Quá trình phong hoá là gì? Quá trình phong hóa lí học, hóa học, sinh học diễn ra như nào?
Danh mục nội dung
Quá trình phong hóa
Dưới tác động của những nhân tố bên ngoài (nhiệt độ, nước, hoạt động của vi sinh vật…) mà trạng thái vật lý và hoá học của đá và khoáng trên bề mặt đất bị biến đổi. Quá trình này gọi là quá trình phong hoá.
Kết quả của quá trình phong hoá là đá và khoáng chất bị phá vỡ thành những mảnh vụn, hoà tan, di chuyển làm cho trạng thái tồn tại và thành phần hoá học hoàn toàn bị thay đổi. Kết quả tạo ra những vật thể vun và xốp - sản phẩm phong hoá và sau quá trình phong hoá gọi là mẫu chất – nó là vật liệu cơ bản để tạo thành đất.
Mẫu chất và đất có mối liên quan mật thiết, những đặc tính và thành phần hoá học của mẫu chất phản ánh những đặc tính và thành phần của đất.
Dựa vào từng đặc trưng của từng nhân tố tác động, phong hoá được chia thành 3 loại: Phong hoá lý hoc, phong hoá hoá học và phong hoá sinh vật học. Các quá trình này xảy ra đồng thời và liên quan khăng khít nhau.
Các quá trình phong hóa
Phong hóa cơ học (vật lý)
Phong hóa cơ học phá vỡ các đá gốc thành những mảnh vụn mà không làm thay đổi thành phần hóa học của đá. Băng, nước, nước khe nứt là các tác nhân gây phong hóa cơ học chính do gây ra một lực tác động làm nở ra, mở rộng các khe nứt trong đá khiến đá vỡ ra thành các mảnh vụn. Giãn nở vì nhiệt cũng gây nên tác động giản căng và co lại dưới sự ảnh hưởng của việc nhiệt độ tăng lên hay giảm đi cũng giúp cho quá trình phong hóa cơ học diễn ra nhanh hơn. Phong hóa cơ học giúp làm tăng diện tiếp xúc bề mặt của đá khiến cho quá trình phong hóa hóa học dưới sự tác động của các yếu tố hóa học diễn ra nhanh hơn.
Phong hóa hóa học
Là quá trình phá huỷ các loại đá thành các khối vụn có kích thước to, nhỏ khác nhau, tuy nhiên nó không làm thay đổi màu sắc, các thành phần khoáng hoá của chúng. Còn nguyên nhân chính xả ra quá trình phong hoá hoá học là do các tác động của chất khí, nước và các khoáng chất hoà tan được trong nước… Quá trình phong hoá đá này xảy ra nhiều nhất ở những khu vực khí hậu xích đạo, gió mùa ẩm và các dạng địa hình các-xtơ ở miền đá vôi.
Các quá trình xảy ra:
- Quá trình hydrat hóa ( quá trình ngậm nước)
Nước là phân tử có cực, nên nếu khoáng chất có các cation và anion có hóa trị tự do sẽ hút phân tử nước và trở thành ngậm nước.
2Fe2O3 + 3H2O → 2Fe2O3. 3H2O
CaSO4 + 2H2O → CaSO4. 2H2O
Na2SO4 + 10H2O → Na2SO4. 3H2O
Hydat hóa làm độ cứng của khoáng giảm, thể tích tăng làm đá bị vỡ vụn và hòa tan. Như vậy phong hóa hóa học không chỉ phá vỡ đá về mặt hóa học, mà còn thúc đẩy quá trình phong hóa lý học.
- Quá trình oxy hóa
Trong các khoáng chất cấu tạo đá, chứa nhiều ion hóa trị thấp như (Fe2+ , Mn2+ ), những ion này bị oxy hóa thành hóa trị cao hơn làm cho khoáng bị phá hủy và thay đổi thành phần.
2FeS2 + 2H2O + 7O2 → 2FeSO4 + 2H2SO4
4FeSO4 + 2H2SO4 + O2 → 2Fe2(SO4)3 + H2O
- Quá trình thủy phân
Nước bi phân ly thành H+ + OH– . Trong vỏ quả đất chứa nhiều khoáng silicat – đó là muối của axit yếu (axit silic: H2SiO3, axit amulosilic: H2[Al2Si6O16]). Trong các khoáng này chứa các ion kim loại kiềm và kiềm thổ, trong quá trình thủy phân, những ion H+ do nước điện ly sẽ thay thế cation này.
K[AlSi3O8] + H+ + OH– → HalSi3O8 + KOH
Quá trình phong hóa hóa học làm đá vỡ vụn và thay đổi thành phần của khoáng và đá.
Phong hóa sinh học
Dưới tác động của sinh vật như vi khuẩn, nấm hay rễ cây… đá và khoáng vật bị phá huỷ được gọi là quá trình phong hoá sinh học. Lúc này, đá bị phá huỷ cả về mặt cơ giới và hoá học. Nguyên nhân dẫn đến quá trình phong hoá sinh học là do sự phát triển, tăng trưởng của rễ cây và sự bài tiết các chất.
Như vậy, khi so sánh ba quá trình phong hoá, chúng ta chủ yếu nói đến các tác nhân tác động và hệ quả của nó đối với các loại đá và khoáng vật. Mối quan hệ giữa 3 quá trình phong hoá này không diễn ra độc lập mà chúng có tác động qua lại, ảnh hưởng lẫn nhau, thậm chí đồng thời cùng xảy ra trên một khu vực.
So sánh sự giống và khác giữa phong hoá lí học và phong hoá hoá học
Mối quan hệ giữa quá trình phong hoá, vận chuyển và quá trình bồi tụ
Để xảy ra quá trình phong hoá hoàn thiện nhất thì phải kết hợp giữa quá trình vận chuyển và bồi tụ … bởi quá trình vận chuyển sẽ di chuyển vật liệu từ nơi này sang nơi khác, sau đó quá trình bồi tự sẽ giúp tích luỹ các vật liệu bị phá huỷ lại ở bề mặt địa hình thấp hơn.
Như vậy, quá trình phong hoá thành tạo các vật liệu đá và khoáng vật bị phá huỷ thành những mảnh vụn nhỏ và rất nhỏ. Quá trình vận chuyển sẽ mang những vật liệu này đến một nơi khác. Khi gặp được những điều kiện thuận lợi như địa hình, các vật liệu bồi tụ lại, san bằng hoặc làm gồ ghề thêm dạng địa hình ở khu vực đó. Mối quan hệ của ba quá trình này rất chặt chẽ với nhau, chúng có thể diễn ra đồng thời nhưng cách xa nhau về mặt không gian.
