外营力地貌运动

外因性地貌过程是指发生在地球表面或地壳上的过程，由地球表面以外的因素（如风和水）引起。

外因性地貌运动，或简称外因性运动，如风化和侵蚀，是由外因性地貌过程产生的。

大多数外因性地貌过程的影响比较温和、缓慢，但随着时间的推移，由于持续的消耗，它们会对岩石产生显著的影响。

外因性运动：驱动力

• 太阳的热量直接导致外因性过程的发生。
• 风和降水等气候因素由太阳的能量决定。
• 导致外因性运动（风化和侵蚀）的地球物质应力是由太阳的热量和天气模式引起的。
• 温度波动会对地球物质产生分子应力。
• 晶粒的连接会因为化学反应而减弱。
• 推或拉（剪切应力、分离力）的力会在固体中产生应力。

剥蚀

剥蚀是一个广泛的词，包括所有外因性过程，如风化和侵蚀。“剥蚀”一词的定义是剥去或移走。

岩石的物理和化学特性——如褶皱、断层、走向、倾角、节理、层理面、组成矿物的硬度或软度以及渗透性——会影响剥蚀。

风化

当存在热量、压力和化学剂（如水合、氧化还原、浸溶等）时，岩石、土壤和矿物会分解。这个过程称为风化。

风化发生在原地或原位，材料移动很少或没有。侵蚀会将风化后的物质进一步带走。

风化过程可分为三大类。简单来说，有三种风化过程：物理风化、化学风化和生物风化。各种风化过程经常协同作用。

1. 物理风化过程

在物理风化过程中，温度变化、盐结晶、干湿循环、动植物活动等因素都会导致岩石的机械分解。

以下是对各种物理风化过程的解释

a) 因卸载或减压引起的风化

在地球表面深处形成的侵入性火成岩受到上方岩层的压力非常大。

由于持续的侵蚀消除了上覆岩层，释放了垂直压力，岩石的上层会膨胀并沿着裂缝平行于地表断裂。

风化过程是指岩石片沿着裂缝逐渐从暴露的岩石上分离。

“剥离”是指因减压引起的外因性风化。

b) 因热应力风化引起的风化

岩石因日常和季节性温度波动而收缩和膨胀的过程称为热应力风化。

当岩石表面层的膨胀大于岩石的深度时，就会发生风化——表层剥落。干燥地区和高海拔地区，昼夜温差大，是这种过程发挥作用的最佳环境。

尽管温度变化是主要原因，但水分可以放大岩石的热膨胀。

c) 粒状结构破坏

具有各种粗粒矿物成分的岩石会发生粒状分解。

与浅色矿物相比，深色矿物吸收的热量更多。由于矿物晶粒的差异膨胀和收缩，晶粒会从岩石中分离。

d) 霜冻风化

在温暖的季节，水会渗入岩石裂缝和孔隙中。在冬季，水结冰后体积会膨胀。这会对岩壁造成巨大的压力，甚至巨大的巨石也会开始碎裂。

由于反复冻融循环导致冰在岩石孔隙和裂缝中生长，发生霜冻风化。一系列与冰相关的现象统称为“霜冻风化”。

这些包括冻融风化、霜冻劈裂和霜冻破碎（崩解）。

• 霜冻劈裂
  反复的冻融循环导致霜冻劈裂。随着连续的冻结和融化，充满水的裂缝被进一步撑开。
  
• 霜冻破碎
  严重的霜冻会沿着薄弱区域劈开岩石，使岩石 broken into 棱角分明的碎片，边缘和角落锋利。在山区或斜坡上，崩解会堆积碎石，形成岩屑坡。
  
• 块体崩解（冻融风化）
  反复的冻融循环会使岩石变弱，最终沿着节理断裂成尖锐的碎片。块体崩解是指岩石在节理处断裂成块体的过程。
  

e) 盐风化

当盐液渗入岩石节理和裂缝并蒸发后，留下盐晶体，这个过程称为盐风化。

当暴露在高于正常温度或在结晶过程中，盐晶体会随着时间膨胀。

岩石发生粒状分解或粒状剥离，这是由于膨胀的近地表孔隙导致岩石内的单个晶粒破裂的最终结果。

通常与盐风化相关的是干燥地区的高温，这会促进强烈的蒸发和结晶。

f)Mass Wasting (质量移动)

行星的基岩被一层疏松的固体材料覆盖，称为表土，它在重力的作用下大量地从斜坡上移动。此外，移动还可能涉及疏松的土壤、沙子、岩石等。这个过程称为质量移动。

当作用于斜坡的重力大于抵抗力时，斜坡就会发生质量移动（也称为斜坡失稳）。

质量移动过程可能在几百年内发生（稳定山脉的斜坡上的质量移动，留下冲积扇状构造），也可能只在几秒钟内发生（如泥石流等）。

2. 化学风化过程

在化学风化过程中，岩石和土壤发生化学分解。为了分解、溶解或将岩石还原成细小的状态，化学风化过程对其起作用。

这些过程包括溶解、溶液、碳酸化、水合、氧化和还原。

这些风化过程之间存在关联；它们协同作用以加速风化。空气中的热量、水、氧气和二氧化碳，以及动植物新陈代谢产生的酸，都会加速化学反应。

a) 溶解

当气相、液相或固相中的溶质溶解在溶剂中时，就会形成溶液。这个过程称为自然溶解。某些矿物质，如钾、硝酸盐和硫酸盐，具有氧化潜力且天然可溶。因此，它们会溶解在雨水中。干燥地区会积聚这些矿物质，因为它们很容易被移除而不会留下任何痕迹。

b) 溶液风化

溶液风化不仅仅使用水作为溶剂，也发生在溶剂是酸性溶液时。

在液体混合物（称为溶液）中，溶质（少量成分）均匀分布在溶剂（大量成分）中。

任何比水含有更多氢离子的溶液都称为酸性；此外，氢离子比水少的溶液称为碱性或碱性溶液。

c) 碳酸化

• 自然溶液风化

导致溶液风化的过程之一是碳酸化风化，它是由大气中的二氧化碳引起的。当二氧化碳反应并生成碳酸盐、碳酸氢盐和碳酸时，这个过程称为碳酸化。

石灰石（碳酸钙）等矿物质可以在雨水从大气中吸收微量二氧化碳形成的弱酸中溶解（溶液风化）。

碳酸与石灰石反应（溶解风化）产生碳酸氢钙，后者微溶于水。

由于含有碳酸的地下水溶解了石灰石，留下了被称为洞穴的空腔（例如，喀斯特地貌）。

较低的温度可以加速碳酸化过程，因为溶解在水中的二氧化碳气体在较低温度下浓度更高。因此，碳酸化是冰川风化的主要特征之一。

• 人为溶液风化

雨水本身的 pH 值约为 5.6，这是弱酸性的，因为 CO2 溶解在其中会生成弱碳酸。

氮和硫的氧化物是可能导致酸雨的气体的例子。

这些氧化物与降水反应生成强酸，可以将 pH 值降低到 4 以下。与碳酸类似，这些酸可以侵蚀某些类型的岩石。

注意：火山爆发和化石燃料的燃烧都会产生二氧化硫（SO2）。二氧化硫通常在金属矿石转化为纯金属的过程中产生。

d) 水合

水合是指通过强迫 H+ 和 OH- 离子牢固地附着在其分子和原子上来化学性地将水添加到矿物中的过程。

岩石矿物吸收水分引起的体积增加会对岩石产生物理压力。例如，氧化铁被转化为体积更大的氢氧化铁。

由于水合是可逆的，反复进行会磨损岩石，并可能最终导致它们分解。

水合引起的矿物体积变化也将有助于物理风化，如粒状分解和剥离。

e) 水解

生物水解涉及消耗一个水分子，以影响大分子分解为其组成部分。

该过程称为生物水解，其中纯水与硅酸盐或碳酸盐矿物结合，完全溶解原始材料。

生物水解是影响气候的一个重要过程，它调节大气中 CO2 的含量。

f) 氧化和还原过程

风化中的氧化是指矿物与氧气相互作用生成氧化物或氢氧化物（铁的情况下的生锈）。氧化铁使红色土壤呈现红色。

在易于接触空气和水的地方会发生氧化。铁、锰、硫等矿物质最常用于此过程。

还原发生在氧化矿物受到缺氧条件的影响时。这些条件通常出现在有积水和水下土壤的地区。还原使铁的红色变为绿色或蓝灰色。

3. 生物风化过程

通过生物风化，矿物质从环境中被移除，这是由于生物的生长或迁移而发生的。生物既影响化学风化，也影响物理风化。

地衣和苔藓通过在几乎裸露的岩石表面生长，提供了更湿润的化学微环境。

在更大的范围内，植物根系和幼苗从裂缝中冒出来，施加物理压力，并为化学物质和水的进入提供了通道。

蚯蚓和啮齿动物等生物通过其挖掘和楔入技术，有助于暴露新表面以进行化学侵蚀，并促进水分和空气的渗透。

分解的动植物材料会产生碳酸、腐殖酸等酸，这些酸有助于某些元素的分解和溶解。

藻类利用矿物质中的养分生长，并帮助浓缩氧化铁和锰。

风化的意义

风化是土壤从岩石中形成的过程。风化促进了自然资源的开发，同时也侵蚀了岩石和土壤。

风化也是自然土壤富集的结果。某些矿石因风化而变得更富矿物，因为有用的矿物质被留下，而不受欢迎的矿物质被浸出。