Door Christina Sloane Bijgewerkt op 30 augustus 2022

Wat is het effect van bevriezen en ontdooien op gesteente? ​Vorst-dooi-verwering is het resultaat van dit proces. Een soort ​fysieke verwering ​ (ook wel ​mechanische verwering genoemd ​), zorgen vries-dooicycli ervoor dat rotsen in kleinere stukken uiteenvallen. Hoewel vries-dooi-verwering de minerale samenstelling van gesteenten waarop het inwerkt niet verandert, maakt het ze wel kwetsbaarder voor chemische verwering, waardoor de verbindingen in gesteenten veranderen.

Vaak werken de processen van fysische en chemische verwering gedurende lange perioden samen. Door het bevriezen en ontdooien van water in de voegen en scheuren van rotsen ontstaan kleinere fragmenten met een groter oppervlak, waardoor rotsen gevoeliger worden voor chemische en biologische verwering.

Hoe vorst-dooi-verwering werkt

Hoe vorst-dooi-verwering werkt

Een mechanisch proces, vries-dooi-verwering, veroorzaakt de ​gewrichten ​ (scheuren) in rotsen die uitzetten, waardoor delen van rotsen uit elkaar worden gedrukt. Omdat water met ongeveer 10% uitzet als het bevriest, ontstaat er een uitwaartse druk in de rotsvoegen, waardoor de scheuren groter worden.

Gewrichten komen van nature voor in gesteenten als gevolg van hun vorming. Breuken die niet worden gecompenseerd, gewrichten zorgen ervoor dat water in de rotsen kan binnendringen.

In klimaten waar de temperatuur in de winter onder het vriespunt daalt, stolt het vocht in de voegen van rotsen als ijs. Na verloop van tijd, na verschillende cycli van bevriezen en ontdooien, worden de voegen zo groot dat stukjes steen er in kleinere stukjes af beginnen te vallen. Deze afbraak van gesteente vindt sneller plaats op grotere hoogten, waar gedurende het jaar veel vries-dooicycli kunnen voorkomen.

Andere soorten fysieke verwering

Andere soorten fysieke verwering

Vorst-dooi-verwering is slechts één manier waarop gesteenten afbreken via mechanische processen. Op een vergelijkbare manier kan de groei van zoutkristallen er ook voor zorgen dat rotsvoegen uitzetten. Kristallen kunnen zich in rotsverbindingen ontwikkelen wanneer water op de rotsen verdampt, omdat tijdens dit proces ionen in het water neerslaan. Groeiende kristallen in gewrichten kunnen rotsverbindingen ook uit elkaar wiggen. Zoutkristalgroei in rotsvoegen is vaak te vinden in de buurt van oceanen, waar rotsen worden blootgesteld aan zout water.

Een ander type fysieke verwering wordt ​thermische uitzetting genoemd ​. Hoewel rotsen geleidelijke temperatuurschommelingen kunnen weerstaan, kunnen plotselinge verschuivingen tussen warm en koud ervoor zorgen dat rotsen barsten. Omdat gesteenten uit verschillende mineralen zijn gemaakt, kunnen de verschillen in samentrekking en uitzetting van verschillende gebieden met temperatuurveranderingen ook breuk veroorzaken.

Bos- en grasbranden veroorzaken intense hitte en kunnen thermische uitzetting van rotsen veroorzaken. Verwering veroorzaakt door temperatuurveranderingen komt ook veel voor in woestijnen, waar de temperatuur van nacht tot dag aanzienlijk kan veranderen.

Soorten verwering

Soorten verwering

Fysische en chemische verwering zijn de twee belangrijkste soorten verwering; beide processen breken rotsen in kleinere stukjes of kristallen. Hoewel fysieke verwering de chemische samenstelling van gesteenten niet verandert, doet chemische verwering dat wel. Verwering veroorzaakt door bevriezen en ontdooien is een voorbeeld van fysieke (ook wel mechanische) verwering.

Bij ​chemische verwering ​ mineralen in gesteenten reageren met water, zuurstof en andere verbindingen in hun omgeving. Chemische verwering veroorzaakt het oplossen of veranderen van mineralen in gesteenten, wat uiteindelijk tot hun afbraak leidt. Vaak vormen gesteenten die zijn aangetast door chemische verwering oxiden die de kleuren van de rotsen veranderen.

Naast fysische en chemische verwering erkennen geologen ook het effect dat andere levende organismen op rotsen hebben. Boomwortels die uitgroeien tot rotsen veroorzaken bijvoorbeeld ​vastlopen ​, wat een vorm van fysieke verwering is. Chemische verwering kan worden versneld door de zure oplossingen van bacteriën die op rotsen leven, en gravende dieren kunnen rotsen kwetsbaarder maken voor zowel fysische als chemische verwering door ze naar de oppervlakte van de aarde te brengen.

Het kan moeilijk zijn om de effecten van verschillende soorten verwering van elkaar te onderscheiden, omdat ze soms een synergetisch effect hebben. De interacties tussen fysische en chemische verwering kunnen de snelheid waarmee gesteenten afbreken versnellen, en sommige soorten gesteenten zijn gevoeliger voor verwering vanwege hun samenstelling, locatie en omgeving.