Sedimentgesteenten en water zijn beide overvloedig aanwezig op het aardoppervlak, en gedurende lange tijd, hun interacties veranderen bergen in sediment. Onderzoekers weten al lang dat water sedimentair gesteente zowel fysiek als door slijtage en migratie van rotsen te vergemakkelijken, en chemisch, door oplossen en herkristalliseren. Maar deze interacties zijn nog nooit eerder in situ op de angströmschaal bekeken.

In een nieuwe studie, Barsotti et al. gebruik omgevingstransmissie-elektronenmicroscopie om dynamische beelden van waterdamp en druppeltjes vast te leggen die in wisselwerking staan ​​met monsters van dolostone, kalksteen, en zandsteen. Met behulp van een aangepast vloeistofinjectiesysteem, het team stelde de monsters bloot aan gedestilleerd water en volgde de effecten van het water op de poriegroottes gedurende 3 uur. Fysische verwering was goed waarneembaar in de experimenten met waterdamp, en de chemische processen van oplossen en herkristallisatie waren meer uitgesproken in experimenten met water in de vloeibare fase.

De onderzoekers konden een laag geadsorbeerd water waarnemen die zich had gevormd op microporiënwanden van alle drie de gesteenten. Ze ontdekten dat als waterdamp werd toegevoegd, de poriegrootte nam met maar liefst 62,5% af. Na 2 uur, toen het water was verwijderd, de poriegroottes namen toe. Algemeen, met betrekking tot de oorspronkelijke grootte, de uiteindelijke poriegrootte van de dolostone nam af met 33,9%, overwegende dat de omvang in de kalksteen en zandsteen met 3,4% en 17,3% toenam, respectievelijk. Het team suggereert dat deze veranderingen in poriegrootte te wijten waren aan door adsorptie geïnduceerde spanning. De vloeistoffase-experimenten onthulden dat de oplossnelheden het hoogst waren in kalksteen, gevolgd door dolostone en zandsteen.

De studie ondersteunt eerder werk dat suggereert dat oplossen en herkristallisatie de grootte en vorm van de poriën in sedimentair gesteente kunnen veranderen. Het levert ook het eerste directe bewijs van een in situ-experiment dat door adsorptie geïnduceerde spanning een bron van verwering is. uiteindelijk, deze veranderingen in de poriegeometrie kunnen leiden tot veranderingen in gesteenteeigenschappen zoals permeabiliteit die de waterstroom beïnvloeden, erosie, en elementair fietsen op grotere schaal.

Dit verhaal is opnieuw gepubliceerd met dank aan Eos, georganiseerd door de American Geophysical Union. Lees hier het originele verhaal.