Sisältö
- Mikä on kallioiden sää?
- Mitkä ovat sään sään tyypit?
- Sään ja eroosion välinen suhde
- Huomattavia esimerkkejä säästä
- Kuinka sää vaikuttaa ympäristöön
Monet kivet jokapäiväisissä kohtaamisissa voivat tuntua murtumattomilta ja muuttumattomilta. Kivet kuitenkin muuttuvat. Yksi näistä muutoksista on nimeltään säänkestävyys, ja niin lyhyellä kuin pitkälläkin ajanjaksolla, se voi muuttaa kiviä monin tavoin.
Mikä on kallioiden sää?
Kivien sään sääntely kuvaa kivien ja mineraalien heikentymis- ja hajoamisprosessia. Tämä voi tapahtua sekä elottomien että elävien tekijöiden, kuten lämpötilan muutosten, kasvien ja eläinten, happojen, suolojen ja veden, olipa se kiinteä tai nestemäinen, kautta. Kivien säänkestävyys tapahtuu tietyn ajanjakson ajan. Maan pinnalla olevilla kallioilla on taipumus sää nopeammin kuin maan alla. Sään säänkestävyys on yksi prosesseista, jotka johtavat maaperän tuotantoon.
Mitkä ovat sään sään tyypit?
Erityyppiset sääolosuhteet vaikuttavat kiviin. Näitä ovat fysikaaliset / mekaaniset sääolosuhteet, kemialliset sääolosuhteet ja biologiset sääolosuhteet.
Fysikaalinen tai mekaaninen säänkestävyys todella hajottaa kivet pieniksi. Yksi fyysisen sään säätelymenetelmä sisältää veden jäädyttämisen ja sulattamisen. Nestemäisessä muodossa vesi voi liukastua kivien kaikkien huokojen tai halkeamien välillä. Jos tämä vesi jäätyy, se laajenee näiden kivien sisällä. Tilavuus voi nousta jopa 10 prosenttia, aiheuttaen suurta painetta kiville. Tätä kutsutaan jään kiilaamiseksi tai kryofrakoitumiseksi, koska jää todella kiilaa kivet toisistaan ajan myötä. Kun jää sulaa ja muodostuu taas nestemäistä vettä, osat kivistä pyyhkäisevät pieninä kappaleina eroosion kautta. Vesi on tärkeä rooli fyysisessä säässä. Se voi tunkeutua kallion ja saven huokosiin, saada ne turpoamaan ja säätä kovemmaksi niiden ympärille. Vesi nostaa kiviä vedenalaisilta pinnoilta, ja kun ne putoavat takaisin alas tai iskevät muihin kiviin, ne voivat rikkoutua.
Suola voi johtaa säätyyppiin, jota kutsutaan hunajakennojen sääksi. Pohjavesi imeytyy kalliohalkeamiin kapillaarivaikutuksella ja lopulta haihtuu. Tämä tuottaa suolakiteitä, jotka lisäävät kivien painetta. Lopulta kivet hajoavat. Tämä voi jättää suolakiteitä, jotka muistuttavat hunajakennoja. Suolakiteytyksestä aiheutuvaa säänkestävyyttä esiintyy usein kuivassa ilmastossa.
Äärimmäiset lämpötilaolosuhteet voivat vaikuttaa myös kallioiden säänkestävyyteen. Yhden tyyppistä fyysistä säänkestävyyttä kutsutaan lämpöstressiksi. Tämä on yleinen tekijä autiomaassa ilmastossa, jossa päivälämpötilat ovat erittäin kuumia, kun taas öisin lämpötilat voivat olla melko viileitä. Kun tämä villi lämpötilan heilahtelu tapahtuu toistuvasti pitkän ajanjakson ajan, kivet lopulta murenevat ja hiutalevat. Tätä toimintoa kutsutaan kuorimiseksi. Kulutus on toinen fyysinen säänkestävyys, jossa jatkuva altistuminen tuulen, veden tai jään kitkalle altistaa vähitellen kiviä ja hajottaa ne.
Toinen tärkein sään tyyppi on kemiallinen sää. Kemialliset sääolosuhteet johtuvat usein veden ja ympäristön lämpötilan vuorovaikutuksesta kivien mineraalien kanssa. Kemiallisessa säässä kivien todellinen molekyylimeikki muuttuu. Yksi esimerkki on, kun hiilidioksidi yhdistyy veden kanssa, jolloin syntyy hiilihapot, mikä tuottaa hiilihappoa. Hiilihappo puolestaan liuottaa kalkkikiveä, mikä ajan myötä tekee maanalaisista kalkkikiviluolista.
Hapetus on eräänlainen kemiallinen säänkestävyys, jossa rautapitoiset kivit reagoivat hapen ja veden kanssa aiheuttaen ruostetta. Ruoste esiintyy klassisena punertavanoranssina rauta-aineena. Tämä ruoste kuluttaa kiviä. Hydraatiossa kivin todelliset kemialliset sidokset muuttuvat veden imeytymisestä. Vesi muuttaa anhydriitin kipsiin tällä tavalla. Hydraatio johtaa myös kallion muodonmuutoksiin. Dehydraatiossa vesi poistetaan kallioperästä, esimerkiksi kun vesi poistetaan limoniitista hematiitin muodostamiseksi. Hydrolyysissä mineraalit muuttuvat altistettuna happamalle vedelle liuosten, kuten suolavesiliuoksen, valmistamiseksi. Kemiallinen sää, maasälän hydrolyysin kautta, tekee myös hyvin yleisistä savimineraaleista ja kvartsista. Alkalisen maasälän tai ortoklaasin hydrolyysi voi myös johtaa kaoliniitin ja muiden aineiden muodostumiseen. Kaikki nämä kemialliset prosessit johtavat kivien sään lisääntymiseen. Kemiallinen sää on yleisempi ja esiintyy nopeammin trooppisilla alueilla kuumuuden ja runsasvesisen sateen takia.
Biologinen sää on säätyyppi, joka johtuu kasvien, eläinten ja jopa mikrobien vaikutuksista. Esimerkiksi puiden siemenet hajoavat ajan myötä kiviä, kun ne kasvavat kypsiksi puiksi. Puiden juuret leviävät jatkuvasti ja tekevät halkeamia kiviin. Eläinten kuten mollien kaivaminen voi myös hajottaa kivet. Jopa maanpäälliset eläimet voivat hajottaa kiviä kulkiessaan yli maan. Sekä elävät että rappeutuvat kasvit ja sienet vaikuttavat kiviin tuottamalla hiilihappoa. Jäkälän sienet hajottavat kiviä mineraalien vapauttamiseksi, ja symbioottiset levät nauttivat niistä. Tämä prosessi johtaa reikiin kallioissa. Jopa pienet bakteerit voivat säätä ja muuttaa kivien mineraalipitoisuutta! Ajan myötä kaikki biologisten organismien aktiivisuus johtaa kivien sään lisääntymiseen.
Sään ja eroosion välinen suhde
Kun kivet ovat ajan kuluessa kuluneet, ne voivat tuulen tai vesistöjen pyyhkäistä pois. Tätä prosessia kutsutaan eroosioksi. Eroosio esiintyy yleensä kivillä, jotka ovat olleet maapallon pinnalla. Sekä säänkestävyys että eroosio ovat yleisiä kaikkialla maapallolla, ja niiden yhdistelmä muuttaa pintaansa rajusti pitkien ajanjaksojen aikana.
Huomattavia esimerkkejä säästä
On monia esimerkkejä kivien säästä ympäri maailmaa, mukaan lukien joitain tärkeimpiä maamerkkejä.
Tiesitkö, että maan suurin kanjoni tehtiin veden avulla? Yhdysvaltojen Grand Canyon veistettiin nykymuotoonsa miljoonien vuosien ajan johtuen kivien säästämästä vedestä, erityisesti Colorado-joesta. Toinen esimerkki säänkestävyydestä on kuorinta, joka johtaa maastomuotoihin, joita kutsutaan syntyharkoiksi. Näitä kupumaisia rakenteita esiintyy yleensä trooppisissa ympäristöissä; Yksi esimerkki on Sugarloaf Mountain Brasiliassa.
Kalkkikiviluolat ovat esimerkki sään säästä. Kemialliset sääolosuhteet muodostivat valtavan luolajärjestelmän Carlsbad Cavernsin kansallispuistossa Yhdysvalloissa.
Appalakkien vuoret Pohjois-Amerikassa olivat kerran korkeampia kuin Mount Everest. Sään sään ja eroosion vuoksi miljoonien vuosien ajan nämä vuoret kantoivat alempaan, tasaisempaan ketjuun kuin nykyään.
On hämmästyttävää ajatella, että kemikaalien, kasvien ja eläinten, minkä tahansa kokoisten mikrobien, sateen ja tuulen aiheuttama sää voi tehdä niin valtavia muutoksia maisemaan!
Kuinka sää vaikuttaa ympäristöön
Kivien säällä on ratkaiseva rooli ympäristön tasapainossa. Kun kiviä säädetään terävistä esineistä tasaisemmiksi, ne ovat valmiita osallistumaan maaperän luomiseen. Heikentyneet kasvi- ja eläinaineet, bakteerit ja haalistuvat mineraalit tuottavat hedelmällisen maaperän. Mitä enemmän maaperässä on erilaisia materiaaleja, mukaan lukien haalistuvat kivipalat, sitä hedelmällisempi maaperä on. Tämä on tärkeää kasvien kasvattamiseksi ja sellaisenaan tärkeä viljelijöille, jotka kasvavat ihmisille ja eläimille tarkoitettua ruokaa. Jos maaperä ei sisällä laajaa seosta sekä biologisia että mineraalikomponentteja, se ei ole yhtä hedelmällinen, ja joissakin tapauksissa sillä voi olla minkäänlaista hedelmällisyyttä.
Ihmisen toiminta voi lisätä sään sään. Fossiilisten polttoaineiden ilman saastuminen johtaa happasadeen, joka kuluttaa kiviä, kuten marmoria ja kalkkikiveä, sekä niistä valmistettuja rakennuksia tai monumentteja. Fossiilisten polttoaineiden tuotannon aiheuttaman ilman pilaantumisen vähentäminen voi auttaa estämään happamien sateiden aiheuttamat ympäristövahingot edelleen.