Qu'est-ce que le vieillissement chimique?
L'altération chimique est un processus qui se produit lorsque l'eau, l'air ou des acides entraînent des modifications chimiques des minéraux contenus dans les roches. Ces changements entraînent la dissolution des roches ou leur transformation en nouveaux éléments. Contrairement aux intempéries, les intempéries chimiques peuvent modifier la composition des roches altérées. La solution, l'oxydation, l'hydratation, la carbonatation et l'hydrolyse sont tous des exemples de ce type de vieillissement.
La solution se produit lorsqu'un solvant tel que l'eau se décompose et dissout la roche. L'eau peut avoir de multiples effets de l'altération chimique sur les roches. Lorsque les minéraux dans la roche absorbent l'eau et se dilatent, la structure de la roche devient instable. Cet effet est appelé hydratation.
Bien que la plupart des minéraux ne soient pas solubles dans l'eau pure, beaucoup d'entre eux vont rapidement se dégrader même en présence de petites quantités d'acide. L'eau est naturellement rendue acide en se combinant au dioxyde de carbone. Le dioxyde de carbone est présent en petites quantités dans l'atmosphère terrestre, ce qui peut provoquer une acidité sous la pluie. La respiration des animaux et les matières organiques en décomposition peuvent ajouter du dioxyde de carbone au sol, entraînant une légère acidité de la nappe phréatique. La carbonatation se produit lorsque le dioxyde de carbone réagit avec les minéraux contenus dans les roches pour les dissoudre ou les affaiblir.
L'oxydation se produit lorsque l'oxygène de l'air se combine aux minéraux contenus dans une roche pour former de nouveaux composés chimiques. La rouille est un exemple d'oxydation. L'oxygène est abondant dans l'atmosphère, mais l'oxydation est lente à moins que de l'eau ne soit présente. L'oxygène dissous dans l'eau provoque la plupart des phénomènes d'oxydation dus au vieillissement.
L'hydrolyse a lieu lorsque les minéraux contenus dans une roche ont une réaction chimique avec l'hydrogène présent dans l'eau de pluie. Cela provoque la formation de nouveaux composés, affaiblissant la structure de la roche. Lorsque le granite est hydrolysé, par exemple, le feldspath contenu dans la roche se transforme en un matériau de type argile, ce qui affaiblit la roche.
Lorsque l'hydrolyse se produit, la roche est affectée de l'extérieur vers l'intérieur. De nombreux facteurs influent sur le taux d'altération chimique à la surface de la roche. Si la roche contient des fissures ou des fractures, les intempéries aggraveront ces défauts. La composition chimique du matériau de base affecte également le taux de vieillissement. Certains minéraux sont plus vulnérables à ces altérations; Par exemple, la roche connue sous le nom de basalte résiste rapidement en raison des minéraux chimiquement instables qu'elle contient.
L'altération chimique est plus fréquente dans les environnements tropicaux que dans les environnements arctiques ou arides. Les fortes précipitations, les températures plus chaudes et les faibles taux d'évaporation créent une atmosphère qui favorise les intempéries. Les particules de plus grande surface présentent un risque plus important d’altération chimique que les particules plus petites. Comme l'altération chimique affecte la surface d'une pierre, plus la surface de la pierre est grande, plus l'effet de l'altération peut être important. Les organismes tels que les champignons ou les algues qui peuvent se développer sur les roches peuvent favoriser une augmentation rapide de l’altération par rapport aux roches non affectées par ces organismes.