Raakautuminen on prosessi, jossa kivet hajoavat hienommiksi paloiksi. Se on vahva prosessi, joka voi ajan myötä muuttaa alueen koko maiseman. Maaperä, jota ihmiset hyödyntävät tarkoituksiinsa, muodostuu kivien rapautumisesta. Sää on luonnollinen prosessi, mutta ihmisen toiminta voi kiihdyttää sen vauhtia.
Kemiallinen vs mekaaninen säänkesto
Ero kemiallisen ja mekaanisen sään välillä on se, että ensimmäinen on vuorovaikutuksessa kivien kanssa niiden molekyylitasolla, mutta jälkimmäinen säätelee kivet fyysisesti. Kemiallinen rapautuminen muuttaa kiven kemiallista rakennetta, mutta mekaaninen rapautuminen tapahtuu kitkan ja eroosion kautta.
Kemiallista säänmuutosta voidaan havaita kuumissa ja kosteissa tiloissa, jotka tarjoavat täydellisen tilan kemiallisille reaktioille. Kemiallinen rapautuminen johtaa erilaisten ja uudempien mineraalien muodostumiseen. Lisäksi viimeaikaiset tutkimukset ovat ehdottaneet, että kemiallinen sää voi auttaa torjumaan ilmakehän lisääntynyttä hiilidioksidia. Hiilidioksidi jää loukkuun sedimenttiin sään aikana, mikä auttaa vähentämään CO2-tasoja.
Mekaaninen rapautuminen on fysikaalinen prosessi ja se voidaan havaita kuivissa ilmasto-oloissa. Kivet hajoavat ympäristöolosuhteiden vuoksi. Ilmasto, lämpötila, vesi ja tuuli ovat tärkeimmät tekijät tässä prosessissa. Eroosio on osa tätä prosessia, mutta liiallinen eroosio voi johtaa maaperän tason huononemiseen.
Kemiallisen ja mekaanisen sään vertailutaulukko
| Vertailuparametrit | Kemiallinen säänkesto | Mekaaninen säänteko |
| Vuorovaikutus kivien kanssa | Kemiallinen | Fyysinen |
| Suositeltavat ilmasto-olosuhteet | Kuuma ja kostea | Kuiva ja kuuma; lämpötilan vaihtuessa usein. |
| Sään vaikuttavat aineet | Hapetus, karbonointi ja kosteutus | Lämpötila, vesi ja tuulet |
| Toimintaa kivillä | Se hajottaa ja pehmentää niitä. | Se halkeilee ja hajottaa ne hienommiksi paloiksi. |
| Uusien mineraalien muodostuminen | Johtaa uusien mineraalien muodostumiseen. | Uusia mineraaleja ei muodostu. |
| Vaikutus molekyylirakenteeseen | Muuttaa kivien ja siten myös maaperän kemiallista rakennetta. | Ei vaikuta molekyylirakenteeseen. |
Mikä on kemiallinen säänkesto?
Kemiallinen rapautuminen on prosessi, jossa kivet hajoavat muuttamalla niiden molekyylirakennetta. Maapallo tuottaa runsaasti kemikaaleja luonnollisesti useiden prosessien kautta. Nämä kemikaalit reagoivat luonnossa ja luovat joko maagisia tai kauhistuttavia asioita.
Jonkin kemiallisen prosessin seurauksena kivien koostumus muuttuu ja joskus ne kuihtuvat mineraaleiksi. Maisemat, joissa elämme, ovat muodostuneet vuosien sään ja eroosion seurauksena. Hapetus on yksi yleisimmistä sään aiheuttamista prosesseista. Rautaa tai sen korvikkeita sisältävät kivet ruostuvat hapettumisen seurauksena.
Vesi on tärkeä komponentti näissä kemiallisissa prosesseissa. Kivien kemikaalit joutuvat kosketuksiin veden kanssa ja muodostavat vuorovaikutuksessa uusia kemikaaleja ja yhdisteitä. Tämä kemiallinen sääprosessi tunnetaan hydrolyysinä. Esimerkiksi maasälpä hydrolysoituu, jolloin muodostuu savimineraaleja, mikä heikentää kiveä ja tekee siitä alttiimman murtumiselle.
Syy meriveden suolaiseen luonteeseen on vuosien kemiallisen sään tulos. Lisäksi hydrolyysin kautta muodostuu monia happoja, jotka vastineeksi reagoivat kivien kanssa. Hiilidioksidi reagoi veden kanssa muodostaen hiilihappoa, joka on avaintekijä luolien ja valtavien reikien muodostumiselle kiviin.
Happosade on myös toinen merkittävä kivien koostumusta muuttava tekijä. Mutta happosateet johtuvat ihmisen toiminnasta. Taj Mahalin värin muutos on seurausta hapon vuorovaikutuksesta muistomerkin kivien kanssa.
Mikä on mekaaninen säänhallinta?
Mekaanista säätä kutsutaan myös fysikaaliseksi rapautumiseksi. Tärkeimmät mekaanisen sään aiheuttajat ovat vesi, lämpötila ja paineen muutokset. Muut tekijät, kuten kasvit, eläimet, tuuli, maanjäristykset ja ihmisten puuttuminen, myös katalysoivat sään prosessia.
Mekaaninen sää hajottaa kivet pienemmiksi paloiksi. Vesi tunkeutuu pienempiin ja syvemmälle kivien välisiin rakoihin ja syövyttää kiviä vähitellen kulkiessaan niiden läpi. Joka kerta kun vesi kulkee näiden reikien läpi, pienet kiven hiukkaset kuluvat ja huuhtoutuvat pois vedellä.
Kun vesi jäätyy näiden rakojen väliin lämpötilan laskun vuoksi, nämä raot levenevät jään laajenemisominaisuuden vuoksi. Säännöllisen laajenemisen ja supistumisen seurauksena kivien lujuus heikkenee. Tällaiset laajennukset heikentävät kovimpiakin kiviä, ja vähitellen ne rapautuvat.
Lisäksi tuulet ja maanjäristykset aiheuttavat myös kitkaa kivien pinnan kanssa, mikä lopulta johtaa taas sään rappeutumiseen. Kivet, jotka ovat käyneet läpi tiukan sään, näyttävät sileämmiltä. Esimerkiksi joen uoman lähellä olevat kivet ovat tasaisempia kuin kukkulan läheltä löytyvät kivet.
Mekaaninen säänmuutos on luonnollinen prosessi – se edistää maaperän muodostumista, joka on hyödyllistä erilaisille ihmisen toimille. Mutta ihmisten äärimmäinen puuttuminen tähän prosessiin voi johtaa tuhoisiin tuloksiin.
Tärkeimmät erot kemiallisen ja mekaanisen sään välillä
Johtopäätös
Sää on olennainen prosessi ihmiselämän toiminnalle. Mutta sen kiihdyttäminen ihmisen toimien voimalla voi vähitellen kuluttaa välttämättömiä resursseja. Sään havainnoidaan niin fysikaalisella kuin kemiallisella tasolla.
Sekä kemiallinen että mekaaninen sää ovat välttämättömiä tasapainon säilyttämiseksi luonnossa. Kemiallisen sään vaikutuksesta uusia mineraaleja muodostuu jatkuvasti ja vähitellen. Ja mekaaninen sää auttaa muodostamaan uuden maakerroksen säilyttäen samalla kaikki tarvittavat mineraalit.
Fysikaaliset ja kemialliset säätoiminnot eri tasoilla. Molemmat prosessit ovat asteittaisia ja kestää tuhansia vuosia havaita selkeästi näkyvä muutos. Mutta kemiallinen rapautuminen on vielä hitaampaa kuin toinen, koska siihen liittyy mineraalien komponenttien modifiointi.
Sää heikentää kivien vakautta. Se on vaikuttanut monumentteihin ja historiallisiin teoksiin, koska ihmiset ovat puuttuneet sen prosessiin.
