Fryse-tø-cyklusser:Hvordan sten nedbrydes gennem fysisk forvitring

Af  Christina Sloane Opdateret 30. august 2022

Hvad er effekten af frysning og optøning på sten? ​Fryse-tø forvitring er resultatet af denne proces. En type ​fysisk forvitring ​ (også kaldet ​mekanisk forvitring ), forårsager fryse-tø-cyklusser nedbrydning af sten i mindre stykker. Mens frost-tø-forvitring ikke ændrer mineralsammensætningen af sten, den virker på, gør den dem mere sårbare over for kemisk forvitring, hvilket ændrer forbindelserne i sten.

Ofte arbejder processerne med fysisk og kemisk forvitring sammen over lange perioder. Frysning og optøning af vand i klippenes samlinger og revner skaber mindre fragmenter med mere overfladeareal, hvilket gør klipperne mere modtagelige for kemisk og biologisk forvitring.

Sådan fungerer frost-tø-forvitring

Sådan fungerer frost-tø-forvitring

En mekanisk proces, frost-tø-forvitring forårsager ​leddene ​ (revner) i sten for at udvide sig, hvilket kiler dele af sten fra hinanden. Fordi vandet udvider sig med omkring 10 %, når det fryser, skaber dette udadgående tryk i stensamlinger, hvilket gør revnerne større.

Led forekommer naturligt i klipper som følge af deres dannelse. Brud, der ikke er forskudt, samlinger gør det muligt for vand at trænge ind i klipperne.

I klimaer, hvor temperaturen falder til under frysepunktet om vinteren, størkner fugt i klippenes samlinger som is. Over tid, efter adskillige cyklusser med frysning og optøning, bliver samlingerne store nok til, at stenstykker begynder at falde af i mindre stykker. Denne nedbrydning af sten sker hurtigere i højere højder, hvor der kan forekomme mange fryse-tø-cyklusser i løbet af året.

Andre former for fysisk forvitring

Andre former for fysisk forvitring

Fryse-tø-forvitring er blot én måde, hvorpå sten nedbrydes via mekaniske processer. På lignende måde kan saltkrystalvækst også få stensamlinger til at udvide sig. Krystaller kan udvikle sig inde i stensamlinger, når vandet på stenene fordamper, da ioner i vandet udfældes under denne proces. Voksende krystaller inde i samlinger kan også kile stensamlinger fra hinanden. Saltkrystalvækst inde i stensamlinger kan ofte findes i nærheden af oceaner, hvor sten er udsat for saltvand.

En anden form for fysisk forvitring kaldes termisk ekspansion . Selvom sten kan modstå gradvise temperaturændringer, kan pludselige skift mellem varmt og koldt få sten til at revne. Fordi sten er lavet af forskellige mineraler, kan forskellene i sammentrækning og udvidelse af forskellige områder med temperaturændringer også skabe brud.

Skov- og græsbrande skaber intens varme og kan forårsage termisk udvidelse af sten. Vejrdannelse forårsaget af temperaturændringer er også almindelig i ørkener, hvor temperaturerne kan ændre sig væsentligt fra nat til dag.

Typer af vejrlig

Typer af vejrlig

Fysisk og kemisk forvitring er de to hovedtyper af forvitring; begge processer bryder sten i mindre stykker eller krystaller. Mens fysisk forvitring ikke ændrer den kemiske sammensætning af sten, gør kemisk forvitring det. Forvitring forårsaget af frysning og optøning er et eksempel på fysisk (også kaldet mekanisk) forvitring.

I kemisk forvitring ​, reagerer mineraler i bjergarter med vand, ilt og andre forbindelser i deres miljø. Kemisk forvitring forårsager opløsning eller ændring af mineraler i bjergarter, hvilket i sidste ende fører til deres nedbrydning. Ofte vil klipper, der er blevet påvirket af kemisk forvitring, danne oxider, der ændrer klippernes farver.

Sammen med fysisk og kemisk forvitring erkender geologer også den effekt, som andre levende organismer har på klipper. For eksempel forårsager trærødder, der vokser ind i samlinger af sten, kiling , som er en form for fysisk forvitring. Kemisk forvitring kan fremskyndes af de sure opløsninger af bakterier, der lever på sten, og gravende dyr kan gøre sten mere sårbare over for både fysisk og kemisk forvitring ved at bringe dem til jordens overflade.

Det kan være svært at adskille virkningerne af forskellige typer forvitring, da de nogle gange har en synergistisk effekt. Samspillet mellem fysisk og kemisk forvitring kan fremskynde den hastighed, hvormed sten nedbrydes, og nogle typer sten er mere modtagelige for forvitring på grund af deres sammensætning, placering og miljø.