अपक्षय
अपक्षय चट्टानों , मिट्टी और खनिजों के साथ-साथ लकड़ी और कृत्रिम सामग्रियों का पानी, वायुमंडलीय गैसों और जैविक जीवों के संपर्क के माध्यम से टूटना है। अपक्षय सीटू में होता है (साइट पर, बहुत कम या बिना गति के), और इसे क्षरण के साथ भ्रमित नहीं होना चाहिए , जिसमें पानी , बर्फ , बर्फ , हवा , लहरों और गुरुत्वाकर्षण जैसे एजेंटों द्वारा चट्टानों और खनिजों का परिवहन शामिल है ।

अपक्षय प्रक्रियाओं को भौतिक और रासायनिक अपक्षय में विभाजित किया जाता है । भौतिक अपक्षय में गर्मी, पानी, बर्फ या अन्य एजेंटों के यांत्रिक प्रभावों के माध्यम से चट्टानों और मिट्टी का टूटना शामिल है। रासायनिक अपक्षय में चट्टानों और मिट्टी के साथ पानी, वायुमंडलीय गैसों और जैविक रूप से उत्पादित रसायनों की रासायनिक प्रतिक्रिया शामिल है। भौतिक और रासायनिक अपक्षय दोनों के पीछे पानी प्रमुख कारक है, [1] हालांकि वायुमंडलीय ऑक्सीजन और कार्बन डाइऑक्साइड और जैविक जीवों की गतिविधियाँ भी महत्वपूर्ण हैं। [2] जैविक क्रिया द्वारा रासायनिक अपक्षय को जैविक अपक्षय के रूप में भी जाना जाता है। [३]
जबकि बहुत ठंडे या बहुत शुष्क वातावरण में भौतिक अपक्षय सबसे तेज़ होता है, रासायनिक प्रतिक्रियाएँ सबसे तेज़ होती हैं जहाँ जलवायु गीली और गर्म होती है। हालांकि, दोनों प्रकार के अपक्षय एक साथ होते हैं, और प्रत्येक दूसरे को गति प्रदान करता है। [१] उदाहरण के लिए, ठंढ अपक्षय एक चट्टानी बहिर्वाह की सतह में दरारें पैदा करता है, जिससे चट्टान में घुसने के लिए पानी और हवा के मार्ग प्रदान करके रासायनिक प्रतिक्रियाओं के लिए इसे अधिक संवेदनशील बना दिया जाता है। विभिन्न अपक्षय एजेंट प्राथमिक खनिजों ( फेल्डस्पार और माइका ) को द्वितीयक खनिजों ( मिट्टी , हाइड्रॉक्साइड और कार्बोनेट ) में परिवर्तित करने और घुलनशील रूप में पौधों के पोषक तत्वों को छोड़ने के लिए मिलकर काम करते हैं।
चट्टान के टूटने के बाद बची हुई सामग्री मिट्टी बनाने के लिए कार्बनिक पदार्थों के साथ मिलती है । पृथ्वी की कई भू-आकृतियाँ और भू -दृश्य अपरदन और पुन: निक्षेपण के साथ संयुक्त अपक्षय प्रक्रियाओं का परिणाम हैं। अपक्षय चट्टान चक्र का एक महत्वपूर्ण हिस्सा है , और तलछटी चट्टान , जो पुरानी चट्टान के अपक्षय उत्पादों से बनती है, पृथ्वी के 66% महाद्वीपों और इसके समुद्र तल के अधिकांश हिस्से को कवर करती है । [४]
भौतिक अपक्षय
भौतिक अपक्षय , जिसे यांत्रिक अपक्षय या पृथक्करण भी कहा जाता है , प्रक्रियाओं का वर्ग है जो बिना रासायनिक परिवर्तन के चट्टानों के विघटन का कारण बनता है। यह आमतौर पर रासायनिक अपक्षय से बहुत कम महत्वपूर्ण होता है, लेकिन उप-आर्कटिक या अल्पाइन वातावरण में महत्वपूर्ण हो सकता है। [५] इसके अलावा, रासायनिक और भौतिक अपक्षय अक्सर साथ-साथ चलते हैं। उदाहरण के लिए, भौतिक अपक्षय द्वारा विस्तारित दरारें रासायनिक क्रिया के संपर्क में आने वाले सतह क्षेत्र को बढ़ा देंगी, इस प्रकार विघटन की दर को बढ़ा देंगी। [6]
पाला अपक्षय भौतिक अपक्षय का सबसे महत्वपूर्ण रूप है। अगला महत्व पौधों की जड़ों से होता है, जो कभी-कभी चट्टानों में दरारों में प्रवेश कर जाते हैं और उन्हें अलग कर देते हैं। कीड़े या अन्य जानवरों को दफनाने से भी चट्टान को विघटित करने में मदद मिल सकती है, जैसा कि लाइकेन द्वारा "प्लकिंग" कर सकता है। [7]
फ्रॉस्ट अपक्षय
फ्रॉस्ट अपक्षय भौतिक अपक्षय के उन रूपों का सामूहिक नाम है जो रॉक आउटक्रॉप्स के भीतर बर्फ के निर्माण के कारण होते हैं। यह लंबे समय से माना जाता था कि इनमें से सबसे महत्वपूर्ण फ्रॉस्ट वेजिंग है , जो जमने पर रोमछिद्रों के विस्तार के परिणामस्वरूप होता है। हालांकि, सैद्धांतिक और प्रायोगिक कार्य के बढ़ते शरीर से पता चलता है कि बर्फ अलगाव , जिसमें सुपरकूल्ड पानी चट्टान के भीतर बर्फ के लेंस में स्थानांतरित हो जाता है, अधिक महत्वपूर्ण तंत्र है। [8] [9]
जब पानी जम जाता है तो उसका आयतन 9.2% बढ़ जाता है। यह विस्तार सैद्धांतिक रूप से 200 मेगापास्कल (29,000 पीएसआई) से अधिक दबाव उत्पन्न कर सकता है, हालांकि अधिक यथार्थवादी ऊपरी सीमा 14 मेगापास्कल (2,000 पीएसआई) है। यह अभी भी ग्रेनाइट की तन्य शक्ति से बहुत अधिक है, जो लगभग 4 मेगापास्कल (580 साई) है। यह फ्रॉस्ट वेजिंग बनाता है, जिसमें रोमकूप का पानी जम जाता है और इसका वॉल्यूमेट्रिक विस्तार संलग्न चट्टान को भंग कर देता है, ठंढ अपक्षय के लिए एक प्रशंसनीय तंत्र प्रतीत होता है। हालांकि, महत्वपूर्ण दबाव उत्पन्न करने से पहले बर्फ सीधे, खुले फ्रैक्चर से फैल जाएगी। इस प्रकार फ्रॉस्ट वेडिंग केवल छोटे, कपटपूर्ण फ्रैक्चर में ही हो सकती है। [५] चट्टान को भी लगभग पूरी तरह से पानी से संतृप्त होना चाहिए, या बर्फ अधिक दबाव पैदा किए बिना असंतृप्त चट्टान में हवा के रिक्त स्थान में फैल जाएगी। ये स्थितियां काफी असामान्य हैं कि फ्रॉस्ट वेडिंग, फ्रॉस्ट अपक्षय की प्रमुख प्रक्रिया होने की संभावना नहीं है। [१०] जहां जल-संतृप्त चट्टान के पिघलने और जमने के दैनिक चक्र होते हैं, वहां फ्रॉस्ट वेडिंग सबसे प्रभावी होती है, इसलिए उष्णकटिबंधीय क्षेत्रों में, ध्रुवीय क्षेत्रों में, या शुष्क जलवायु में इसके महत्वपूर्ण होने की संभावना नहीं है। [५]
बर्फ का पृथक्करण भौतिक अपक्षय का एक कम सुविख्यात तंत्र है। [८] ऐसा इसलिए होता है क्योंकि बर्फ के दानों में हमेशा एक सतह परत होती है, अक्सर कुछ अणु मोटे होते हैं, जो ठोस बर्फ की तुलना में अधिक तरल पानी जैसा दिखता है, यहां तक कि हिमांक से काफी नीचे के तापमान पर भी। इस पूर्व पिघली हुई तरल परत में असामान्य गुण होते हैं, जिसमें चट्टान के गर्म भागों से केशिका क्रिया द्वारा पानी खींचने की प्रबल प्रवृत्ति भी शामिल है । इसके परिणामस्वरूप बर्फ के दाने की वृद्धि होती है जो आसपास की चट्टान पर काफी दबाव डालता है, [११] फ्रॉस्ट वेजिंग की तुलना में दस गुना अधिक होता है। यह तंत्र चट्टान में सबसे प्रभावी है जिसका तापमान हिमांक बिंदु के ठीक नीचे, -4 से -15 डिग्री सेल्सियस (25 से 5 डिग्री फारेनहाइट) है। बर्फ के अलगाव से चट्टान में फ्रैक्चर के भीतर बर्फ की सुइयों और बर्फ के लेंसों की वृद्धि होती है , और चट्टान की सतह के समानांतर, जो धीरे-धीरे चट्टान को अलग कर देती है। [९]
ताप का दबाव
तापमान परिवर्तन के कारण चट्टान के विस्तार और संकुचन के परिणामस्वरूप थर्मल तनाव अपक्षय होता है। उदाहरण के लिए, सूर्य के प्रकाश या आग से चट्टानों को गर्म करने से उनके घटक खनिजों का विस्तार हो सकता है। चूंकि कुछ खनिजों का विस्तार दूसरों की तुलना में अधिक गर्म होने पर होता है, तापमान में बदलाव से अंतर तनाव पैदा होता है जो अंततः चट्टान को अलग कर देता है। चूँकि चट्टान की बाहरी सतह अधिक संरक्षित आंतरिक भागों की तुलना में अक्सर गर्म या ठंडी होती है, कुछ चट्टानें आंतरिक और बाहरी भागों के बीच अंतर तनाव के कारण एक्सफोलिएशन (बाहरी परतों को छीलना) के कारण खराब हो सकती हैं। थर्मल स्ट्रेस अपक्षय सबसे प्रभावी होता है जब चट्टान के गर्म हिस्से को आसपास की चट्टान से दबाया जाता है, ताकि यह केवल एक दिशा में विस्तार करने के लिए स्वतंत्र हो। [12]
थर्मल स्ट्रेस अपक्षय में दो मुख्य प्रकार, थर्मल शॉक और थर्मल थकान शामिल हैं । थर्मल शॉक तब होता है जब तनाव इतना अधिक होता है कि चट्टान तुरंत टूट जाती है, लेकिन यह असामान्य है। अधिक विशिष्ट थर्मल थकान है, जिसमें तनाव तत्काल चट्टान की विफलता का कारण बनने के लिए पर्याप्त नहीं है, लेकिन बार-बार तनाव और रिलीज के चक्र धीरे-धीरे चट्टान को कमजोर करते हैं। [12]
रेगिस्तान में थर्मल स्ट्रेस अपक्षय एक महत्वपूर्ण तंत्र है , जहां एक बड़ी दैनिक तापमान सीमा होती है, दिन में गर्म और रात में ठंडी होती है। [१३] नतीजतन, थर्मल स्ट्रेस अपक्षय को कभी-कभी सूर्यातप अपक्षय कहा जाता है , लेकिन यह भ्रामक है। थर्मल स्ट्रेस अपक्षय तापमान में किसी भी बड़े बदलाव के कारण हो सकता है, न कि केवल तीव्र सौर तापन के कारण। यह ठंडी जलवायु में उतना ही महत्वपूर्ण है जितना कि गर्म, शुष्क जलवायु में। [१२] जंगल की आग भी तेजी से थर्मल स्ट्रेस अपक्षय का एक महत्वपूर्ण कारण हो सकती है। [14]
भूवैज्ञानिकों द्वारा थर्मल तनाव अपक्षय के महत्व को लंबे समय से छूट दी गई है, [५] [९] २०वीं शताब्दी के शुरुआती प्रयोगों के आधार पर जो यह दिखाते थे कि इसके प्रभाव महत्वहीन थे। इन प्रयोगों के बाद से अवास्तविक के रूप में आलोचना की गई, क्योंकि चट्टान के नमूने छोटे थे, पॉलिश किए गए थे (जो फ्रैक्चर के न्यूक्लियेशन को कम करता है), और उन्हें दबाया नहीं गया था। इस प्रकार ये छोटे नमूने प्रायोगिक ओवन में गर्म होने पर सभी दिशाओं में स्वतंत्र रूप से विस्तार करने में सक्षम थे, जो प्राकृतिक सेटिंग्स में संभावित तनाव के प्रकार का उत्पादन करने में विफल रहे। थर्मल थकान की तुलना में प्रयोग थर्मल शॉक के प्रति अधिक संवेदनशील थे, लेकिन थर्मल थकान प्रकृति में अधिक महत्वपूर्ण तंत्र होने की संभावना है। भू-आकृति विज्ञानियों ने विशेष रूप से ठंडी जलवायु में थर्मल तनाव अपक्षय के महत्व पर जोर देना शुरू कर दिया है। [12]
दाब कम करना

प्रेशर रिलीज या अनलोडिंग भौतिक अपक्षय का एक रूप है जिसे तब देखा जाता है जब गहराई से दबी हुई चट्टान को निकाला जाता है । घुसपैठ करने वाली आग्नेय चट्टानें, जैसे ग्रेनाइट , पृथ्वी की सतह के नीचे गहराई से बनती हैं। चट्टान सामग्री के ऊपर होने के कारण वे अत्यधिक दबाव में हैं । जब अपरदन ऊपरी चट्टान सामग्री को हटा देता है, तो ये घुसपैठ चट्टानें उजागर हो जाती हैं और उन पर दबाव मुक्त हो जाता है। चट्टानों के बाहरी हिस्से तब फैलते हैं। विस्तार तनाव पैदा करता है जो चट्टान की सतह के समानांतर फ्रैक्चर का कारण बनता है। समय के साथ, चट्टान की चादरें फ्रैक्चर के साथ उजागर चट्टानों से अलग हो जाती हैं, एक प्रक्रिया जिसे एक्सफोलिएशन के रूप में जाना जाता है । दबाव मुक्त होने के कारण छूटना को "शीटिंग" के रूप में भी जाना जाता है। [15]
थर्मल अपक्षय के साथ, दबाव मुक्त चट्टान में सबसे प्रभावी है। यहां बिना दबाव वाली सतह की ओर निर्देशित अंतर तनाव 35 मेगापास्कल (5,100 पीएसआई) जितना ऊंचा हो सकता है, आसानी से चट्टान को तोड़ने के लिए पर्याप्त है। यह तंत्र खानों और खदानों में स्पैलिंग और रॉक आउटक्रॉप्स में जोड़ों के निर्माण के लिए भी जिम्मेदार है । [16]
एक ऊपरी ग्लेशियर के पीछे हटने से दबाव मुक्त होने के कारण छूटना भी हो सकता है। इसे अन्य भौतिक पहनने के तंत्र द्वारा बढ़ाया जा सकता है। [17]
नमक-क्रिस्टल विकास

नमक क्रिस्टलीकरण (जिसे नमक अपक्षय , नमक वेडिंग या हेलोक्लास्टी के रूप में भी जाना जाता है ) चट्टानों के विघटन का कारण बनता है जब खारा समाधान चट्टानों में दरारें और जोड़ों में रिसता है और वाष्पित हो जाता है, नमक क्रिस्टल को पीछे छोड़ देता है । बर्फ के पृथक्करण की तरह, नमक के दानों की सतह केशिका क्रिया के माध्यम से अतिरिक्त घुले हुए लवणों को खींचती है, जिससे नमक लेंस का विकास होता है जो आसपास की चट्टान पर उच्च दबाव डालता है। नमक अपक्षय के उत्पादन में सोडियम और मैग्नीशियम लवण सबसे प्रभावी हैं। नमक अपक्षय तब भी हो सकता है जब तलछटी चट्टान में पाइराइट को रासायनिक रूप से आयरन (II) सल्फेट और जिप्सम में बदल दिया जाता है , जो तब नमक लेंस के रूप में क्रिस्टलीकृत हो जाते हैं। [९]
नमक का क्रिस्टलीकरण उन जगहों पर हो सकता है जहाँ लवण वाष्पीकरण द्वारा केंद्रित होते हैं। इस प्रकार यह शुष्क जलवायु में सबसे आम है जहां मजबूत ताप मजबूत वाष्पीकरण और तटों के साथ होता है। [९] तफ़ोनी के निर्माण में नमक अपक्षय संभावित रूप से महत्वपूर्ण है , जो गुफाओं वाली चट्टान अपक्षय संरचनाओं का एक वर्ग है। [18]
यांत्रिक अपक्षय पर जैविक प्रभाव
जीवित जीव यांत्रिक अपक्षय के साथ-साथ रासायनिक अपक्षय में योगदान दे सकते हैं (देखें नीचे जैविक अपक्षय )। लाइकेन और काई अनिवार्य रूप से नंगे चट्टानी सतहों पर उगते हैं और अधिक आर्द्र रासायनिक सूक्ष्म वातावरण बनाते हैं। चट्टान की सतह से इन जीवों का जुड़ाव चट्टान की सतह के माइक्रोलेयर के भौतिक और साथ ही रासायनिक टूटने को बढ़ाता है। लाइकेन उनके साथ नंगे शेल से ढीला जिज्ञासा खनिज अनाज भी देखा गया है हाईफे (rootlike लगाव संरचनाओं), एक प्रक्रिया के रूप में वर्णित तोड़ , [15] और उनके शरीर, जहां टुकड़े तो रासायनिक अपक्षय की एक प्रक्रिया से गुजरना नहीं में टुकड़े को खींचने के लिए पाचन के विपरीत। [१९] बड़े पैमाने पर, एक दरार और पौधों की जड़ों में अंकुरित अंकुर शारीरिक दबाव के साथ-साथ पानी और रासायनिक घुसपैठ के लिए एक मार्ग प्रदान करते हैं। [7]
रासायनिक टूट फुट

अधिकांश चट्टानें ऊंचे तापमान और दबाव पर बनती हैं, और चट्टान बनाने वाले खनिज अक्सर पृथ्वी की सतह की अपेक्षाकृत ठंडी, गीली और ऑक्सीकरण स्थितियों में रासायनिक रूप से अस्थिर होते हैं। रासायनिक अपक्षय तब होता है जब पानी, ऑक्सीजन, कार्बन डाइऑक्साइड और अन्य रासायनिक पदार्थ इसकी संरचना को बदलने के लिए चट्टान के साथ प्रतिक्रिया करते हैं। ये प्रतिक्रियाएं चट्टान में कुछ मूल प्राथमिक खनिजों को माध्यमिक खनिजों में परिवर्तित करती हैं, अन्य पदार्थों को विलेय के रूप में हटाती हैं, और सबसे स्थिर खनिजों को रासायनिक रूप से अपरिवर्तित प्रतिरोधी के रूप में छोड़ देती हैं । वास्तव में, रासायनिक अपक्षय चट्टानों में खनिजों के मूल सेट को खनिजों के एक नए सेट में बदल देता है जो सतह की स्थितियों के साथ निकट संतुलन में होता है। हालांकि, वास्तविक संतुलन शायद ही कभी पहुंचता है, क्योंकि अपक्षय एक धीमी प्रक्रिया है, और लीचिंग अपक्षय प्रतिक्रियाओं द्वारा उत्पादित विलेय को संतुलन के स्तर तक जमा करने से पहले दूर ले जाती है। यह उष्णकटिबंधीय वातावरण में विशेष रूप से सच है। [20]
जल रासायनिक अपक्षय का प्रमुख एजेंट है, जो सामूहिक रूप से हाइड्रोलिसिस के रूप में वर्णित प्रतिक्रियाओं के माध्यम से कई प्राथमिक खनिजों को मिट्टी के खनिजों या हाइड्रेटेड ऑक्साइड में परिवर्तित करता है । ऑक्सीजन भी महत्वपूर्ण है, कार्बन डाइऑक्साइड के रूप में कई खनिजों को ऑक्सीकरण करने के लिए कार्य करता है, जिनकी अपक्षय प्रतिक्रियाओं को कार्बोनेशन के रूप में वर्णित किया जाता है । रासायनिक अपक्षय को जैविक एजेंटों द्वारा बढ़ाया जाता है, जैसे कि माइक्रोबियल और पौधे-जड़ चयापचय और क्षय द्वारा उत्पादित एसिड। [21]
पर्वत ब्लॉक उत्थान की प्रक्रिया वातावरण और नमी के लिए नए रॉक स्ट्रेट को उजागर करने में महत्वपूर्ण है, जिससे महत्वपूर्ण रासायनिक अपक्षय होने में सक्षम होता है; सतही जल में Ca 2+ और अन्य आयनों का महत्वपूर्ण विमोचन होता है । [22]
विघटन

विघटन (जिसे सरल विलयन या सर्वांगसम विघटन भी कहा जाता है ) वह प्रक्रिया है जिसमें कोई नया ठोस पदार्थ उत्पन्न किए बिना खनिज पूरी तरह से घुल जाता है। [२३] वर्षा जल घुलनशील खनिजों, जैसे कि हैलाइट या जिप्सम को आसानी से घोल देता है , लेकिन पर्याप्त समय दिए जाने पर क्वार्ट्ज जैसे अत्यधिक प्रतिरोधी खनिजों को भी घोल सकता है । [२४] पानी क्रिस्टल में परमाणुओं के बीच के बंधन को तोड़ता है: [२५]
क्वार्ट्ज के विघटन के लिए समग्र प्रतिक्रिया है
- सिओ
2 + 2H
2ओ → एच
4सिओ
4
घुला हुआ क्वार्ट्ज सिलिकिक एसिड का रूप ले लेता है ।
विघटन का एक विशेष रूप से महत्वपूर्ण रूप कार्बोनेट विघटन है, जिसमें वायुमंडलीय कार्बन डाइऑक्साइड समाधान अपक्षय को बढ़ाता है। कार्बोनेट विघटन कैल्शियम कार्बोनेट युक्त चट्टानों को प्रभावित करता है , जैसे चूना पत्थर और चाक । यह तब होता है जब वर्षा का पानी कार्बन डाइऑक्साइड के साथ मिलकर कार्बोनिक एसिड बनाता है , एक कमजोर एसिड , जो कैल्शियम कार्बोनेट (चूना पत्थर) को घोलता है और घुलनशील कैल्शियम बाइकार्बोनेट बनाता है । धीमी प्रतिक्रिया कैनेटीक्स के बावजूद , इस प्रक्रिया को कम तापमान पर थर्मोडायनामिक रूप से पसंद किया जाता है, क्योंकि ठंडे पानी में कार्बन डाइऑक्साइड गैस अधिक होती है ( गैसों की प्रतिगामी घुलनशीलता के कारण )। इसलिए कार्बोनेट विघटन हिमनदों के अपक्षय की एक महत्वपूर्ण विशेषता है। [26]
कार्बोनेट विघटन में निम्नलिखित चरण शामिल हैं:
- सीओ 2 + एच 2 ओ → एच 2 सीओ 3
- कार्बन डाइऑक्साइड + पानी → कार्बोनिक एसिड
- एच 2 सीओ 3 + सीएसीओ 3 → सीए ( एचसीओ 3 ) 2
- कार्बोनिक एसिड + कैल्शियम कार्बोनेट → कैल्शियम बाइकार्बोनेट
अच्छी तरह से संयुक्त चूना पत्थर की सतह पर कार्बोनेट विघटन एक विच्छेदित चूना पत्थर फुटपाथ पैदा करता है । यह प्रक्रिया जोड़ों के साथ-साथ उन्हें चौड़ा और गहरा करने के लिए सबसे प्रभावी है। [27]
प्रदूषित वातावरण में, घुले हुए कार्बन डाइऑक्साइड के कारण वर्षा जल का पीएच लगभग 5.6 है। अम्लीय वर्षा तब होती है जब वातावरण में सल्फर डाइऑक्साइड और नाइट्रोजन ऑक्साइड जैसी गैसें मौजूद होती हैं। ये ऑक्साइड बारिश के पानी में मजबूत एसिड बनाने के लिए प्रतिक्रिया करते हैं और पीएच को 4.5 या 3.0 तक कम कर सकते हैं। सल्फर डाइऑक्साइड , SO 2 , ज्वालामुखी विस्फोट से या जीवाश्म ईंधन से आता है, वर्षा जल के भीतर सल्फ्यूरिक एसिड बन सकता है , जो चट्टानों पर अपक्षय का समाधान कर सकता है, जिस पर यह गिरता है। [28]
हाइड्रोलिसिस और कार्बोनेशन
हाइड्रोलिसिस (जिसे असंगत विघटन भी कहा जाता है ) रासायनिक अपक्षय का एक रूप है जिसमें खनिज के केवल एक हिस्से को घोल में लिया जाता है। शेष खनिज एक नए ठोस पदार्थ में बदल जाता है, जैसे कि मिट्टी का खनिज । [२९] उदाहरण के लिए, फोरस्टेराइट (मैग्नीशियम ओलिवाइन ) को ठोस ब्रुसाइट और घुलित सिलिकिक एसिड में हाइड्रोलाइज्ड किया जाता है :
- Mg 2 SiO 4 + 4 H 2 O ⇌ 2 Mg(OH) 2 + H 4 SiO 4
- फोरस्टेराइट + पानी ब्रुसाइट + सिलिकिक एसिड
खनिजों के अपक्षय के दौरान अधिकांश हाइड्रोलिसिस एसिड हाइड्रोलिसिस होता है , जिसमें प्रोटॉन (हाइड्रोजन आयन), जो अम्लीय पानी में मौजूद होते हैं, खनिज क्रिस्टल में रासायनिक बंधनों पर हमला करते हैं। [३०] खनिजों में विभिन्न धनायनों और ऑक्सीजन आयनों के बीच के बंधन ताकत में भिन्न होते हैं, और सबसे कमजोर पर पहले हमला किया जाएगा। इसका परिणाम यह होता है कि आग्नेय चट्टानों के मौसम में खनिज लगभग उसी क्रम में होते हैं जिसमें वे मूल रूप से बने थे ( बोवेन की प्रतिक्रिया श्रृंखला )। [३१] आपेक्षिक बंधन शक्ति निम्नलिखित तालिका में दिखाई गई है: [२५]
बॉन्ड | ताकत की क्षमता |
---|---|
सी–ओ | २.४ |
Ti–O | १.८ |
अल-ओ | 1.65 |
फे +3 -ओ | १.४ |
एमजी-ओ | 0.9 |
फे +2 -ओ | 0.85 |
एमएन-ओ | 0.8 |
सीए-ओ | 0.7 |
ना–ओ | 0.35 |
के–ओ | 0.25 |
यह तालिका अपक्षय के क्रम के लिए केवल एक मोटा मार्गदर्शक है। कुछ खनिज, जैसे कि अशिक्षित , असामान्य रूप से स्थिर होते हैं, जबकि सिलिकॉन-ऑक्सीजन बंधन की ताकत को देखते हुए सिलिका असामान्य रूप से अस्थिर होती है। [32]
कार्बन डाइऑक्साइड जो कार्बोनिक एसिड बनाने के लिए पानी में घुल जाता है, प्रोटॉन का सबसे महत्वपूर्ण स्रोत है, लेकिन कार्बनिक अम्ल भी अम्लता के महत्वपूर्ण प्राकृतिक स्रोत हैं। [३३] भंग कार्बन डाइऑक्साइड से एसिड हाइड्रोलिसिस को कभी-कभी कार्बोनेशन के रूप में वर्णित किया जाता है , और इसके परिणामस्वरूप प्राथमिक खनिजों का माध्यमिक कार्बोनेट खनिजों में अपक्षय हो सकता है। [३४] उदाहरण के लिए, फोरस्टेराइट का अपक्षय प्रतिक्रिया के माध्यम से ब्रुसाइट के बजाय मैग्नेसाइट का उत्पादन कर सकता है:
- Mg 2 SiO 4 + 2 CO 2 + 2 H 2 O ⇌ 2 MgCO 3 + H 4 SiO 4
- फोरस्टेराइट + कार्बन डाइऑक्साइड + पानी ⇌ मैग्नेसाइट + घोल में सिलिकिक एसिड
सिलिकेट अपक्षय द्वारा कार्बोनिक एसिड का सेवन किया जाता है , जिसके परिणामस्वरूप बाइकार्बोनेट के कारण अधिक क्षारीय समाधान होते हैं । इस कंपनी की राशि को नियंत्रित करने में एक महत्वपूर्ण प्रतिक्रिया है 2 माहौल में और जलवायु को प्रभावित कर सकते हैं। [35]
सोडियम या पोटेशियम आयनों जैसे अत्यधिक घुलनशील धनायनों वाले एल्युमिनोसिलिकेट्स , एसिड हाइड्रोलिसिस के दौरान भंग बाइकार्बोनेट के रूप में धनायनों को छोड़ देंगे:
- 2 कालसी 3 ओ 8 + 2 एच 2 सीओ 3 + 9 एच 2 ओ ⇌ अल 2 सी 2 ओ 5 (ओएच) 4 + 4 एच 4 सिओ 4 + 2 के + + 2 एचसीओ 3 -
- ऑर्थोक्लेज़ (एल्युमिनोसिलिकेट फेल्डस्पार) + कार्बोनिक एसिड + पानी ⇌ काओलाइट (एक मिट्टी का खनिज) + घोल में सिलिकिक एसिड + घोल में पोटेशियम और बाइकार्बोनेट आयन
ऑक्सीकरण
अपक्षय वातावरण में विभिन्न धातुओं का रासायनिक ऑक्सीकरण होता है। सबसे अधिक देखा गया Fe 2+ ( लोहा ) का ऑक्सीजन और पानी द्वारा ऑक्सीकरण Fe 3+ ऑक्साइड और हाइड्रॉक्साइड जैसे गोएथाइट , लिमोनाइट और हेमेटाइट बनाने के लिए है । यह प्रभावित चट्टानों को सतह पर एक लाल-भूरे रंग का रंग देता है जो आसानी से टूट जाता है और चट्टान को कमजोर कर देता है। कई अन्य धातु अयस्कों और खनिजों का ऑक्सीकरण और रंग जमा उत्पादन करने के लिए हाइड्रेट, के रूप में के अपक्षय दौरान सल्फर करता सल्फाइड खनिज जैसे chalcopyrites या CuFeS 2 के लिए ऑक्सीकरण तांबा हाइड्रोक्साइड और लोहे के आक्साइड । [36]
हाइड्रेशन
खनिज जलयोजन रासायनिक अपक्षय का एक रूप है जिसमें खनिज के परमाणुओं और अणुओं के लिए पानी के अणुओं या एच + और ओएच-आयनों का कठोर लगाव शामिल होता है। कोई महत्वपूर्ण विघटन नहीं होता है। उदाहरण के लिए, लोहे के आक्साइड लोहे के हाइड्रॉक्साइड में परिवर्तित हो जाते हैं और एनहाइड्राइट के जलयोजन से जिप्सम बनता है । [37]
खनिजों का थोक जलयोजन विघटन, हाइड्रोलिसिस और ऑक्सीकरण के लिए गौण है, [३६] लेकिन क्रिस्टल की सतह का जलयोजन हाइड्रोलिसिस में महत्वपूर्ण पहला कदम है। खनिज क्रिस्टल की एक ताजा सतह उन आयनों को उजागर करती है जिनका विद्युत आवेश पानी के अणुओं को आकर्षित करता है। इनमें से कुछ अणु H+ में टूट जाते हैं जो उजागर आयनों (आमतौर पर ऑक्सीजन) और OH- से बंध जाते हैं जो उजागर हुए धनायनों से जुड़ जाते हैं। यह आगे सतह को बाधित करता है, जिससे यह विभिन्न हाइड्रोलिसिस प्रतिक्रियाओं के लिए अतिसंवेदनशील हो जाता है। अतिरिक्त प्रोटॉन सतह में उजागर हुए धनायनों को प्रतिस्थापित करते हैं, धनायनों को विलेय के रूप में मुक्त करते हैं। जैसे-जैसे धनायनों को हटा दिया जाता है, सिलिकॉन-ऑक्सीजन और सिलिकॉन-एल्यूमीनियम बांड हाइड्रोलिसिस के लिए अधिक संवेदनशील हो जाते हैं, जिससे सिलिकिक एसिड और एल्यूमीनियम हाइड्रॉक्साइड दूर हो जाते हैं या मिट्टी के खनिज बनते हैं। [३२] [३८] प्रयोगशाला प्रयोगों से पता चलता है कि फेल्डस्पार क्रिस्टल का अपक्षय क्रिस्टल की सतह पर अव्यवस्था या अन्य दोषों से शुरू होता है, और यह कि अपक्षय परत केवल कुछ परमाणु मोटी होती है। खनिज अनाज के भीतर प्रसार महत्वपूर्ण प्रतीत नहीं होता है। [39]

जैविक अपक्षय
मिट्टी के सूक्ष्मजीवों द्वारा खनिज अपक्षय भी शुरू या तेज किया जा सकता है। मृदा जीव लगभग 10 मिलीग्राम/सेमी 3 ठेठ मिट्टी बनाते हैं, और प्रयोगशाला प्रयोगों ने प्रदर्शित किया है कि एल्बाइट और मस्कोवाइट मौसम दो बार तेजी से जीवित बनाम बाँझ मिट्टी में तेजी से होता है। चट्टानों पर लाइकेन रासायनिक अपक्षय के सबसे प्रभावी जैविक एजेंटों में से हैं। [३३] उदाहरण के लिए, न्यू जर्सी, संयुक्त राज्य अमेरिका में हॉर्नब्लेंड ग्रेनाइट पर एक प्रायोगिक अध्ययन ने हाल ही में उजागर नंगे रॉक सतहों की तुलना में लाइकेन से ढकी सतहों के तहत अपक्षय दर में ३x - ४ गुना वृद्धि का प्रदर्शन किया। [40]

जैविक अपक्षय के सबसे सामान्य रूप पौधों द्वारा केलेटिंग यौगिकों (जैसे कुछ कार्बनिक अम्ल और साइडरोफोर्स ) और कार्बन डाइऑक्साइड और कार्बनिक अम्लों की रिहाई के परिणामस्वरूप होते हैं। मिट्टी के खनिजों पर CO2 के सोखने और मिट्टी से CO2 की बहुत धीमी प्रसार दर द्वारा सहायता प्राप्त जड़ें सभी मिट्टी गैसों के 30% तक कार्बन डाइऑक्साइड स्तर का निर्माण कर सकती हैं। [४१] CO2 और कार्बनिक अम्ल अपने नीचे की मिट्टी में एल्यूमीनियम और लौह युक्त यौगिकों को तोड़ने में मदद करते हैं। जड़ों के पास मिट्टी में प्रोटॉन द्वारा संतुलित एक नकारात्मक विद्युत आवेश होता है, और इन्हें पोटेशियम जैसे आवश्यक पोषक तत्वों के लिए आदान-प्रदान किया जा सकता है। [42] खस्ताहाल मिट्टी में मृत पौधों के अवशेष कार्बनिक अम्ल फार्म कर सकते हैं, जो जब, पानी में घोल कर रासायनिक अपक्षय कारण। [४३] चेलेटिंग यौगिक, ज्यादातर कम आणविक भार वाले कार्बनिक अम्ल, धातु आयनों को नंगे चट्टान की सतहों से हटाने में सक्षम हैं, जिसमें एल्यूमीनियम और सिलिकॉन विशेष रूप से अतिसंवेदनशील होते हैं। [४४] नंगे चट्टान को तोड़ने की क्षमता लाइकेन को शुष्क भूमि के पहले उपनिवेशवादियों में से एक होने देती है। [४५] चेलेटिंग यौगिकों का संचय आसपास की चट्टानों और मिट्टी को आसानी से प्रभावित कर सकता है, और इससे मिट्टी का पोडसोलाइजेशन हो सकता है। [46] [47]
पेड़ की जड़ प्रणाली से जुड़े सहजीवी माइकोरिज़ल कवक एपेटाइट या बायोटाइट जैसे खनिजों से अकार्बनिक पोषक तत्वों को मुक्त कर सकते हैं और इन पोषक तत्वों को पेड़ों में स्थानांतरित कर सकते हैं, इस प्रकार वृक्ष पोषण में योगदान कर सकते हैं। [४८] यह भी हाल ही में प्रमाणित किया गया था कि जीवाणु समुदाय खनिज स्थिरता को प्रभावित कर सकते हैं जिससे अकार्बनिक पोषक तत्वों की रिहाई हो सकती है। [४९] विभिन्न प्रजातियों के जीवाणु उपभेदों या समुदायों की एक बड़ी श्रृंखला को खनिज सतहों या मौसम के खनिजों के उपनिवेश बनाने में सक्षम होने की सूचना मिली है, और उनमें से कुछ के लिए पौधे की वृद्धि को बढ़ावा देने वाले प्रभाव का प्रदर्शन किया गया है। [५०] बैक्टीरिया द्वारा मौसम के खनिजों के लिए उपयोग किए जाने वाले प्रदर्शन या परिकल्पित तंत्र में कई ऑक्सीकरण और विघटन प्रतिक्रियाओं के साथ-साथ अपक्षय एजेंटों, जैसे प्रोटॉन, कार्बनिक अम्ल और चेलेटिंग अणुओं का उत्पादन शामिल है।
समुद्र तल पर अपक्षय
बेसाल्टिक समुद्री क्रस्ट का अपक्षय वातावरण में अपक्षय से महत्वपूर्ण रूप से भिन्न होता है। अपक्षय अपेक्षाकृत धीमा है, बेसाल्ट कम घना हो रहा है, प्रति 100 मिलियन वर्षों में लगभग 15% की दर से। बेसाल्ट हाइड्रेटेड हो जाता है, और सिलिका, टाइटेनियम, एल्यूमीनियम, लौह लोहा और कैल्शियम की कीमत पर कुल और फेरिक आयरन, मैग्नीशियम और सोडियम में समृद्ध होता है। [51]
भवन अपक्षय

किसी भी पत्थर, ईंट या कंक्रीट से बनी इमारतें किसी भी उजागर चट्टान की सतह के समान अपक्षय एजेंटों के लिए अतिसंवेदनशील होती हैं। साथ ही मूर्तियों , स्मारकों और सजावटी पत्थर के काम को प्राकृतिक अपक्षय प्रक्रियाओं से बुरी तरह क्षतिग्रस्त किया जा सकता है। यह अम्लीय वर्षा से गंभीर रूप से प्रभावित क्षेत्रों में तेजी से होता है । [52]
अच्छी तरह से मौसम वाली मिट्टी के गुण
ग्रेनाइटिक चट्टान, जो पृथ्वी की सतह पर सबसे प्रचुर मात्रा में क्रिस्टलीय चट्टान है, हॉर्नब्लेंड के विनाश के साथ अपक्षय शुरू हो जाती है । बायोटाइट फिर वर्मीक्यूलाइट में बदल जाता है , और अंत में ओलिगोक्लेज़ और माइक्रोक्लाइन नष्ट हो जाते हैं। सभी मिट्टी के खनिजों और लोहे के आक्साइड के मिश्रण में परिवर्तित हो जाते हैं। [३१] परिणामी मिट्टी में आधारशिला की तुलना में कैल्शियम, सोडियम और लौह लौह की कमी होती है, और मैग्नीशियम ४०% और सिलिकॉन १५% कम हो जाता है। इसी समय, मिट्टी एल्यूमीनियम और पोटेशियम में कम से कम 50% तक समृद्ध होती है; टाइटेनियम द्वारा, जिसकी बहुतायत तीन गुना है; और फेरिक आयरन द्वारा, जिसकी बहुतायत आधारशिला की तुलना में परिमाण के क्रम से बढ़ती है। [53]
उच्च तापमान और सुखाने की स्थिति में इसके गठन के कारण, ग्रेनाइटिक चट्टान की तुलना में बेसाल्टिक चट्टान अधिक आसानी से अपक्षयित होती है। महीन दाने का आकार और ज्वालामुखी कांच की उपस्थिति भी अपक्षय को तेज करती है। उष्णकटिबंधीय सेटिंग्स में, यह तेजी से मिट्टी के खनिजों, एल्यूमीनियम हाइड्रॉक्साइड्स और टाइटेनियम-समृद्ध लोहे के आक्साइड को बुनता है। क्योंकि अधिकांश बेसाल्ट पोटेशियम में अपेक्षाकृत गरीब है, बेसाल्ट पोटेशियम-गरीबों को सीधे मौसम montmorillonite , तो करने के लिए kaolinite । जहां लीचिंग निरंतर और तीव्र होती है, जैसे वर्षा वनों में, अंतिम अपक्षय उत्पाद बॉक्साइट होता है , जो एल्यूमीनियम का प्रमुख अयस्क होता है। जहां वर्षा तीव्र लेकिन मौसमी होती है, जैसा कि मानसून की जलवायु में होता है, अंतिम अपक्षय उत्पाद लोहा और टाइटेनियम युक्त लेटराइट होता है । [५४] काओलाइट का बॉक्साइट में रूपांतरण केवल तीव्र निक्षालन के साथ होता है, क्योंकि साधारण नदी का पानी काओलाइट के साथ संतुलन में होता है। [55]
मिट्टी के निर्माण के लिए १०० से १००० वर्षों के बीच की आवश्यकता होती है, भूगर्भिक समय में बहुत ही संक्षिप्त अंतराल। नतीजतन, कुछ संरचनाओं में कई पेलियोसोल (जीवाश्म मिट्टी) बेड दिखाई देते हैं। उदाहरण के लिए, व्योमिंग के विलवुड फॉर्मेशन में 770 मीटर (2,530 फीट) खंड में 1000 से अधिक पेलियोसोल परतें हैं जो 3.5 मिलियन वर्षों के भूगर्भिक समय का प्रतिनिधित्व करती हैं। पेलियोसोल की पहचान आर्कियन (2.5 अरब वर्ष से अधिक आयु) के रूप में पुरानी संरचनाओं में की गई है । हालांकि, भूगर्भिक रिकॉर्ड में पैलियोसोल को पहचानना मुश्किल है। [५६] संकेत है कि एक तलछटी बिस्तर एक पैलियोसोल है जिसमें एक क्रमिक निचली सीमा और तेज ऊपरी सीमा, बहुत अधिक मिट्टी की उपस्थिति, कुछ तलछटी संरचनाओं के साथ खराब छँटाई, ऊपरी बिस्तरों में चीर-फाड़, और उच्च बिस्तरों से सामग्री युक्त desiccation दरारें शामिल हैं। . [57]
एक मिट्टी के अपक्षय की डिग्री को परिवर्तन के रासायनिक सूचकांक के रूप में व्यक्त किया जा सकता है , जिसे 100 Al . के रूप में परिभाषित किया गया है
2हे
3/(अल
2हे
3 + सीएओ + ना
2ओ + के
2ओ) । यह अपरिष्कृत ऊपरी क्रस्ट रॉक के लिए 47 से लेकर पूरी तरह से अपक्षयित सामग्री के लिए 100 तक भिन्न होता है। [58]
गैर-भूवैज्ञानिक सामग्री का अपक्षय
हाइड्रोलिसिस और खनिजों से संबंधित अन्य प्रक्रियाओं द्वारा लकड़ी को भौतिक और रासायनिक रूप से अपक्षयित किया जा सकता है, लेकिन इसके अलावा, लकड़ी सूर्य के प्रकाश से पराबैंगनी विकिरण से प्रेरित अपक्षय के लिए अतिसंवेदनशील है । यह फोटोकैमिकल प्रतिक्रियाओं को प्रेरित करता है जो लकड़ी की सतह को नीचा दिखाते हैं। [५९] पेंट [६०] और प्लास्टिक के अपक्षय में फोटोकैमिकल प्रतिक्रियाएं भी महत्वपूर्ण हैं । [61]
गेलरी
के द्वीप पर पत्थर के निर्माण के साल्ट अपक्षय गोज़ो , माल्टा ।
कोबस्टन , अज़रबैजान के पास बलुआ पत्थर का नमक अपक्षय ।
सेडोना, एरिज़ोना , संयुक्त राज्य अमेरिका के पास यह पर्मियन बलुआ पत्थर की दीवार एक छोटे से अल्कोव में बदल गई है ।
में एक बलुआ पत्थर स्तंभ पर अपक्षय Bayreuth ।
प्रतिमाओं पर अम्लीय वर्षा का अपक्षय प्रभाव ।
जर्मनी के ड्रेसडेन में एक बलुआ पत्थर की मूर्ति पर अपक्षय प्रभाव।
यह सभी देखें
- ऐओलियन प्रक्रियाएं - पवन गतिविधि के कारण प्रक्रियाएं
- बायोरहेक्सिस्टासी
- चट्टानों का सख्त होना
- अपघटन - वह प्रक्रिया जिसमें कार्बनिक पदार्थ सरल कार्बनिक पदार्थों में टूट जाते हैं
- पर्यावरण कक्ष
- एलुवियम
- एक्सफोलिएटिंग ग्रेनाइट - अपक्षय के कारण ग्रेनाइट की त्वचा प्याज की तरह छिल जाती है
- बहुलक अपक्षय के कारक
- उल्कापिंड अपक्षय
- पेडोजेनेसिस - मिट्टी के निर्माण की प्रक्रिया
- उल्टा अपक्षय
- मृदा उत्पादन समारोह
- अंतरिक्ष अपक्षय
- गोलाकार अपक्षय
- पॉलिमर का मौसम परीक्षण
- अपक्षय स्टील - मौसम के संपर्क में आने पर जंग जैसी फिनिश बनाने के लिए डिज़ाइन किए गए स्टील मिश्र धातुओं का समूह
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