Zvětrávání hornin a horninový cyklus

Zvětrávání

Je souborem změn, které prodělávají horniny na zemském povrchu vlivem vnějších geologických (tzv. exogenních) činitelů (např. působením atmosféry, vody, ledu, kolísající teploty a činností organismů). Jde o určité přizpůsobování se hornin povrchovým podmínkám, zejména nízkým teplotám a tlakům, dostatku kyslíku a vody. Výsledkem uvedených procesů jsou četné zvětrávací produkty, kterými mohou být minerály, úlomky hornin, ionty a plyny. Má povahu fyzikálních nebo chemických procesů, které mohou probíhat za spoluúčasti živých organismů. Zvětrávání může v průběhu času (často velmi rychle, stačí se podívat na stav řady městských fasád), vést k rozpadu hornin a následné erozi
, které vede k celkovému přetvoření tváře krajiny.

Zvětrávání je soubor procesů, významně se podílejících na modelaci reliéfu a zasahujících do látkových cyklů probíhajících na Zemi. Dochází k tomu, že horniny a minerály vzniklé za určitých fyzikálních podmínek (jiných než na povrchu Země) reagují s vnějšími činiteli a přizpůsobují se novému prostředí a podmínkám a stávají se v tomto prostředí a podmínkách stabilní. Výsledkem jsou tedy stabilní rezidua a nesoudržný zvětralý materiál, který je dále za neustálého opracovávání a třídění přemisťován (vzduchem, řekami, gravitací) do depresí zemského povrchu, kde se ukládá.

obrázek v přípravě

... skalní výchoz ortorul se rozpadá podél puklin a podobných nehomogenit ve větší bloky
(Nový Žďár; foto ZN, červenec 2020)

obrázek v přípravě

... větší bloky větrají na menší kusy (zde se například blok horniny pukl podle původní žilky pegmatitového vývoje, kam se dostala voda) a dál (geometrickou řadou) na menší a menší kameny...
(Nový Žďár; foto ZN, červenec 2020)

obrázek v přípravě

... ze skalního výchozu se odlamují menší kusy podlouhlého tvaru, jež se dál rychle rozpadají...
(Nový Žďár; foto ZN, červenec 2020)

roubikovy_rozpad_ortoruly

... větrání ortorul - hornina se rozpadá podél nevýrazných ploch foliace (a lokálně podle lineace - protažení živců) v protáhlé "střepy" dál na malé kousky...
(Nový Žďár; foto ZN, červenec 2020)


roubikovy_rozpad_ortoruly_detail

... detail zvětraliny ortorul , Nový Žďár; foto ZN, červenec 2020)

obrázek v přípravě

... v důsledku působení vody, mrazu, sněhu, střídání teplot, kyslíku a biosféry (tzv. exogenních činitelů) se původně pevná hornina rozpadá až na "písek"...
(Nový Žďár; foto ZN, červenec 2020)

obrázek v přípravě

... v důsledku pronikání kořenů stromů (rostlin) do puklin vznikají místa, kde hornina rychle větrá a rozpadá se...
(Hazlovsko; foto ZN, xxxx yyyy)

Pronikání kořenů rostlin do skalního podloží představuje nejvýznamnější fyzikální zvětrávání biologického původu, které je nejčastější v podmínkách humidního klimatu (kde srážky jsou větší než odpařování a přebytek vody odtéká v povrchových tocích). Současně se svým růstem zvětšují rostliny svůj kořenový systém, který postupně prorůstá drobnými puklinami a trhlinami v hornině a tyto mechanicky rozšiřuje. Destrukční účinky se mohu násobit kývavými pohyby, které se na kořeny přenášejí z kmenů stromovitých rostlin. Současně s mechanickým působením podporuje kořenový systém v omezené míře i zvětrávání chemické, neboť v bezprostřední blízkosti rostlinných kořenů dochází v důsledku vzájemné látkové výměny mezi rostlinou a okolím k vylučování slabých organických kyselin, které horninu postupně naleptávají. V menším rozsahu se na procesech mechanické destrukce hornin podílejí také vrtaví živočichové, jako jsou někteří mlži, gastropodi, larvy hmyzu nebo červů.

horninovy_cyklus_spicak

zdroj: Geologické procesy zapsané v horninách - geopark Spořilov, vydal Geofyzikální ústav AV ČR, v. v. i., říjen 2021, 4. vydání, ISBN 978-80-907882-2-0, editor L. Špičáková, autoři textu: L. Špičáková a kol.

"Tak jako vše v přírodě mají i horniny vymezeny svou existenci časem. Mohou na jedné straně vznikat, ale na druhé straně musí po delší či kratší době zaniknout, aby daly vznik horninám novým. To vše je ovlivňováno takzvanými endogenními a exogenními procesy.

Endogenní procesy jsou geologické děje, které probíhají v litosféře pod povrchem Země. Oproti tomu exogenní procesy probíhají na povrchu litosféry, obvykle za přispění vlivu atmosféry, hydrosféry a často i biosféry. Vzájemné působení endogenních a exogenních procesů tvoří dohromady horninový nebo taky geologický cyklus, který je zachycen na obrázku."


cyklus

zdroj: http://geologie.vsb.cz/PETROLOGIE2013/horninovy-cyklus.htm

kolobeh_hornin_v_prirode_schematicka_predstava

zdroj: 

další zdroje:
.2
http://geologie.vsb.cz/geologie/kapitoly/8_EXOGENN%C3%8D_PROCESY/8_exo_geod_procesy.htm

poznámka:

"Zvětrávání je globální proces, postihující svrchní části zemské kůry na pevninách. Zvětrávací procesy mohou mít charakter 
mechanického rozrušování strukturních vazeb mezi jednotlivými částicemi hmoty i chemického rozkladu, při kterém dochází ke změnám látkového složení hornin. Postupně v nadloží zdravé horniny vzniká zóna zvětrání (obr. 9.2.1.1a,  obr. 9.2.1.1b) s novým petrografickým typem hornin tzv. eluviem, které má charakter zemin (tab. 9.2.1.1). V nejsvrchnější části, kde probíhají biochemické procesy, se vytváří půdní horizont (obr. 9.2.1.2aobr. 9.2.1.2b,  obr. 9.2.1.2c)

Intenzita, rychlost, hloubka i typ zvětrávacího procesu závisí na odolnosti hornin, geologické stavbě, morfologii reliéfu i expozici vůči světovým stranám, srážkových a teplotních klimatických poměrech (obr. 9.2.1.3, obr. 9.2.1.4), vegetačním pokryvu a v neposlední řadě na lidské činnosti. Tam, kde zvětralinový pokryv není odstraňován, zvětrávání sice probíhá, ale podstatně pomaleji a s menší intenzitou.

Průběh zvětrávání výrazně ovlivňuje eroze, která obnažuje podložní navětralé horniny, čímž urychluje jejich další zvětrávání a denudaci území. Jakmile eroze převládne nad zvětráváním, dochází k částečnému i k úplnému odstranění zvětralých hornin a k obnažení skalního podloží (obr. 9.2.1.5). V územích s převládající akumulací se zvětrávání podloží zpomaluje, postupně zaniká a dochází k pohřbení eluvií (obr. 9.2.1.6).

Nejvýznamnějším zvětrávacím činitelem je chemismus srážkové vody a její cirkulace v propustném horninovém prostředí a sezónní i denní změny teploty. Nerovnoměrné zvětrávání může ovlivňovat i mikroklima. Např. skalní svahy obrácené k jihu jsou vlivem slunění rozrušovány rychleji než svahy severní.

V podmínkách mírného pásma probíhá intenzivní mechanické zvětrávání v zóně promrzání, která v současných klimatických poměrech dosahuje do hloubek 0,6 - 1,5 m. Hloubka kůry zvětrání může být však větší, řádově v metrech. Do větších hloubek, řádově desítek metrů, zasahuje v tektonicky narušených pásmech. Chemické zvětrávání se uplatňuje zejména tam, kde je voda obohacena volným CO2 a OH-,  případně jinými složkami z horninového prostředí i z kontaminovaného ovzduší a půd.

humidních oblastech tropů a subtropů převládá, vlivem vysoké disociace iontů vodíku, vysoké koncentrace CO2 a organických kyselin, chemické zvětrávání. Jeho účinky se projevují do hloubky desítek,  v okolí zlomů až stovek metrů.

V periglaciálních oblastech se vyskytují eluviální, nakypřené sutě, tvořené břidličnatými nebo tence vrstevnatými horninami, které mají vlivem promrzávání chaotické, místy vrásové a na svazích hákovité uspořádání s dutinami a mrazovými klíny. Tyto vrstvy, dosahující do hloubek 5 i více metrů, jsou nebezpečné vysokou stlačitelností, ve svazích výrazně snižují stabilitu (obr. 9.2.1.7).

            Rozdílnou odolností hornin proti zvětrávání vzniká na mnoha místech Země atraktivní reliéf a zajímavé přírodní výtvory (např. Česko-Saské Švýcarsko). Podrobně je popisuje Rubín et al., 1986."

(zdroj citace: Marian Marschalko, Jarmila Müllerová, David Ides, Inženýrská geologie - výukový CD-ROM, kapitola 9.2.1 Zvětrávání, dostupné on-line)

horninovy-cyklus-skripta-histor-geologie-muni-kalvoda-a-kol

(zdroj obrázku: skripta Historická geologie, J. KALVODA, O. BÁBEK, R. BRZOBOHATÝ, MUNI Brno, dostupné on-line