第四節 岩石的風化和侵蝕

你或者曾經對於各種岩石的奇異姿態,嘆為觀止,但這卻是岩石因風化和侵蝕作用被損壞後的結果。岩石的風化作用 (weathering) 是指,因物理或化學變化引起的,外露的大塊岩石被分裂為細塊的緩慢過程。水、風、空氣和溫度變化都會引起風化作用。岩石的侵蝕作用 (erosion) 是指,因風化產生的岩石塊,被重力或一些流動的媒介 (如河流、海浪、冰雪或風等) 帶走的過程。

岩石會因為日夜溫差在日間膨脹,晚上收縮。由於岩石中混合了不同的礦物,因此它們的膨脹和收縮程度各不相同。這種差異產生的應力,會令岩石碎裂。這種現象在沙漠尤為普遍。

溫度的變化能使岩石碎裂
Weathering freeze thaw action iceland.jpg

凍裂作用

下雨時,雨水會積聚於岩石裂縫中。當溫度降低至攝氏零度以下時,積聚的雨水因結冰而膨脹,迫使岩石中的裂縫加大。如此反覆多次之後,石塊慢慢變得脆弱並裂開。

溶解作用

岩石中可溶於水的礦物會被水溶解,令岩石出現凹陷。

水力作用

流動的水或海浪等,令已風化的岩石更易被磨損;同時,雨水、河水和海浪等亦會沖走岩石表面的石塊和礦物,造成岩石的侵蝕。

雨水亦能侵蝕岩石,特別是含有碳酸鈣的岩石。這是因為下雨時,空氣中的二氧化碳微溶於雨水,並與之反應,生成碳酸。碳酸呈酸性,能與碳酸鈣岩石發生化學反應,生成碳酸氫鈣。

\[\ce{二氧化碳 + 水 -> 碳酸}\]

\[\ce{碳酸 + 碳酸鈣 -> 碳酸氫鈣}\]

碳酸氫鈣是一種能溶於水的鹽,會隨著雨水被沖走,從而令碳酸鈣岩石被侵蝕。

隨著空氣污染的日益加劇,被排放到空氣中的污染物,如二氧化硫和二氧化氮等,會經由一系列反應,形成「酸雨」,這使得岩石的風化和侵蝕更為嚴重。

被侵蝕的雕像
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