化学的風化とは

化学的風化は、水、空気、または酸が岩石内の鉱物に化学的変化をもたらすときに発生するプロセスです。 これらの変化により、岩は溶解したり、新しい元素に変化したりします。 機械的風化とは異なり、化学的風化は風化岩の構造を変える可能性があります。 溶液、酸化、水和、炭酸化、および加水分解はすべて、このタイプの風化の例です。

解決策は、水のような溶媒が分解して岩を溶かすときに発生します。 水は、岩石に対して複数の化学的風化作用を持つ可能性があります。 岩の中の鉱物が水を吸収して膨張すると、岩の構造が不安定になります。 この効果は水分補給として知られています。

ほとんどのミネラルは純水に溶けませんが、少量でも酸が存在すると多くの鉱物はすぐに風化します。 水は二酸化炭素と結合することで自然に酸性になります。 二酸化炭素は地球の大気中に少量発生し、雨で酸性度を引き起こす可能性があります。 動物の呼吸と腐敗する有機物は二酸化炭素を土壌に追加し、地下水をわずかに酸性にします。 炭酸化は、二酸化炭素が岩石の鉱物と反応して、それらを溶解または弱めるときに発生します。

酸化は、空気中の酸素が岩石内のミネラルと結合して新しい化合物を形成するときに発生します。 錆は酸化の一例です。 大気中の酸素は豊富ですが、水が存在しない限り、酸化はゆっくりと起こります。 水に溶けている酸素はほとんどの酸化風化を引き起こします。

加水分解は、岩石内のミネラルが雨水に含まれる水素と化学反応するときに起こります。 これにより、新しい化合物が形成され、岩石の構造が弱まります。 たとえば、花崗岩が加水分解を受けると、岩に含まれる長石が粘土のような物質に変わり、岩を弱めます。

加水分解が起こると、岩は外部から影響を受けます。多くの要因が、岩の表面の化学風化の速度に影響を与えます。 岩に亀裂や割れ目が含まれている場合、風化によってこれらの断層が悪化します。 親材料の化学組成も風化速度に影響します。 一部の鉱物は、このような形態の風化に対してより脆弱です。 たとえば、玄武岩として知られる岩石は、化学的に不安定な鉱物が含まれているため、すぐに風化します。

化学風化は、北極または乾燥した環境よりも熱帯環境でより一般的です。 降雨量が多く、気温が高く、蒸発率が低いと、化学的風化を促進する雰囲気が生まれます。 表面積が大きい粒子は、表面積が小さい粒子よりも化学的風化のリスクが高くなります。 化学的風化は石の表面に影響を与えるため、石の表面積が大きいほど、風化の影響は大きくなります。 岩の上で成長する可能性のある菌類や藻類などの生物は、これらの生物の影響を受けていない岩と比較して、風化の急速な増加を助長する可能性があります。