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風化作用 ふうかさようWeathering; Verwitterung

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ブリタニカ国際大百科事典 小項目事典の解説

風化作用
ふうかさよう
Weathering; Verwitterung

地表の水,空気などの働きで,地殻表面が破壊・劣化する現象。
(1) 物理的風化作用 地殻表面の岩石が風,水などの働きで割れたり細粒化したりする現象。水がしみこみ,日中と夜間の温度差により膨張収縮を繰り返すとタマネギ状に割れ目が入る(タマネギ状風化)。氷の結晶成長では,-20℃で結晶圧が最大(2t/cm2)となり,岩石強度より大きくなるため,氷河期などに地下水が凍結すると岩石は凍結破砕を起こす。地表付近(深さ 100mくらいまで)で,封圧が岩石強度より強いところでは凍上現象により水平な割れ目ができ,それ以下で結晶圧が岩石強度より強い場合,岩石は数十cm大に割れ,塊状となる。氷河が発達した地域には凍結割れ目はあまり顕著ではないが,日本など氷河が発達しなかった地域では岩石の凍結破砕が著しい。これらが地表に出ると,岩塊原 Felsenmeerや岩塊流 Felsenstrom; rock-glacierができる。
(2) 化学的風化作用 地表から空気中の二酸化炭素(CO2)が地下水に溶け,岩石が反応して変質し,地下水滞水域全体が平衡に達するプロセス。地表付近は酸性(pH=4.7)で,ケイ酸塩鉱物からシリカを溶かし,カリウム(K),ナトリウム(Na)などの金属イオンが溶脱して地下水滞水域下方に移動する。地下水は中性から弱アルカリ性(pH=8~9)に変化し,その pH値に応じた粘度鉱物・水酸化物が沈積する。地下水滞水域全体の変質した部分を風化殻 Weathering crustというが,花崗岩,デイサイトなどでは,地表から地下深部にかけておおよそ次のような変質鉱物帯ができる。

地表赤マサギブス石〔Al2O3~Al(0H)3〕,赤鉄鉱〔Fe2O3~Fe(OH3)〕

白マサカオリン,ハロイサイト Al4〔(OH)8・Si4O10〕・4(H2O)4


オニイタ〔(Fe,Mn)(OH)8

黄マサモンモリロナイト(AL,Mg)2〔(OH)2・Si4O10〕・Na0.3(H2O)4

弱風化帯斜プチロル沸石〔(Na,K)2Al2Si7O18・6(H2O)〕


オパール(SiO2)
地下深部未風化花崗岩


風化の反応は増進的,非可逆的であるから,気温や CO2濃度が高ければ反応は進むが,低温,乾燥の状態では反応は停止し,準安定 metastable状態にある。現在地表でみられる厚さ 200mもある大規模風化殻(深層風化殻)は,1500万~1000万年前の熱帯雨林気候当時にできたもので,気候的ポテンシャルがこれをこえないかぎり,風化の反応は進行しない。たとえば日本の花崗岩地帯に発達する厚いマサ(真砂)は,1500万~1000万年前の高温多雨気候下にできた風化殻で,現在の気候条件では風化は進行しない。この風化殻ができたときより気温や CO2濃度が高くなり,風化のポテンシャルが上がれば,風化は進行することになる。

出典|ブリタニカ国際大百科事典 小項目事典
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百科事典マイペディアの解説

風化作用【ふうかさよう】

岩石が地表で分解,変質していく過程。気温の日変化や季節変化,割れ目の中の水の凍結・融解,植物の根の侵入等による機械的破砕作用により細片化することを物理的風化作用という。

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岩石学辞典の解説

風化作用

露天化作用,霉爛(ばいらん)などは同義.大気や風雨に晒されたための,物理的および化学的な岩石の分解作用の総称[Merrill : 1897].霉爛の“ばい”は雨中の暑気,梅雨の意味.

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世界大百科事典 第2版の解説

ふうかさよう【風化作用 weathering】

地表の岩石が風雨や日射にさらされて変質される作用をいう。その場合岩石はもともとの位置を変えることなく,岩体の周囲から影響を受けて分解しやすい状態になったり,破壊されたり,脆弱にされたり,着色されたりする。風化には機械的風化作用mechanical weatheringと化学的風化作用chemical weatheringとの2種がある。機械的風化作用は物理的風化作用ともいい,日射と夜間の冷却のような温度変化により岩石・鉱物に差別的膨張収縮が起きたり,融解水が割れ目にしみ込み凍結膨張して楔(くさび)作用を及ぼしたりして,その結果岩石が破砕される作用をいう。

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世界大百科事典内の風化作用の言及

【変成作用】より

…古い鉱物が新しい鉱物に置き換わるときも,古い鉱物が水分にわずかずつゆっくりと溶け,代わって新しい鉱物がゆっくりと成長している。このようなプロセスは変質作用や風化作用の場合とよく似ている。
[変成作用のおもな種類]
 (1)熱変成作用 おもに熱の作用によって起こる変成作用のこと。…

※「風化作用」について言及している用語解説の一部を掲載しています。

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