하 석회석.

용해(simple solution 또는 concluent disclusion이라고도 한다)는 새로운 고체 물질을 생산하지 않고 광물이 완전히 용해되는 과정이다.[23] 빗물은 할라이트나 석고 같은 수용성 미네랄을 쉽게 용해시키지만, 충분한 시간이 주어지면 석영과 같은 내성이 강한 미네랄도 용해시킬 수 있다.[24] 물은 결정에서 원자 사이의 결합을 깨뜨린다.[25]

Hydrolysis of a silica mineral

석영 해체에 대한 전반적인 반응은

SiO2
 + 2H2O
 → H4SiO4

용해된 석영은 규산의 형태를 띤다.

특히 중요한 용해 형태는 대기 중의 이산화탄소가 용액의 풍화 작용을 강화시키는 탄산가스 용해다. 탄산염 해체는 석회석이나 분필과 같은 탄산칼슘이 함유된 암석에 영향을 미친다. 빗물이 이산화탄소와 결합해 약한 산인 탄산을 형성할 때 일어나는데, 탄산칼슘(limstone)을 용해하고 중탄산칼슘이 용해된다. 느린 반응 운동학에도 불구하고, 이 과정은 낮은 온도에서 열역학적으로 선호된다. 왜냐하면 차가운 물은 (기체의 역행 용해성으로 인해) 더 많은 용해된 이산화탄소 가스를 수용하기 때문이다. 그러므로 탄산염 해산은 빙하 풍화에서 중요한 특징이다.[26]

탄산염 해체는 다음 단계를 포함한다.

CO2 + H2O → H2CO3
이산화탄소 + 물 → 탄산
H2CO3 + CaCO3 → Ca(HCO3)2
탄산 + 탄산칼슘 → 중탄산칼슘

잘 접합된 석회석 표면의 탄산염 해체는 해부된 석회석 포장을 생산한다. 이 과정은 관절을 따라 가장 효과적이며, 관절을 넓히고 깊게 한다.[27]

오염되지 않은 환경에서는 용해된 이산화탄소로 인한 빗물의 pH가 약 5.6이다. 산성비는 대기 중에 아황산가스와 질소산화물과 같은 가스가 존재할 때 발생한다. 이러한 산화물은 빗물에 반응하여 더 강한 산을 생성하며 pH를 4.5 또는 3.0으로 낮출 수 있다. 이산화황, SO는2 화산 폭발이나 화석 연료에서 나오며, 빗물 속에서 황산이 될 수 있고, 이것은 용액이 떨어지는 바위에 풍화작용을 일으킬 수 있다.[28]

가수분해 및 탄산화

올리빈은 맨틀소석 안에 있는 이딩가이트로 풍화한다.

가수분해(불합성 용해라고도 함)는 광물의 일부만 용액에 들어가는 화학적 풍화작용의 일종이다. 나머지 미네랄은 점토 미네랄과 같은 새로운 고체 물질로 변형된다.[29] 예를 들어, 포스테라이트(마그네슘 올리빈)는 고체 브루카이트와 용존 규산으로 가수 분해된다.

Mg2SiO4 + 4 H2O ⇌ 2 Mg(OH)2 + H4SiO4
Forsterite + 물 ⇌ brucite + 규산

미네랄의 풍화작용 중 대부분의 가수분해는 산성수에 존재하는 양성자(수소 이온)가 광물 결정의 화학적 결합을 공격하는 산 가수분해다.[30] 광물에서 서로 다른 양이온과 산소 이온의 결합은 강도가 다르며, 가장 약한 쪽이 먼저 공격을 받게 된다. 그 결과 화성암 기후의 미네랄은 원래 형성되었던 것과 거의 같은 순서로 나타난다(Bowen's Reaction Series).[31] 상대적 결합 강도는 다음 표에 표시된다.[25]

본드 상대강도
SI-O 2.4
Ti-오 1.8
알오 1.65
Fe-O+3 1.4
Mg-O 0.9
Fe-O+2 0.85
Mn-O 0.8
Ca-O 0.7
나오 0.35
K-O 0.25

이 탁자는 풍화 순서에 대한 대략적인 안내에 불과하다. 일라이트 등 일부 광물은 비정상적으로 안정되어 있는 반면 실리카는 실리콘-산소 결합의 강도를 감안할 때 비정상적으로 불안정하다.[32]

물에 녹여 탄산을 형성하는 이산화탄소는 양자의 가장 중요한 공급원이지만 유기산은 또한 산성의 중요한 자연 공급원이기도 하다.[33] 용해된 이산화탄소로부터의 산 가수분해는 때때로 탄산화로 설명되며, 1차 광물의 풍화작용에서 2차 탄산염 광물에 이르는 결과를 초래할 수 있다.[34] 예를 들어, Forsterite의 풍화작용은 다음과 같은 반응을 통해 브루카이트 대신 마그네사이트를 생산할 수 있다.

Mg2SiO4 + 2 CO2 + 2 H2O ⇌ 2 MgCO3 + H4SiO4
용액에 함유된 포스테라이트 + 이산화탄소 + 물 + 마그네시아이트 + 규산

탄산은 규산염 풍화작용에 의해 소비되며, 중탄산염 때문에 알칼리성 용액이 더 많이 발생한다. 이것은 대기 중의 이산화탄소2 양을 조절하는 데 중요한 반응이며 기후에 영향을 미칠 수 있다.[35]

나트륨이나 칼륨 이온과 같이 수용성이 높은 양이온을 함유한 알루미늄은 산 가수분해 중에 용해된 중탄산염으로 양이온을 방출한다.

2 KAlSi3O8 + 2 H2CO3 + 9 H2O ⇌ Al2Si2O5(OH)4 + 4 H4SiO4 + 2 K+ + 2 HCO3−
정형화효소( (osilicate feldspar) + 탄산 + 물 water 카올린트(흙 광물) + 용액 + 칼륨 및 중탄산 이온

산화

피라이트 큐브가 숙주암으로부터 녹아내려서 금 입자를 남겼다.
산화 피라이트 큐브.

풍화 환경 내에서 다양한 금속의 화학적 산화가 발생한다. 가장 흔히 관찰되는 것은 산소와 물에 의한 Fe2+(철)의 산화 작용으로 괴석, 리모나이트, 헤마이트 등의 Fe 산화물과3+ 수산화물을 형성하는 것이다. 이것은 영향을 받은 암석들에게 표면에 적갈색을 띠게 하며 쉽게 부서지고 암석을 약화시킨다. 많은 다른 금속 광석과 미네랄은 착색된 퇴적물을 생산하기 위해 산화되고 수화되는데, 찰카피라이트나 CuFeS와2 같은 황화 미네랄이 구리 수산화물과 철산화물로 산화되는 동안 황화합물이 생성되는 것과 같다.[36]

수화

미네랄 하이드레이팅은 광물의 원자와 분자에 물 분자나 H+와 OH- 이온을 단단하게 부착하는 화학적 풍화작용의 일종이다. 이렇다 할 해산은 일어나지 않는다. 예를 들어, 철산화물은 철 수산화물로 변환되고 무수분의 수분이 석고를 형성한다.[37]

광물의 대량 수화는 용해, 가수 분해, 산화에 있어 2차적으로 중요하지만 수정 표면의 수화는 가수 분해의 중요한 첫 단계다.[36] 미네랄 크리스탈의 신선한 표면은 전하가 물 분자를 끌어당기는 이온을 노출시킨다. 이러한 분자 중 일부는 노출된 음이온(일반적으로 산소)에 결합하는 H+와 노출된 양이온에 결합하는 OH-로 분해된다. 이것은 표면을 더욱 교란시켜 다양한 가수분해 반응에 민감하게 만든다. 추가 양성자는 표면에 노출된 양이온을 대체하여 양이온을 용액으로 자유롭게 한다. 양이온이 제거되면 실리콘-산소와 실리콘-알루미늄 결합은 가수분해에 취약해져 규산과 알루미늄 수산화물이 침출되거나 점토 광물을 형성하게 된다.[32][38] 실험실 실험에 따르면 장석 결정의 풍화는 결정 표면의 탈구 또는 기타 결함에 의해 시작되며, 풍화층은 몇 개의 원자 두께에 불과하다고 한다. 미네랄 알갱이 내 확산은 그다지 크지 않은 것으로 보인다.[39]

갓 부서진 바위는 화학적 풍화작용(아마도 대부분 산화작용)이 안쪽으로 진행된다는 것을 보여준다. 이 사암 조각은 뉴욕 안젤리카 근처의 빙하 표류에서 발견되었다.

생물학적 풍화

광물 풍화 작용은 토양 미생물에 의해 시작되거나 가속될 수 있다. 토양 유기체는 약 10 mg/cm의3 전형적인 토양을 이루고 있으며, 실험실 실험 결과 알몸과 무균 상태의 토양에서 알코바이트 기후가 두 배나 빠른 것으로 나타났다. 암석 위의 이끼는 화학 풍화 작용의 가장 효과적인 생물학적 작용제 중 하나이다.[33] 예를 들어, 미국 뉴저지 주의 뿔블렌드 화강암에 대한 실험 연구에서는 최근에 노출된 맨 암석 표면보다 이끼 덮인 표면에서 풍화율이 3배에서 4배 증가했음을 보여주었다.[40]

현무암의 생물학적 풍화, 라 팔마.

생물학적 풍화작용의 가장 일반적인 형태는 (특정 유기산과 시데로포레와 같은) 킬레이트 화합물의 방출과 식물에 의한 이산화탄소와 유기산의 방출에서 비롯된다. 뿌리는 점토 광물에 대한 CO2
 흡착과 토양 밖으로 CO2의
매우 느린 확산 속도에 의해 모든 토양 가스의 30%까지 이산화탄소 수치를 증가시킬 수 있다.[41] CO2와
유기산은 그 아래 토양에 있는 알루미늄과 철분 함유 화합물을 분해하는 데 도움을 준다. 뿌리는 뿌리 옆 토양에서 양자에 의해 균형이 잡힌 음전하를 가지고 있으며, 이것들은 칼륨과 같은 필수 영양소 양이온과 교환할 수 있다.[42] 토양에 있는 죽은 식물의 썩는 잔해는 물에 녹으면 화학적 풍화를 일으키는 유기산을 형성할 수 있다.[43] 주로 분자량이 낮은 유기산인 첼트화 화합물은 맨 바위 표면에서 금속 이온을 제거할 수 있으며 알루미늄과 실리콘은 특히 취약하다.[44] 맨바위를 분해하는 능력은 이끼들이 건조한 땅의 첫 식민지 개척자 중 한 명이 될 수 있게 해준다.[45] 킬레이트 화합물의 축적은 주변의 암석과 토양에 쉽게 영향을 미칠 수 있으며, 토양의 팟솔레이션으로 이어질 수 있다.[46][47]

나무뿌리계와 연관된 공생근 균류는 아파타이트나 바이오타이트와 같은 무기질의 영양소를 방출하고 이러한 영양소를 나무로 전달하여 나무 영양에 기여할 수 있다.[48] 박테리아 집단이 무기질 영양소의 방출로 이어지는 광물 안정에 영향을 줄 수 있다는 사실도 최근 입증됐다.[49] 다양한 종류의 박테리아 변종이나 공동체가 광물 표면이나 기후 광물을 식민지화할 수 있다고 보고되었으며, 그 중 일부는 식물 성장 촉진 효과가 입증되었다.[50] 박테리아가 광물을 풍화시키기 위해 사용하는 입증되거나 가설이 있는 메커니즘은 양성자, 유기산, 킬레이트 분자와 같은 풍화작용제의 생산뿐만 아니라 여러 산화작용과 용해반응을 포함한다.

해저의 풍화

기저 해양 지각의 풍화는 대기 중의 풍화와는 중요한 면에서 다르다. 풍화작용은 현무암이 1억년당 약 15%의 비율로 농도가 낮아지는 등 비교적 느리다. 현무암은 수분이 되고 실리카, 티타늄, 알루미늄, 철철, 칼슘을 희생하여 철분, 마그네슘, 나트륨이 총농축된다.[51]

건물 풍화

산성비에 의해 손상된 콘크리트.

어떤 돌, 벽돌 또는 콘크리트로 만들어진 건물들은 노출된 암석 표면과 동일한 풍화작용에 취약하다. 또한 동상, 기념비, 장식 석재는 자연 풍화 작용에 의해 심하게 손상될 수 있다. 이것은 산성비의 영향을 많이 받는 지역에서 가속된다.[52]

건물 풍화 가속화는 환경과 거주자 안전에 위협이 될 수 있다. 설계 전략은 압력 변형 우천 스크리닝 사용과 같은 환경 영향의 영향을 완화시킬 수 있으며, HVAC 시스템이 습도 축적을 효과적으로 제어할 수 있음을 보장하고, 동결-소요 주기의 영향을 최소화하기 위해 줄어든 수분 함량으로 콘크리트 혼합물을 선택할 수 있다. [53]

습기가 좋은 토양의 특성

지구 표면에 노출된 결정암 중 가장 풍부한 결정암인 그라나이트 암석은 뿔블렌드가 파괴되면서 풍화 현상을 일으키기 시작한다. 비오타이트는 그 후 헤르미쿨라이트로 풍화되며, 마침내 올리고클라아제와 마이크로클린이 파괴된다. 모두 점토 광물과 철 산화물 혼합물로 전환된다.[31] 그 결과 토양은 기초암에 비해 칼슘, 나트륨, 철철 등에서 고갈되어 마그네슘이 40%, 실리콘이 15% 감소한다. 동시에, 토양은 알루미늄과 칼륨으로 적어도 50%가 농축되고, 풍부함이 3배인 티타늄과 철분이 풍부하며, 그 풍부함은 암반에 비해 크기순으로 증가한다.[54]

기저암은 높은 온도와 건조한 조건에서 형성되기 때문에 화강암보다 더 쉽게 젖을 뗀다. 고운 곡물 크기와 화산 유리의 존재도 풍화를 재촉한다. 열대성 환경에서는 점토 광물, 알루미늄 수산화물, 티타늄이 풍부한 철 산화물 등으로 빠르게 변한다. 대부분의 현무암은 칼륨이 상대적으로 부족하기 때문에 현무암은 칼륨이 부족한 몬모릴로나이트에 직접 기상이 간다. 우림과 같이 침출이 지속적이고 강도가 높은 경우 최종 풍화제품은 알루미늄의 주요 광석인 보크사이트가 된다. 장마 기후처럼 비가 강하지만 계절적인 곳에서는 최종 풍화 제품은 철분과 티타늄이 풍부한 라테이트다. [55] 보크사이트로의 카올리나이트의 변환은 보통의 강물이 카올리나이트와 평형을 이루고 있기 때문에 강도 높은 침출이 있어야만 일어난다.[56]

토양 형성은 지질학적 시간에서 매우 짧은 간격인 100년에서 1000년 사이의 시간을 필요로 한다. 그 결과, 몇몇 조형물은 수많은 플라모솔(화석토) 침대를 보여준다. 예를 들어, 와이오밍의 윌우드 포메이션은 지질학적 시간 350만 년을 나타내는 770미터(2,530피트) 구간에 1000개 이상의 팔레오솔 층을 포함하고 있다. 팔레오솔은 아르칸(연령 25억년 이상)만큼 오래된 형태에서 확인되었다. 그러나, 팔레오솔은 지질학적 기록에서 인식하기 어렵다.[57] 퇴적층이 팔레오솔이라는 표시는 층상하경계 및 날카로운 상부경계, 많은 점토가 존재함, 퇴적 구조가 거의 없는 불량 구분, 겹침대에서의 숙성 클라스, 높은 침대의 물질을 포함하는 탈색 균열 등을 포함한다.[58]

토양의 풍화 정도는 100 Al2O3

/(Al2O3

 + CaO + Na2O
 + K2O
)로 정의되는 변경의 화학 지수로 표현할 수 있다. 이는 습윤되지 않은 상부 지각 암석의 경우 47개에서 완전히 습윤된 물질의 경우 100개까지 다양하다.[59]

비지질 재료의 풍화

나무는 수력분해와 광물과 관련된 다른 과정들에 의해 물리적으로 화학적으로 풍화될 수 있지만, 게다가 나무는 햇빛으로부터 자외선에 의해 유도되는 풍화작용에 매우 취약하다. 이것은 나무 표면을 떨어뜨리는 광화학 반응을 유도한다.[60] 광화학 반응은 페인트와[61] 플라스틱의 풍화작용에서도 중요하다.[62]

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참고 항목

참조

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기타 링크