Tại sao phong hoá vật lý lại diễn ra mạnh ở vùng sa mạc?

1. Quá trình phong hóa là gì?

Phong hóa là một quá trình quan trọng trong lĩnh vực địa chất và địa hình, dựa trên sự tác động của các yếu tố tự nhiên và môi trường lên đá và khoáng chất trên bề mặt đất. Quá trình này làm thay đổi trạng thái vật lý và hóa học của các loại đá và khoáng chất, làm cho chúng phá hủy, biến đổi, và tạo ra các sản phẩm mới.

Dưới tác động của các yếu tố bên ngoài như nhiệt độ, nước, hoạt động của vi sinh vật và các yếu tố hóa học như ôxi, khí cacbonic, axit, các loại đá và khoáng chất bị biến đổi thông qua quá trình phong hóa. Kết quả của phong hóa thường là việc đá và khoáng chất bị phá vỡ thành các mảnh vụn, hòa tan, và di chuyển. Điều này dẫn đến sự thay đổi hoàn toàn về trạng thái tồn tại và thành phần hóa học của các loại đá và khoáng chất.

Các sản phẩm phong hóa có thể bao gồm những vật thể vun và xốp. Sau quá trình phong hóa, chúng được gọi là mẫu chất, và mẫu chất này là một trong những thành phần cơ bản tạo nên đất. Mẫu chất và đất có mối liên quan mật thiết, và đặc tính và thành phần hóa học của mẫu chất thường phản ánh đặc tính và thành phần của đất.

2. Các quá trình phong hóa:

2.1. Quá trình phong hóa lí học:

Phong hóa lý học là một phần quan trọng trong quá trình biến đổi đá và khoáng vật dưới tác động của các yếu tố vật lý. Trong phong hóa lý học, không có sự thay đổi về thành phần hóa học hoặc cấu trúc khoáng chất của đá, nhưng chúng trải qua sự biến đổi về trạng thái vật lý. Dưới đây là một số yếu tố chính dẫn đến sự phong hóa lý học:

Giảm bớt sức ép: Một trong những nguyên nhân chính khiến đá bị vỡ là sự giảm áp suất. Ngay cả khi áp suất không cao, các viên đá có thể phát triển những vết nứt hoặc gãy. Những vết nứt này thường bắt nguồn từ những tảng đá được hình thành theo chiều ngang.

Thermoclasty: Đây là quá trình có liên quan đến sự biến đổi nhiệt độ giữa ngày và đêm. Sự biến đổi này tạo ra sự va chạm giữa nhiệt độ bên trong của đá và môi trường xung quanh nó. Ban ngày, áp suất nhiệt làm cho đá nở ra và mở rộng, trong khi ban đêm nó làm cho đá lạnh đi và co lại. Sự biến đổi liên tục này gây ra các vết nứt trên đá.

Gelifraction: Đây là quá trình mà đá vỡ ra dưới áp lực của băng nở. Khi nước đá đóng băng, nó tăng thể tích lên đến 9%. Chất lỏng này, khi tồn tại bên trong các tảng đá, tạo ra áp lực lên các mảnh đá và khiến chúng gãy từng bước.

Haloclasty: Quá trình này liên quan đến tác động của muối trên đá, tạo ra áp lực lên đá và gây ra sự nứt vỡ của nó. Muối được tìm thấy trong đá ở các môi trường khô cằn khác nhau. Khi mưa rơi, muối bị rửa trôi và kết tủa trên bề mặt đá. Sau đó, muối tạo ra áp lực lên các vết nứt và các mảnh đá, gây ra sự vỡ của chúng.

Phong hóa lý học là một phần quan trọng trong quá trình hình thành các đặc điểm địa hình và địa chất trên trái đất và thường là một yếu tố quan trọng trong sự biến đổi của môi trường tự nhiên

 2.2. Quá trình phong hóa hóa học:

Phong hóa hóa học là một quá trình quan trọng trong biến đổi đá và khoáng chất thông qua tác động của các yếu tố hóa học trong môi trường. Quá trình phong hóa hóa học có thể được chia thành nhiều giai đoạn khác nhau, mỗi giai đoạn tương ứng với các tác nhân và phản ứng hóa học cụ thể. Dưới đây là các giai đoạn cụ thể của quá trình phong hóa hóa học:

Oxy hóa: Giai đoạn này liên quan đến mối quan hệ giữa khoáng chất và oxy trong khí quyển. Khoáng chất có thể trải qua quá trình oxy hóa, trong đó oxy từ không khí tác động lên bề mặt đá hoặc khoáng chất. Sự oxy hóa này có thể gây ra sự biến đổi hoặc thay đổi trong cấu trúc của khoáng chất.

Giải tán: Quá trình giải tán xảy ra khi một khoáng chất hoà tan trong nước hoặc dung dịch khác. Trong giai đoạn này, các liên kết trong khoáng chất bị phá vỡ và chất bị hòa tan thành ion trong dung dịch. Đây là một quá trình quan trọng trong hình thành các đặc điểm địa chất và cấu trúc đất.

Carbonat hóa: Carbonat hóa liên quan đến tương tác giữa nước và carbon dioxide với khoáng chất. Khi nước hấp thụ carbon dioxide, nó trở nên axit và có thể tác động lên các khoáng chất, gây ra sự biến đổi hoặc giảm kích thước của chúng. Carbonat hóa thường là quá trình quan trọng trong việc hình thành các cấu trúc địa chất như động vật và hang động.

Hydrat hóa: Giai đoạn này liên quan đến sự tăng thể tích của khoáng chất do nước thẩm thấp vào trong cấu trúc của chúng. Một ví dụ về quá trình này có thể là sự gia tăng thể tích của thạch cao sau khi thấm nước.

Thủy phân: Thủy phân là quá trình phân hủy của một số khoáng chất do tác động của nước và hydroxit trong nước. Trong quá trình này, các phản ứng hóa học xảy ra và làm thay đổi cấu trúc và thành phần hóa học của khoáng chất.

Hóa sinh: Giai đoạn này liên quan đến sự tác động của tác nhân sinh học tồn tại trong đất, làm phát sinh các axit hữu cơ. Các vi sinh vật và hệ thống sinh học trong đất có thể gây ra các phản ứng hóa học và thay đổi thành phần hóa học của đá và khoáng chất.

Tất cả các giai đoạn này xảy ra đồng thời và tương tác mật thiết trong quá trình phong hóa hóa học. Phong hóa hóa học có vai trò quan trọng trong việc tạo ra các loại đất và địa hình đa dạng trên trái đất và là một yếu tố quan trọng trong quá trình tạo hình môi trường tự nhiên

2.3. Quá trình phong hóa sinh học:

Quá trình phong hóa sinh học là một phần quan trọng của quá trình biến đổi đá và khoáng chất dưới tác động của sinh vật. Trong phong hóa sinh học, các loài thực vật và động vật đóng một vai trò quan trọng trong việc tạo ra các biến đổi trong đá và khoáng chất. Dưới đây là một số khía cạnh quan trọng của quá trình phong hóa sinh học:

Hoạt động của các loại rễ: Các loại cây và cây cỏ có thể tạo ra các loại hợp chất hữu cơ thông qua rễ của họ, gây ra sự biến đổi trong cấu trúc và thành phần hóa học của đất và khoáng chất. Các rễ có thể tiết ra các chất hữu cơ, axit hữu cơ và các chất khác, gây ra sự phân hủy hoặc pha loãng khoáng chất.

Tác động của axit hữu cơ: Axit hữu cơ được tạo ra bởi hoạt động của vi khuẩn và loài thực vật có thể tác động lên đá và khoáng chất, gây ra sự phá hủy và biến đổi trong cấu trúc của chúng.

Tác động của nước: Nước, thông qua quá trình hòa tan các hợp chất hóa học, có thể gây ra sự giải tan và pha loãng khoáng chất trong đá. Nước cũng có thể làm tăng sự hình thành các chất mới trong quá trình phong hóa hóa học.

Tác động của sinh vật kháng axit: Một số sinh vật như giun đất có thể tạo ra các loại hợp chất kháng axit trong quá trình tiếp xúc với đá và khoáng chất. Những chất này có thể gây ra sự phân hủy và biến đổi trong cấu trúc của đá.

Phong hóa sinh học là một phần quan trọng trong việc hình thành và biến đổi môi trường tự nhiên. Các sinh vật đóng một vai trò quan trọng trong quá trình này và góp phần vào việc tạo ra các đặc điểm địa lý và địa chất đa dạng trên trái đất.

3. Tại sao phong hoá vật lý lại diễn ra mạnh ở vùng sa mạc?

Phong hóa vật lý và phong hóa hoá học, sinh học thường diễn ra mạnh mẽ ở vùng sa mạc vì sự kết hợp của nhiều yếu tố môi trường đặc biệt trong khu vực này. Dưới đây là một số nguyên nhân giải thích tại sao phong hóa mạnh mẽ ở vùng sa mạc:

Chênh lệch nhiệt độ giữa ban ngày và ban đêm: Vùng sa mạc thường có đặc điểm chênh lệch nhiệt độ lớn giữa ban ngày và ban đêm. Ban ngày, nhiệt độ có thể rất cao, trong khi ban đêm nhiệt độ giảm mạnh. Sự biến đổi nhiệt độ đột ngột này tạo ra một hiện tượng gọi là thermoclasty, khi mà đá và khoáng chất mở rộng và co lại theo thay đổi nhiệt độ, gây ra sự phá hủy cơ học của chúng.

Hiệu ứng của nhiệt độ: Sự nóng lên ban ngày và làm mát ban đêm tạo ra sự căng thẳng trong đá và khoáng chất. Hiện tượng này có thể dẫn đến sự tách rời và tạo ra các vết nứt trên bề mặt đá.

Thiếu nước: Vùng sa mạc thường thiếu nước, làm cho các quá trình hoá học diễn ra mạnh mẽ hơn. Nước thường tác động vào đá và khoáng chất, gây ra hiện tượng hòa tan và pha loãng. Vì thiếu nước, hiệu ứng này có thể tạo ra những vết nứt và biến đổi cấu trúc khoáng chất trong đá.

Khí hậu khắc nghiệt: Vùng sa mạc có khí hậu khắc nghiệt với nhiều nắng và ít mưa. Sự thay đổi nhiệt độ và tác động của môi trường khô cằn có thể góp phần vào quá trình phong hóa vật lý và hoá học. Sự biến đổi trong khí hậu có thể gây ra sự tách rời, tạo vết nứt, và làm thay đổi cấu trúc đá và khoáng chất.

Kết hợp của những yếu tố này tạo ra môi trường lý tưởng để phong hóa vật lý và hoá học diễn ra mạnh mẽ ở vùng sa mạc.