Zvětrávání

Šablona:Infobox Geologický proces ```

``` Zvětrávání je soubor procesů, které vedou k rozpadu a chemické přeměně hornin, minerálů a dalších materiálů na zemském povrchu nebo v jeho blízkosti. Na rozdíl od eroze nezahrnuje transport rozrušeného materiálu. Zvětrávání je klíčovým exogenním geologickým procesem, který stojí na počátku tvorby půd a formuje zemský povrch do podoby, jakou známe dnes. Působením vody, vzduchu, změn teploty a živých organismů se pevná skalní hmota postupně mění na sypký materiál zvaný regolit nebo zvětralina. ```

```

⚙️ Základní principy

Zvětrávání je proces probíhající in situ, což znamená „na místě“. To je hlavní rozdíl oproti erozi, která zahrnuje nejen rozrušení, ale i následný transport materiálu (např. větrem, vodou, ledovcem). Zvětrávání připravuje materiál pro erozi.

Procesy zvětrávání se dělí do tří hlavních kategorií, které se v přírodě často prolínají a vzájemně ovlivňují:

• Fyzikální (mechanické) zvětrávání: Rozpad horniny na menší části (klasty) bez změny jejího chemického složení.
• Chemické zvětrávání: Rozklad minerálů v hornině prostřednictvím chemických reakcí, což vede ke vzniku nových, stabilnějších minerálů.
• Biologické zvětrávání: Rozrušování hornin způsobené živými organismy a jejich produkty. Často je kombinací fyzikálních i chemických procesů.

```

```

🧊 Fyzikální (mechanické) zvětrávání

Fyzikální zvětrávání zvyšuje celkový povrch horniny vystavený vnějším vlivům, čímž urychluje i procesy chemického zvětrávání. Mezi hlavní typy patří:

Mrazové zvětrávání (gelivace)

Tento proces je nejúčinnější v oblastech, kde teploty často kolísají kolem bodu mrazu. Voda, která zateče do puklin a trhlin v hornině, při zamrznutí zvětší svůj objem přibližně o 9 %. Vznikající led působí jako klín, který rozšiřuje pukliny. Opakované cykly zamrzání a tání vedou k postupnému roztrhání horniny. Výsledkem jsou ostrohranné úlomky, které tvoří kamenná moře nebo suťová pole.

Tlakové odlehčení (exfoliace)

Horniny, které vznikly hluboko pod zemským povrchem (např. žula), jsou pod obrovským tlakem nadložních vrstev. Když eroze odstraní tyto vrstvy, tlak se sníží a hornina se začne rozpínat. Toto rozpínání vede k odtrhávání slupek nebo desek rovnoběžných s povrchem, podobně jako se loupou vrstvy cibule. Tímto procesem vznikají charakteristické skalní dómy a klenby.

Termální expanze (insolace)

V pouštních oblastech s velkými denními výkyvy teplot dochází k opakovanému zahřívání a ochlazování povrchu hornin. Různé minerály v hornině mají odlišnou tepelnou roztažnost. Nerovnoměrné rozpínání a smršťování jednotlivých zrn vytváří v hornině pnutí, které může vést k jejímu postupnému rozpadu na menší zrna (tzv. dezintegrace).

Hydratace

Některé minerály, jako například jílové minerály nebo sádrovec, mohou pohlcovat vodu do své krystalové struktury. Tím zvětšují svůj objem, což vytváří tlak na okolní horninu a způsobuje její mechanický rozpad.

Abraze

Jedná se o obrušování hornin materiálem transportovaným větrem (koraze), vodou nebo ledem. I když je abraze často spojována s erozí, samotný proces obrušování povrchu je formou mechanického zvětrávání.

Biologická činnost

Kořeny rostlin pronikající do puklin v horninách je svým růstem mechanicky rozšiřují. Podobně působí i živočichové, kteří si v horninách hloubí nory a chodby. ```

```

🧪 Chemické zvětrávání

Chemické zvětrávání je nejintenzivnější v teplém a vlhkém klimatu. Voda je klíčovým činitelem, protože umožňuje průběh většiny chemických reakcí.

Oxidace

Při oxidaci reagují minerály s kyslíkem, obvykle rozpuštěným ve vodě. Tento proces je typický pro minerály obsahující železo, jako je pyrit nebo biotit. Oxidací vznikají oxidy a hydroxidy železa (např. hematit, limonit), které mají charakteristickou rezavou až hnědou barvu. Oxidace oslabuje strukturu horniny a usnadňuje její další rozpad.

Hydrolýza

Hydrolýza je nejdůležitějším procesem chemického zvětrávání silikátových minerálů (např. živců a slíd). Jedná se o reakci minerálů s vodou, přesněji s jejími ionty H+ a OH-. Výsledkem je rozklad původních minerálů a vznik nových, stabilnějších minerálů, především jílových minerálů (např. kaolinit) a uvolnění rozpuštěných iontů (např. draslíku, sodíku, vápníku) do roztoku.

Karbonatace

Tento proces se týká především rozpouštění karbonátových hornin, jako je vápenec nebo dolomit. Voda v atmosféře reaguje s oxidem uhličitým za vzniku slabé kyseliny uhličité (H₂CO₃). Tato kyselina pak reaguje s nerozpustným uhličitanem vápenatým (CaCO₃) a přeměňuje ho na rozpustný hydrogenuhličitan vápenatý (Ca(HCO₃)₂). Tento proces je základem vzniku krasových jevů, jako jsou jeskyně, závrty nebo škrapy.

Rozpouštění (soluce)

Některé minerály, například sůl kamenná (halit) nebo sádrovec, jsou přímo rozpustné ve vodě bez nutnosti předchozí chemické přeměny. Voda je jednoduše odnáší v roztoku. ```

```

🌱 Biologické zvětrávání

Živé organismy hrají významnou roli v procesech zvětrávání, a to jak mechanicky, tak chemicky.

• Mechanické působení: Jak již bylo zmíněno, kořeny rostlin mohou pronikat do skalních puklin a svým růstem je rozšiřovat. Podobně působí i živočichové hloubící nory.
• Chemické působení: Organismy produkují organické kyseliny, které mohou chemicky narušovat minerály. Například lišejníky a řasy rostoucí na povrchu skal vylučují kyseliny, které rozkládají minerály a získávají z nich živiny. Rozkládající se organická hmota v půdě (humus) také produkuje huminové kyseliny, které přispívají k chemickému zvětrávání.

```

```

🌍 Faktory ovlivňující zvětrávání

Rychlost a typ zvětrávání závisí na několika klíčových faktorech:

• Klima: Je nejdůležitějším faktorem. V teplém a vlhkém klimatu (tropy) dominuje rychlé chemické zvětrávání. V chladných a vlhkých oblastech převládá mrazové zvětrávání. V suchých (aridních) oblastech je zvětrávání pomalé a dominuje fyzikální rozpad vlivem teplotních změn.
• Složení horniny: Různé minerály mají různou odolnost vůči zvětrávání. Například křemen je velmi odolný, zatímco živec nebo kalcit zvětrávají mnohem rychleji. Struktura horniny (přítomnost puklin, vrstevnatost) také ovlivňuje, jak snadno do ní může pronikat voda a další činitelé.
• Povrch horniny: Čím větší je povrch horniny vystavený vnějším vlivům, tím rychleji zvětrávání probíhá. Fyzikální zvětrávání, které rozbíjí horninu na menší kusy, tak přímo urychluje chemické zvětrávání.
• Čas: Zvětrávání je pomalý proces. Čím déle je hornina vystavena zvětrávacím procesům, tím větší je stupeň jejího rozrušení.
• Topografie: Sklon svahu ovlivňuje rychlost odtoku vody a erozi. Na strmých svazích je zvětralý materiál rychle odnášen, což odkrývá čerstvý horninový podklad pro další zvětrávání. V rovinatých oblastech se naopak zvětraliny hromadí a vytvářejí mocné vrstvy půdy.

```

```

🏞️ Výsledky a význam zvětrávání

Zvětrávání má zásadní význam pro život na Zemi a pro formování krajiny.

• Vznik půdy: Zvětrávání je prvním a nejdůležitějším krokem v procesu tvorby půdy (pedogeneze). Rozrušením matečné horniny vzniká minerální substrát, který je následně obohacován organickou hmotou a dále přeměňován působením organismů. Bez zvětrávání by neexistovaly půdy a tím ani suchozemské ekosystémy v dnešní podobě.
• Tvorba regolitu: Zvětrávání vytváří na skalním podloží souvislou vrstvu nesoudržného materiálu zvanou regolit, která pokrývá většinu zemského povrchu.
• Formování krajiny: Zvětrávání je zodpovědné za vznik mnoha charakteristických krajinných prvků, jako jsou skalní města, skalní věže, skalní brány, jeskyně, suťová pole nebo zaoblené balvany (žokovité balvany).
• Uvolňování živin: Chemickým zvětráváním se z minerálů uvolňují prvky (např. draslík, vápník, fosfor), které jsou nezbytnými živinami pro rostliny.
• Vznik sedimentů: Materiál vzniklý zvětráváním je zdrojovým materiálem pro sedimentární horniny. Po transportu a uložení se tento materiál může opět zpevnit a vytvořit například pískovec, jílovec nebo slepenec.

```

```

💡 Pro laiky

Představte si kostku cukru. Pokud ji udeříte kladivem, rozpadne se na menší krystalky. To je jako fyzikální zvětrávání – původní materiál se jen mechanicky rozdělil na menší kousky, ale chemicky je to stále cukr.

Nyní si představte, že stejnou kostku cukru vložíte do šálku s horkým čajem. Kostka se začne rozpouštět a stane se součástí nápoje. To je jako chemické zvětrávání – látka změnila svou formu a složení prostřednictvím chemické reakce (rozpuštění).

V přírodě se to děje s obrovskými skalami po miliony let. Déšť, mráz, vítr a rostliny fungují jako pomalé kladivo a zároveň jako čaj. Mráz trhá skály na kusy (fyzikální zvětrávání) a kyselý déšť pomalu rozpouští minerály v nich obsažené (chemické zvětrávání). Výsledkem tohoto nekonečného procesu je hlína, písek a půda, na které roste vše živé. ```

```

Šablona:Aktualizováno ```