Wissenschaft

Mechanische Verwitterung durch physikalische Prozesse

Mechanische Verwitterung ist eine Reihe von  Verwitterungsprozessen  , bei denen Gesteine ​​durch physikalische Prozesse in Partikel (Sedimente) zerlegt werden.

Die häufigste Form der mechanischen Verwitterung ist der Gefrier-Auftau-Zyklus. Wasser sickert in Löcher und Risse in Felsen. Das Wasser gefriert und dehnt sich aus, wodurch die Löcher größer werden. Dann sickert mehr Wasser ein und gefriert. Schließlich kann der Gefrier-Auftau-Zyklus dazu führen, dass Steine ​​auseinander brechen.

Abrieb ist eine andere Form der mechanischen Verwitterung; Es ist der Prozess, bei dem Sedimentpartikel aneinander reiben. Dies tritt hauptsächlich in Flüssen und am Strand auf.

 

Schwemmland

Ron Schott von Flickr unter Creative Commons Lizenz

 

Alluvium ist ein Sediment, das von fließendem Wasser getragen und abgelagert wird. Wie in diesem Beispiel aus Kansas ist das Alluvium in der Regel sauber und sortiert.

Alluvium ist ein junges Sediment – frisch erodierte Gesteinspartikel, die sich vom Hang gelöst haben und von Bächen getragen wurden. Alluvium wird jedes Mal, wenn es sich stromabwärts bewegt, geschlagen und zu immer feineren Körnern (durch Abrieb) gemahlen.

Der Prozess kann Tausende von Jahren dauern. Die Feldspat- und Quarzmineralien im Alluvium verwittern langsam zu Oberflächenmineralien. Tone und gelöste Kieselsäure. Das meiste Material landet schließlich (in ungefähr einer Million Jahren) im Meer, um langsam begraben und in neues Gestein verwandelt zu werden.

 

Verwitterung blockieren

Andrew Alden

 

Blöcke sind Felsbrocken, die durch mechanische Verwitterung gebildet werden. Festes Gestein, wie dieser Granitfelsen am Mount San Jacinto in Südkalifornien, zerfällt durch mechanische Verwitterungskräfte in Blöcke. Jeden Tag sickert Wasser in Risse im Granit.

Jede Nacht dehnen sich die Risse aus, wenn das Wasser gefriert. Dann, am nächsten Tag, tropft Wasser weiter in den erweiterten Riss. Der tägliche Temperaturzyklus wirkt sich auch auf die verschiedenen Mineralien im Gestein aus, die sich unterschiedlich schnell ausdehnen und zusammenziehen und dazu führen, dass sich die Körner lockern. Zwischen diesen Kräften, der Arbeit von Baumwurzeln und Erdbeben, werden Berge stetig in Blöcke zerlegt, die die Hänge hinunterstürzen.

Wenn sich Blöcke lockern und steile Ablagerungen des Talus bilden. beginnen sich ihre Kanten abzunutzen und sie werden offiziell zu Felsbrocken. Wenn die Erosion sie mit einem Durchmesser von weniger als 256 Millimetern zermürbt, werden sie als Kopfsteinpflaster klassifiziert.

 

Kavernöse Verwitterung

Martin Wintsch. Flickr CC

 

Roccia Dell’Orso, „Bear Rock“, ist ein großer Aufschluss auf Sardinien mit tiefen Tafoni oder großen Verwitterungshöhlen, die ihn formen.

Tafoni sind größtenteils abgerundete Gruben, die durch einen physikalischen Prozess gebildet werden, der als kavernöse Verwitterung bezeichnet wird und beginnt, wenn Wasser gelöste Mineralien an die Gesteinsoberfläche bringt. Wenn das Wasser trocknet, bilden die Mineralien Kristalle, die kleine Partikel dazu zwingen, vom Gestein abzuplatzen.

Tafoni sind am häufigsten an der Küste anzutreffen, wo Meerwasser Salz an die Felsoberfläche bringt. Das Wort kommt aus Sizilien, wo sich in den Küstengraniten spektakuläre Wabenstrukturen bilden. Wabenverwitterung ist ein Name für kavernöse Verwitterung, die kleine, eng beieinander liegende Gruben namens Alveolen erzeugt.

Beachten Sie, dass die Oberflächenschicht des Gesteins härter ist als das Innere. Diese gehärtete Kruste ist für die Herstellung von Tafoni unerlässlich. Andernfalls würde die gesamte Gesteinsoberfläche mehr oder weniger gleichmäßig erodieren.

 

Kolluvium

Andrew Alden

 

Kolluvium ist ein Sediment, das sich aufgrund von Kriechen  und Regen des Bodens bergab bis zum Grund des Abhangs bewegt hat . Diese durch die Schwerkraft verursachten Kräfte führen zu unsortierten Sedimenten aller Partikelgrößen. von Felsbrocken bis hin zu Ton. Es gibt relativ wenig Abrieb. um die Partikel abzurunden.

 

Peeling

Josh Hill

 

Manchmal verwittern Felsen, indem sie sich in Blättern ablösen, anstatt Korn für Korn zu erodieren. Dieser Vorgang wird als Peeling bezeichnet.

Das Peeling kann in dünnen Schichten auf einzelnen Felsblöcken erfolgen oder in dicken Platten, wie hier bei Enchanted Rock in Texas.

Die großen weißen Granitkuppeln und Klippen der High Sierra, wie der Half Dome, verdanken ihr Aussehen dem Peeling. Diese Gesteine wurden als geschmolzener Körper eingelagert, oder Plutone. tief unter der Erde, die Sierra Nevada zu erhöhen.

Die übliche Erklärung ist, dass die Erosion die Plutons dann überdachte und den Druck des darüber liegenden Felsens wegnahm. Infolgedessen erhielt das feste Gestein durch Druckentlastungsfugen feine Risse.

Durch mechanische Verwitterung wurden die Fugen weiter geöffnet und diese Platten gelöst. Neue Theorien zu diesem Prozess wurden vorgeschlagen, sind aber noch nicht weit verbreitet.

 

Frosthimmel

Steve Alden

 

Die mechanische Wirkung von Frost, die durch die Ausdehnung des Wassers beim Gefrieren entsteht, hat die Kieselsteine ​​hier über den Boden gehoben. Frost ist ein häufiges Problem auf Straßen: Wasser füllt Risse im Asphalt und hebt im Winter Abschnitte der Straßenoberfläche an. Dies führt häufig zur Entstehung von Schlaglöchern.

 

Grus

Andrew Alden

 

Grus ist ein Rückstand, der durch Verwitterung von Granitgesteinen entsteht. Mineralkörner werden durch physikalische Prozesse sanft auseinandergezogen, um sauberen Kies zu bilden.

Grus („Groos“) ist zerbröckelter Granit, der sich durch physikalische Verwitterung bildet. Es wird durch heiß-kalt-Wechsel der täglichen Temperaturen verursacht, die tausende Male wiederholt werden, insbesondere auf einem Felsen, der bereits durch chemische Verwitterung durch Grundwasser geschwächt ist.

Der Quarz und der Feldspat, aus denen dieser weiße Granit besteht, trennen sich in saubere Einzelkörner ohne Ton oder feines Sediment. Es hat die gleiche Zusammensetzung und Konsistenz wie der fein zerkleinerte Granit, den Sie auf einem Pfad verteilen würden.

Granit ist nicht immer sicher zum Klettern, da eine dünne Schicht Grus es rutschig machen kann. Dieser Haufen Grus hat sich entlang einer Straße in der Nähe von King City, Kalifornien, angesammelt, wo der Kellergranit des salinianischen Blocks trockenen, heißen Sommertagen und kühlen, trockenen Nächten ausgesetzt ist.

 

Wabenverwitterung

Mechanische oder physikalische Verwitterungsgalerie Von Haltestelle 32 des California Subduction Transect.Andrew Alden

 

Sandstein am Baker Beach in San Francisco weist aufgrund der Salzkristallisation viele eng beieinander liegende kleine Alveolen ( kavernöse Verwitterungsgruben. auf.

 

Steinmehl

US Geological Survey Foto von Bruce Molnia

Steinmehl oder Gletschermehl ist rohes Gestein, das von Gletschern auf die kleinstmögliche Größe gemahlen wird. Gletscher sind riesige Eisplatten, die sich sehr langsam über das Land bewegen und Felsbrocken und andere felsige Rückstände mitnehmen.

Gletscher mahlen ihre felsigen Schichten überaus klein, und die kleinsten Partikel sind die Konsistenz von Mehl. Steinmehl wird schnell zu Ton. Hier verschmelzen zwei Bäche im Denali-Nationalpark, einer voller Gletschermehl und der andere unberührt.

Die rasche Verwitterung von Gesteinsmehl in Verbindung mit der Intensität der Gletschererosion ist ein wesentlicher geochemischer Effekt einer weit verbreiteten Vereisung. Langfristig hilft das zugesetzte Kalzium aus erodierten Kontinentalgesteinen im Laufe der geologischen Zeit, Kohlendioxid aus der Luft zu ziehen und die globale Abkühlung zu verstärken.

 

Salz Spray

Andrew Alden

 

Salzwasser, das durch Wellenbrecher in die Luft gespritzt wird, verursacht weit verbreitete Wabenverwitterung und andere erosive Effekte in der Nähe der Seeküste der Welt.

 

Talus oder Geröll

Niklas Sjöblom. Flickr CC

 

Talus oder Geröll ist das lose Gestein, das durch physische Verwitterung entsteht. Es liegt normalerweise an einem steilen Berghang oder am Fuße einer Klippe. Dieses Beispiel befindet sich in der Nähe von Höfn, Island.

Durch mechanische Verwitterung wird freiliegendes Grundgestein in steile Haufen und solche Talushänge zerlegt, bevor sich die Mineralien im Gestein in Tonmineralien verwandeln können. Diese Umwandlung erfolgt, nachdem der Talus gewaschen und bergab gestürzt wurde, wobei er sich in Alluvium und schließlich in Erde verwandelt .

Talushänge sind gefährliches Gelände. Eine kleine Störung, wie z. B. Ihr Fehltritt, kann einen Steinschlag auslösen, der Sie verletzen oder sogar töten kann, wenn Sie damit bergab fahren. Darüber hinaus gibt es keine geologischen Informationen, die beim Gehen auf Geröll gewonnen werden können.

 

Windabrieb

Andrew Alden

 

Der Wind kann Steine ​​in einem Prozess wie Sandstrahlen abtragen, wenn die Bedingungen stimmen. Die Ergebnisse werden Ventifakte genannt.

Nur sehr windige, kiesige Stellen erfüllen die Bedingungen für den Windabrieb. Beispiele für solche Orte sind glaziale und periglaziale Orte wie die Antarktis und sandige Wüsten wie die Sahara.

Starke Winde können Sandpartikel mit einer Größe von etwa einem Millimeter anheben und sie in einem als Salzbildung bezeichneten Prozess über den Boden prallen lassen. Ein paar tausend Körner könnten im Verlauf eines einzelnen Sandsturms auf solche Kieselsteine ​​treffen. Anzeichen von Windabrieb sind eine feine Politur, Rillen (Rillen und Streifen) und abgeflachte Flächen, die sich in scharfen, aber nicht gezackten Kanten schneiden können.

Wenn der Wind dauerhaft aus zwei verschiedenen Richtungen kommt, kann der Windabrieb mehrere Flächen in Steine ​​schneiden. Windabrieb kann weichere Steine ​​in Hoodoo-Steine und im größten Maßstab in Landformen, sogenannte Yardangs, schnitzen .

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