Zvetrávaní
Zvetrávaní - proces
Zvetrávaní - chemická a fyzikální degradace hornin na relativně jemné částice (půdy a sedimenty) a rozpuštěné látky, klíčový prvek exogenního geochemického cyklu
• salinita oceánů
• výživa pro biotu
• rudy
• transformace povrchu
• spotřeba H+
• spotřeba C02
Zvetrávaní - posloupnost
Continued disruption of rock material
Weathering effect on rock material
Note: dissolution follows defects
Original rock
effect ot dissolution
rock material
broken by joinfe, bedding
T~l~
TU
CG
development of discontinuities
Physical breakdown extends, broadens original defects
O ° Q
O-i & ú Ions in
solution
Secondary weathering products ~
Residuum
Dearborn, Bull, InťlAss'n Big. Geol. v9,1974
Olivine \
Augite \
Increasing Mineral Stability
Calcic Piagiodase
Calci-Alkalic Plagioclase Hornblende /
\ Alkalic Plagioclase
Biotite /
Potassium Feldspar I
Muscovite I
Quartz
/
Mechanické zvetrávaní
Pulpit, Lysefjord, severní Norsko. Mount Whitney, Sierra Nevada.
Mechanické zvetrávaní
Yellowstone National Park.
-
Ta Prohm u Angkoru, Kambodža.
Chemické zvetrávaní
Chemické zvetrávaní
Voda, kyslík, oxid uhličitý
Hydrolýza
Hydratace
Oxidace
Vyluhování
• prosté rozpouštění (určeno součinem rozpustnosti)
• rozpouštění karbonátů: CaC03 + H2C03    Ca2+ + 2HC03"
• oxidace: Fe2Si04 + 1/2 02 + 2H20    Fe203 + H4Si04
• hydrolýza: Mg2Si04 + 4H20 -> 2Mg2+ + 40H" + J4Si04
2 NaAISi308 + 11 H20 -> 2Na+ + 20H"+ AI2Si205(OH)4 + H4Si04 3NaAISi308 + H2C03 + 7H20 -> 3Na+ + 3H4Si04 + AI(OH)3 + HC03" 3NaAISi308 + Mg2+ + 4H20 -> 2Na0 5A\, 5Mg0 5Si4O10(OH)2 + 2Na+ + H4Si04
Chemické zvetrávaní
CaAI2Si208 + H2C03 -> CaC03 + AI2Si205(OH)4
2 NaAISi308 + 11 H20 -> 2 Na+ + 2 0H-+ AI2Si205(OH)4 + H4Si04 3NaAISi308 + H2C03 + 7H20 -> 3 Na+ + 3 H4Si04 + AI(OH)3 + HC03"
3NaAISi308 + Mg2+ + 4H20 -> 2 Na0 5A\, 5Mg0 5Si4O10(OH)2 + 2 Na+ + H4Si04
Mg2Si04 + 4H20->2 Mg2+ + 4 OH" + H4Si04
Mg2Si04 + 4 H2C03 -> 2 Mg2+ + 4 HC03" + H4Si04
Mg2Si04 + 4H + ^2 Mg2+ + H4Si04
mnohotvárnost reakcí proti vysokoteplotním procesům (proč?)
Zvetrávaní - jílové minerály
Zvetrávaním horninotvorných minerálů vznikají jílové minerály: Variabilní zastupování Si4+ iony Al3+, nábojová nevyrovnanost vrstev, kompenzována dalšími iony, vyměnitelné katióny, výměnná kapacita
Zvetrávaní - podmínky
Doplňující faktory, které ovlivňují zvetrávaní
• Typ a struktura horniny
• Sklon svahů
• Klima
• Hrabavá zvířata, hmyz, červi
• Charles Darwin - červi - 2,5 kg/m2
• Čas"
150 100 Annual rainfall (cm)
Rychlost fyz. zvetrávaní
Mean annual precipitation in mm 508 1 016 1 524 2032 254-0
Mean annual precipitation in inches
Rychlost ehem. zvetrávaní
Mean annual precipitation in mm SOB 101 6 1524 2032 254Q
0 20 40 60 SO IOO
Mean annual precipitation in inches
Půda - profily
Půdy
Půdní profil Půdní horizonty
E
C
Oi - listy a organický odpad, většinou
nerozložený Oa - organický odpad, částečně
rozložený A - tmavě zbarvený horizont směsi
minerálů a organických látek,
vysoká biologická aktivita E - světle zbarvený horizont, ztráta
jílových minerálů, organických
látek, oxidů B - maximální akumulace jílových
minerálů, oxidů a organických látek (K - v aridních oblastech, více než 50 %
kalcitu, kaliche, hardpan) C - zvětralý zdrojový materiál, někdy
chybí R - zdrojová hornina
Někdy horizonty úplně chybí
Někdy zvláštní - laterity (latere - cihla)
Půdy - profily
New Mexico, semiaridní klima. Laterit, Indie.
Půda- struktura
• směs produktů zvetrávaní, org. látek a zbytků původních hornin a vody
• typická půda 5 % organických látek, 95 % anorganických
• posloupnost vrstev (půdní profil); je závislé na klimatu (T, srážky atd.), vegetaci, času, podložní hornině
Geochemie půdy
• Acidobazické a výměnné reakce v půdách
• Makroživiny
• Mikroživiny
• Pesticidy a chemické odpady v půdách
• Ztráta půdy - dezertifikace
Eroze
Eroze větrem a vodou Dopad dešťových kapek Povrchový splach Eolická eroze
(Aeolus - řecký bůh
větru) A b raze