Kameny přicházející na povrch Země jsou neustále v kontaktu s atmosférou, biosférou, hydrosférou. Pod vlivem negativních faktorů prostředí se horniny začnou přetvářet a hroutit. Tento proces může trvat stovky nebo tisíce let. V důsledku toho se na povrchu Země tvoří zvětrávající kůra.
Definice a hlavní typy
Kůra zvětrávání je tedy vrstva sekundárních, ve většině případů uvolněných sedimentárních hornin, nacházejících se v horních vrstvách litosféry a vzniklých v důsledku destrukce horských pásem pod vlivem vnějších faktorů. Existují pouze tři hlavní typy eluvia, které vzniká jako výsledek procesů:
- physical;
- chemical;
- biologické.
Toto rozdělení je samozřejmě poněkud libovolné. Kůra zvětrávání vzniká v drtivé většině případů působením všech tří těchto faktorů v kombinaci. V tomto případě lze hovořit pouze o převaze podmínek pro vznik sedimentární vrstvy.
Trocha historie
Poprvé byl termín „zvětrávající kůra“zaveden do užívání švýcarským vědcem A. Gameem v roce 1879. Systematické studium takových geologických vrstev následně začalo v Rusku. Velký přínos k takovému výzkumu na konci 19. století měli například vynikající ruští vědci N. A. Bogoslovskij, K. D. Glinka, P. A. Zemjatčenskij. Zpočátku geologové nerozlišovali zvětrávací kůru od půdy. Domácí vědec V. V. Dokučajev tyto pojmy jasně rozdělil.
Jako samostatný obor geologie se věda o zvětrávání kůry zformovala teprve na počátku 20. století. Zakladateli nového směru byli zároveň i ruští vědci – I. I. Ginzburg, B. B. Polynov. K rozvoji tohoto úseku geologie samozřejmě významně přispěli i někteří zahraniční badatelé a nadšenci - Švéd O. Tamm, Američan W. Keller, Němec G. Garrassovets a mnoho dalších.
Fyzikální síly zvětrávání
V tomto případě je zvětrávací kůra vrstva vytvořená z matečné horniny, rozdrcená a dezintegrovaná bez významné změny minerálního složení. Takové kůry jsou velmi běžné v Arktidě a Antarktidě, v horách, pouštích a polopouštích. K fyzickému zvětrávání dochází hlavně v důsledku:
- četné cykly rozmrazování a zmrazování vody;
- změny teploty;
- působení kořenového systému rostlin;
- kopání děr pro zvířata;
- krystalizace solí obsažených v kapilární vodě.
Velké fragmenty ve zvětrávacích kůrách tohoto druhu se obvykle nacházejí poblížpodhůří nebo v depresích. Malé jsou přitom unášeny vodou a větrem, někdy i stovky kilometrů.
Vědci rozlišují pět hlavních typů fyzikálního zvětrávání:
- sněžný;
- frosty;
- oslunění (v pouštích);
- ice;
- biologické.
Destrukce chemických procesů
Horniny vystupující na zemský povrch se samozřejmě mohou přetvářet nejen vlivem fyzikálních faktorů. Stává se, že ke zvětrávání dochází i v důsledku složitých chemických procesů probíhajících v mateřském masivu. Dost často se tak ničí i skály. Hlavní faktory při chemické tvorbě zvětrávací kůry jsou:
- silné organické kyseliny;
- voda;
- sirovodík;
- kyselina uhličitá;
- kyslík;
- amoniak;
- biologická aktivita mikroorganismů.
V mocnosti matečné horniny může docházet k procesům vyluhování, oxidace, rozpouštění, hydrolýzy atd., což vede k narušení její struktury.
Biologické zvětrávání
Tento typ ničení je kombinací fyzikálních a chemických procesů. Například kořeny stromů a keřů mohou prorůstat do mateřské horniny, aby získaly vodu a živiny. Jak se vyvíjejí, rozdělují pole více a více. Zvířata dělají totéž, když se hrabou. Jeden gopher nebo třeba dub samozřejmě nemůže zničit celou skálu. Ale ve výsledkupro jejich životně důležitou činnost bude dutina následně získávat vodu. V důsledku toho se tvoří zvětrávací kůra. K destrukci mateřské horniny v tomto případě může dojít jak vlivem fyzikálních faktorů, tak i chemických reakcí.
Building
Zvětralá kůra je pole umístěné přímo pod půdou. Od posledně jmenovaného se liší především tím, že neprochází procesy tvorby humusu. Struktura kůry zvětrávání ve většině případů není příliš složitá. Při dostatečně dlouhých transformačních procesech se v něm rozlišují jasně definované horizonty. Například vrstvy v eluviu zdola nahoru mohou být uspořádány následovně:
- drcený kámen nebo klastický kámen - mírně pozměněný, mírně popraskaný, žula;
- hydroslídové - obvykle šedé barvy, snadno se rozbijí rukama;
- kaolin - minerální jílová hmota s oddělenými plochami sypkého štěrkového materiálu.
Tato struktura zvětrávající kůry je obvykle pozorována v žulových oblastech.
Fáze vývoje
Nejpříznivějšími podmínkami pro vznik eluvia jsou zarovnaný reliéf a horké klima. Existují čtyři fáze vývoje zvětrávací kůry:
- s převahou fyzického zvětrávání;
- odstranění snadno rozpustných prvků - síra, chlór, vápno;
- tvorba kaolinů s odstraňováním vápníku, draslíku a hořčíku;
- formace lateritů.
Lateritní zvětrávající kůrana horninách obohacených titanem, železem a hliníkem se dobře vyvíjí v tropických podmínkách.
Typy podle místa a podmínek vzdělávání
Zvětrávající kůry se samozřejmě mohou lišit nejen způsobem svého vzniku. Taková pole jsou také klasifikována podle složení. V tomto ohledu se rozlišují následující typy zvětrávací kůry:
- skalnatý - vznikl hlavně v horách;
- klastické - také nejčastěji vznikající v horských oblastech, reprezentované nezakulacenými troskami;
- uhličitan drobných zemin - vzniká na vyvřelých horninách nebo sprašových hlínách (Arménie, Krym, Mongolsko);
- jemnozrnný siallitic - krusty s komplexem siallitických materiálů (severoruská nížina);
- jílovitý – vzniká hlavně v suchém podnebí;
- jílovitý železitý - vzniká v tropických a subtropických zónách;
- feritické;
- bauxit - obsahující velké množství hydroxidu hlinitého.
Morfogenetické druhy
V tomto ohledu se rozlišují následující typy zvětrávací kůry:
- areál;
- lineární.
První typ útvarů pokrývá velmi rozsáhlé oblasti o rozloze několika stovek tisíc kilometrů čtverečních. V tomto případě se podél tektonicky oslabených zón vyvíjejí lineární kůry zvětrávání. Tvoří proto pouze malé lokální zóny v souladu se stávkou oblastí různé aktivity.
Rozřezání reliéfu může značně bránit tvorbě kůryzvětrávání. Vzestup míst často převyšuje rychlost tvorby eluvia. Výsledkem je, že zvětrávací kůra podléhá denudaci, dokud není zcela vytvořena. V tomto případě jsou do koncových odtokových nádrží vynášeny obrovské masy hrubě rozptýleného materiálu. Například r. Ob ročně doplní oceán o 394 km3 různých druhů hornin.
Jaká může být síla
Tvorba zvětrávací kůry na Zemi probíhá již mnoho tisíc let. Samozřejmě, že na různých místech planety takové procesy netrvaly ve stejných časových intervalech. Horniny, které vznikly ve fázi formování planety, byly zničeny déle, ty vzniklé v pozdějších obdobích - kratší dobu. Proto lze všechny zvětrávající kůry na Zemi podmíněně rozdělit na moderní a starověké.
První typ eluvia obvykle nemá příliš velkou sílu. Takové zvětrávací kůry se ještě plně nevytvořily a často nemají ani jasné horizonty. Starověké eluvium obvykle tvoří velmi silné masivy s výrazným vrstvením.
Na různých místech planety, v závislosti na délce formování, může mít zvětrávající kůra tloušťku od několika metrů do několika set metrů. Ve většině případů je mocnost eluviální vrstvy podloží 30–40 m. Zvětralinová kůra je nejsilnější v tropických a subtropických oblastech. Nejtenčí eluvia jsou obvykle pozorována v pouštích a stepích.
Starověké zvětrávající kůry se zase dělí na:
- Prekambrium;
- Svrchní paliozoikum;
- Trias-Jurassic;
- Křída-paleogen;
- Pleothin-Quaternary.
Takové krusty, již po svém vzniku, byly často podrobeny opakovaným bělícím procesům: chamotizaci, kaolinizaci, pyritizaci, gleyizaci, karbonatizaci, salinizaci atd. V současné době jsou taková eluvia na zemi velmi dobře zachována, zejména tam, kde jsou mladší jedny leží nad nimi skály, které je chrání před zničením.
Podvodní zvětrávání
Produkty destrukce hornin se samozřejmě mohou hromadit a vytvářet celé geologické masy nejen na zemském povrchu. Zvětrávající kůra je přítomna i na dně moří a oceánů. V tomto případě k destrukci horniny (halmyrolýze) dochází hlavně působením:
- mineralizovaná mořská voda;
- kolísání teploty vody;
- tlak;
- změny v režimu plynu atd.
Srážky se hromadí na dně moří a nádrží obvykle rychleji než na souši. Někdy se při halmyrolýze tvoří pod vodou tvrdé skořápky různého složení: vápenaté, železo-manganové, dolomitové atd. Tloušťka takových vrstev obvykle nepřesahuje 1 m.
Jaké minerály se mohou vyskytovat
Studium kůry zvětrávání má nejen teoretickou (obnovení paleogeografického nastavení doby vzniku), ale i praktickou hodnotu. Faktem je, že takové geologické formace jsou často bohaté na různé cenné minerály:
- železoruda;
- bauxites;
- mangan;
- niklové rudy;
- kob alty atd.
Ve starověkých zvětrávacích kůrách se v některých případech mohou různé druhy kovů akumulovat v oddělených oblastech ve větším množství než dokonce v mateřské hornině. Například takto vzniklo mnoho ložisek, která jsou nyní průmyslově vyvinuta na Uralu.
Docela cenné z hlediska lidského ekonomického využití mohou být také různé jílové útvary zvětrávacích krust. Takový materiál se používá jako keramická nebo žáruvzdorná surovina, vyznačuje se bělením a dalšími cennými vlastnostmi. Nejbohatší na různé druhy minerálů jsou samozřejmě starověké kůry.
Naplaveniny
Zvětrávající kůry jsou tedy útvary, které mají v naší době velký ekonomický význam z hlediska těžby kovů a jílu. Kromě toho jsou v takových vrstvách často roztroušena ložiska zlata, platiny, stříbra, diamantů atd. o velké ploše. V takových oblastech se těžba drahých kamenů a drahých kovů provádí, a to i průmyslovým způsobem. Taková ložiska lze nalézt ve starověkých i moderních zvětrávacích kůrách. Zlato, diamanty nebo platina jsou v tomto případě jednoduše vynášeny vodními toky z tloušťky hroutící se matečné horniny a hromadí se například v mělčinách nebo říčních ohybech.
Co je illuvium
Obvykle štěkejgeologové zvětrávání nazývají eluvium. Existuje však i jiný typ masivů, tvořených úlomky nikoli matečné horniny v této konkrétní oblasti, ale přivezenými zvenčí. Takové zvětrávací kůry se nazývají infiltrace. Jejich složení se může lišit. Rozlišují se například uhličitanová, síranová, solná a křemičitá iluvia. Samozřejmě se také poměrně často tvoří různé druhy usazenin ve zvětrávacích kůrách tohoto typu.
