Bề mặt Trái Đất luôn chịu sự tác động và biến đổi bởi nội lực và ngoại lực. Một trong những tác động đó là phong hóa. Chắc hẳn bạn đã từng nghe qua khái niệm “phong hóa hóa thạch”, “phong hóa đất”,… Vậy quá trình phong hoá là gì? Phong hóa thường xảy ra ở đâu, có những loại nào, ảnh hưởng gì đến môi trường và tự nhiên? Hãy cùng Dinhnghia tìm hiểu qua bài viết sau đây nhé!
Quá trình phong hoá là gì?
Quá trình phong hóa là quá trình phá hủy đất, đá và các khoáng vật trong tự nhiên. Quá trình này còn được gọi là “hoá thạch hóa” hoặc “biến chất hóa”. Quá trình phong hóa xảy ra là do tác động của sự thay đổi nhiệt độ, nước, oxi, khí carbon dioxide, các axit tự nhiên cũng như chất hữu cơ, sinh vật sống,…
Quá trình này xảy ra rất mạnh mẽ trên bề mặt Trái Đất, đặc biệt ở những miền nhiệt đới và miền khí hậu lạnh. Phong hóa có thể chuyển đổi chất hữu cơ thành các hợp chất khoáng vật. Từ đó tạo ra lớp đất mới, góp phần vào sự phát triển và tái tạo của môi trường tự nhiên.
Chẳng hạn, khi chất hữu cơ (ví dụ như thực vật, lá cây rụng, vi khuẩn) và các khoáng chất gặp gỡ và tương tác trong một môi trường đặc biệt, có khả năng diễn ra quá trình phong hóa. Trong lớp đất, phong hóa có thể làm cho hạt đất trở nên mịn màng và nhỏ hơn, nâng cao cấu trúc và khả năng thoát nước của đất.
Đặc điểm của quá trình phong hóa
Quá trình phong hóa ảnh hưởng mạnh mẽ đến môi trường đất và nước. Nó đóng vai trò lớn trong việc biến đổi và tạo ra đa dạng sinh thái, môi trường. Các đặc điểm của phong hóa:
- Kéo dài theo thời gian: Phong hóa không diễn ra trong chốc lát. Quá trình này có thể kéo dài đến hàng trăm, hàng nghìn năm.
- Vai trò của nước và oxi: Nước và oxi đóng vai trò quan trọng trong quá trình phong hóa. Chúng cùng nhau can thiệp vào các quá trình oxi hóa và khoáng chất, tạo ra biến đổi trong cấu trúc của các vật liệu.
- Thay đổi cấu trúc hóa học: Khi bị phong hóa, vật liệu có thể thay đổi cấu trúc hóa học. Chẳng hạn, chất hữu cơ bị phân giải hoặc chuyển hóa thành các khoáng vật.
- Thay đổi cấu trúc vật lý: Phong hóa khiến cấu trúc vật lý của vật liệu thay đổi. Ví dụ, đá bị nứt, vỡ; hạt đất mịn hơn do tác động của nước và môi trường.
- Hình thành các lớp đất mới: Phong hóa góp phần tạo ra các lớp đất mới với cấu trúc và màu sắc khác so với lớp đất gốc.
- Ảnh hưởng đến môi trường tự nhiên: Phong hóa góp phần tạo ra đa dạng trong cấu trúc đất, ảnh hưởng đến sự phân bố các loại đất và tạo điều kiện cho sự xuất hiện của hệ sinh thái mới.
- Tương tác phức hợp: Phong hóa là kết quả của sự tương tác phức hợp giữa các yếu tố môi trường và vật liệu. Sự tương tác này còn phụ thuộc vào độ ẩm, pH, nhiệt độ, hàm lượng chất hữu cơ,…
Các quá trình phong hoá
Quá trình phong hóa lí học
Phong hoá lí học còn được gọi là phong hóa cơ học. Đây là quá trình phá huỷ, biến đổi các khối đá thành các khối vụn có kích thước to, nhỏ khác nhau mà không làm thay đổi màu sắc, thành phần khoáng vật và tính chất hóa học của chúng.
- Nguyên nhân: Chủ yếu do nhiệt độ biến đổi, nước đóng băng và kết tinh của các chất muối. Băng, nước trong khe đá tạo ra lực làm hở các khe nứt, khiến đá vỡ. Các yếu tố khác bao gồm ma sát, va đập từ gió, sóng, dòng nước và các hoạt động sản xuất của con người.
- Kết quả: Đá bị nứt, phá vỡ thành từng tảng lớn hoặc mảnh vụn nhỏ.
Quá trình phong hoá hoá học
Đây là quá trình phá hủy đá thông qua phản ứng hóa học. Quá trình này làm biến đổi thành phần cũng như tính chất hóa học của đá và khoáng vật. Đồng thời, nó còn biến đổi khoáng vật trong đá thành dạng hạt nhỏ, dễ bị chuyển động, rửa trôi.
Quá trình phong hoá hoá học xảy ra nhiều nhất ở vùng khí hậu xích đạo, gió mùa ẩm và các dạng địa hình các-xtơ đá vôi. Khi điều kiện thay đổi, các khoáng vật không bền vững trong đá gốc sẽ dần biến đổi thành dạng bền vững hơn.
- Nguyên nhân: Tác động của nước, các hợp chất hòa tan, khí carbon dioxide, oxi và axit hữu cơ từ sinh vật tham gia vào các phản ứng hóa học.
- Kết quả: Đá và khoáng vật không chỉ bị phá hủy mà còn trải qua sự biến đổi về thành phần và tính chất hóa học.
Quá trình phong hoá sinh học
Quá trình này diễn ra khi đá và khoáng vật bị phá hủy dưới tác động của các sinh vật như vi khuẩn, nấm, rễ cây,… Quá trình này có thể khiến đá bị phá huỷ cả về mặt lí học và hoá học.
- Nguyên nhân: Sự phát triển của rễ cây trong đá, sự bài tiết các chất từ các sinh vật,…
- Kết quả: Đá bị phá hủy cả về mặt cơ lý và hóa học. Một phần tạo thành lớp vỏ phong hóa. Trong khi phần khác có thể là sản phẩm của quá trình vận chuyển và bồi tụ.
Các loại phong hóa trong tự nhiên
Phong hóa hóa thạch
- Sự hình thành: Các khoáng vật trong đá vôi phản ứng với CO2 và nước trong không khí, hình thành các chất hóa học mới dễ tan. Điều này dẫn đến sự tiêu mòn, tạo ra vết nứt và các hốc đá.
- Ví dụ: Dễ thấy nhất là hóa thạch của các sinh vật được tìm thấy trong đá. Ngoài ra còn có các hang động, vách đá cột và địa hình đá vôi phức tạp trong khu vực núi đá vôi.
Phong hóa vật liệu kim loại
- Sự hình thành: Các kim loại như sắt phản ứng với nước và oxy, trải qua quá trình oxi hóa và hình thành rỉ sắt.
- Ví dụ: Hiện tượng rỉ sét xuất hiện trên bề mặt các vật dụng kim loại lâu ngày hoặc tiếp xúc với nước.
Phong hóa đá tụ tạo núi lửa
- Sự hình thành: Dung nham từ núi lửa khi tiếp xúc với không khí và nước sẽ nguội lại, sau đó đóng rắn thành đá tụ.
- Ví dụ: Các cột đá tụ bazan ở Đảo Cột đá phía Bắc Ireland.
Phong hóa biển cát
- Sự hình thành: Hạt cát bị mài mòn và hình thành dưới sức ảnh hưởng của gió và nước.
- Ví dụ: Các sa mạc cát, cánh đồng cát gần biển và cánh đồng cát ở nội địa.
Phong hóa các loại đá nham thạch
- Sự hình thành: Đá nham thạch (như đá xanh) biến đổi hóa học và cấu trúc dưới áp suất và nhiệt độ thấp hơn.
- Ví dụ: Quá trình phong hóa đá xanh tạo ra các loại đá mới như silt, phyllite hoặc gneiss.
Phong hóa đá vôi
- Sự hình thành: Cacbonat canxi trong đá vôi phản ứng với mưa axit hoặc nước chứa CO2. Quá trình này dẫn đến sự tiêu mòn, tạo ra khe nứt và hốc đá vôi.
- Ví dụ: Sự hình thành hang động, hốc và các hình thức địa chất khác trong đá vôi.
Mối quan hệ giữa quá trình phong hoá, vận chuyển và quá trình bồi tụ
Phong hoá, bóc mòn, vận chuyển và quá trình bồi tụ là các quá trình ngoại lực tác động đến địa hình bề mặt Trái Đất.
Quá trình phong hóa không thể hoàn thiện nếu không đi kèm với các quá trình vận chuyển và bồi tụ. Sau khi trải qua phong hóa, đá và khoáng vật bị phá hủy và trở thành những mảnh vụn nhỏ. Quá trình vận chuyển giúp di chuyển chúng từ khu vực này đến khu vực khác. Sau đó, quá trình bồi tụ làm cho vật liệu bị phá hủy được tích luỹ tại các khu vực có địa hình thấp hơn.
Khi gặp địa hình thuận lợi, vật liệu sẽ được bồi tụ, san bằng hoặc tạo nên địa hình gồ ghề tại khu vực đó. Ba quá trình này có mối liên hệ mật thiết. Chúng có thể xảy ra cùng lúc ở các vị trí, khu vực khác nhau.
Một số câu hỏi liên quan đến quá trình phong hóa
Vì sao quá trình phong hóa xảy ra mạnh nhất ở bề mặt Trái Đất?
Bề mặt Trái Đất là điểm gặp gỡ của bầu khí quyển, thủy quyển và sinh quyển. Đây là nơi diễn ra các hiện tượng thời tiết và khí hậu như mây, mưa, gió, nắng,… Đồng thời, bề mặt Trái Đất cũng có sự chảy của các con sông, sóng biển. Đặc biệt, nó cũng là môi trường sống của các loài sinh vật.
Phong hóa hình thành do sự kết hợp của nhiệt độ, khoáng chất, dòng chảy nước và sinh vật sống. Nhiệt độ tạo ra sự giãn nở trên bề mặt Trái Đất. Khoáng vật tan trong nước tác động làm vỡ bề mặt. Mặt khác, các sinh vật sống tiết ra các chất có khả năng phong hóa mặt đất. Sự tương tác của các yếu tố này làm tăng cường quá trình phong hóa. Chính vì vậy, phong hóa xảy ra mạnh mẽ ở bề mặt Trái Đất.
Phong hóa hóa học diễn ra mạnh trong vùng khí hậu nào?
Quá trình phong hóa hóa học chủ yếu diễn ra ở vùng khí hậu nóng ẩm. Bởi vì tác nhân quan trọng của phong hóa hóa học là nước, các hợp chất tan trong nước, khí CO2, oxy và axit hữu cơ từ sinh vật. Khi khí hậu càng nóng ẩm, khả năng hòa tan đá và khoáng vật càng mạnh. Vì vậy mà nơi có khí hậu nóng ẩm, lượng mưa lớn là điều kiện thuận lợi cho phong hóa hóa học.
Vì sao phong hóa lí học xảy ra mạnh ở các miền khí hậu khô nóng và khí hậu lạnh?
Ở vùng có khí hậu khô nóng (ví dụ như hoang mạc), biên độ nhiệt độ giữa ngày và đêm lớn. Điều này khiến khoáng vật co giãn do sự giãn nở vì nhiệt, tạo ra phong hóa lí học.
Ở vùng khí hậu lạnh, nước trong khe nứt đá sẽ bị đóng băng khi nhiệt độ xuống dưới 0 độ C. Băng nước tạo áp lực, làm rạn nứt và vỡ đá, hình thành phong hóa lí học.
Xem thêm:
- Mưa đá là gì? Ảnh hưởng của mưa đá và cách phòng tránh
- Đới lạnh là gì? Vị trí và đặc điểm của môi trường đới lạnh
- Sự khác nhau giữa khí hậu và thời tiết là gì | Địa Lý lớp 6
Vừa rồi là những thông tin về phong hoá – một trong những quá trình quan trọng tạo nên các dạng địa hình trên bề mặt Trái Đất. Hy vọng bài viết đã giúp bạn hiểu quá trình phong hoá là gì, các dạng phong hóa, sự hình thành phong hóa và các tác động. Theo dõi Dinhnghia để cập nhật thêm nhiều kiến thức hữu ích nhé!
