weathering process是什麼意思，weathering process的意思翻譯、用法、同義詞、例句

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風化作用（Weathering Process） 是指地表或近地表的岩石、礦物在大氣、水、生物活動等自然因素 作用下，發生的物理破碎、化學分解或生物改造 的過程。其核心特點是原地發生，風化産物通常不會立即被搬運走，這與涉及物質搬運的侵蝕作用（Erosion） 有本質區别。風化作用是塑造地表形态、形成土壤的關鍵環節，對地貌演化、元素循環和生态系統具有基礎性作用。

根據作用機制的不同，風化作用主要分為三類：

1. 物理風化（機械風化）：

   • 定義：指岩石發生機械性破碎，但不改變其化學成分的過程。主要破壞岩石的完整性，使其由大塊變成碎屑。
   • 主要機制：
     • 凍融作用（Frost Wedging）：水滲入岩石裂隙，凍結時體積膨脹約9%，對裂隙壁産生巨大壓力，反複凍融導緻岩石崩解。這是寒冷潮濕地區最主要的風化方式。
     • 熱脹冷縮（Thermal Expansion and Contraction）：晝夜或季節性的溫度劇烈變化，導緻岩石表層與内部、不同礦物顆粒之間膨脹收縮不均，産生應力，最終使岩石表層呈片狀剝落（也稱為剝落風化 或洋蔥狀風化）。
     • 鹽結晶作用（Salt Crystallization）：岩石孔隙或裂隙中的水溶液蒸發後，溶解的鹽類（如石膏、方解石）結晶析出，晶體生長産生的壓力使岩石破裂。
     • 卸荷作用（Unloading or Pressure Release）：深埋地下的岩石因上覆岩層被侵蝕移除，壓力減小，岩石體積膨脹，導緻平行于地表的片狀裂隙發育，最終形成層狀剝落。
   • 結果：産生岩屑、礫石、砂等碎屑物質，為化學風化和土壤形成提供物質基礎。

2. 化學風化：

   • 定義：指岩石、礦物通過與水溶液、大氣氣體等發生化學反應，導緻其化學成分改變、礦物組成分解或形成新礦物 的過程。
   • 主要機制：
     • 溶解作用（Dissolution）：礦物直接溶解于水（尤其是酸性水）。例如，方解石（CaCO₃）遇含二氧化碳的水生成可溶的重碳酸鈣而被溶解：

       $$ ce{CaCO3 + H2O + CO2 -> Ca^{2+} + 2HCO3^{-}} $$

     • 水解作用（Hydrolysis）：水分子解離出的 H⁺ 或 OH⁻ 離子與礦物中的離子發生交換反應，是矽酸鹽礦物（如長石、雲母）風化的主要方式。例如，鉀長石水解生成高嶺石（粘土礦物）： $$ ce{2KAlSi3O8 + 2H2CO3 + 9H2O -> Al2Si2O5(OH)4 + 2K+ + 2HCO3^{-} + 4H4SiO4} $$
     • 水化作用（Hydration）：水分子直接結合到礦物的晶格結構中，形成含水礦物，體積常增大，導緻岩石物理強度降低。如硬石膏（CaSO₄）水化成石膏（CaSO₄·2H₂O）。
     • 氧化作用（Oxidation）：礦物中的元素（特别是鐵）與氧結合，形成氧化物或氫氧化物。如黃鐵礦（FeS₂）氧化成褐鐵礦（FeO(OH)·nH₂O）并産生硫酸： $$ ce{2FeS2 + 7O2 + 2H2O -> 2Fe^{2+} + 4SO4^{2-} + 4H+} $$ $$ ce{4Fe^{2+} + O2 + 4H+ -> 4Fe^{3+} + 2H2O} $$ $$ ce{Fe^{3+} + 3H2O -> Fe(OH)3 + 3H+} $$
     • 碳酸化作用（Carbonation）：二氧化碳溶于水形成碳酸，增強了水對礦物的溶解能力（尤其在石灰岩地區）。如上述方解石的溶解反應。
   • 結果：岩石結構被破壞，形成粘土礦物、溶解離子（如 Ca²⁺, Na⁺, K⁺, HCO₃⁻, SiO₂(aq)）和殘餘物質（如鐵、鋁氧化物），是土壤粘粒和無機養分的主要來源。

3. 生物風化：

   • 定義：指生物活動（植物、動物、微生物） 直接或間接導緻的岩石破碎或化學分解。
   • 主要機制：
     • 物理作用：植物根系生長對岩石裂隙施加壓力（根劈作用）；穴居動物挖掘破壞岩石結構。
     • 化學作用：植物根系和微生物分泌有機酸、螯合劑溶解礦物；微生物代謝産生CO₂或其他酸性物質促進化學風化；生物體死亡分解産生的腐殖酸加速風化。
   • 結果：生物活動顯著加速了物理和化學風化過程，尤其是在土壤形成初期和養分循環中至關重要。

風化作用的意義：風化是地表物質循環的起點，它使堅硬的基岩轉化為松散的成土母質，為土壤形成提供物質基礎；釋放出岩石中的礦物質養分，供植物吸收；塑造了各種地貌景觀（如花崗岩球狀風化、喀斯特地貌）；參與了全球碳循環（如矽酸鹽風化消耗大氣CO₂）。風化速率受氣候（溫度、降水）、岩石性質（礦物組成、結構、裂隙）、地形、時間等因素綜合影響。

權威參考來源：

• 美國地質調查局 (USGS) 提供了關于風化類型和過程的詳細解釋：Weathering Processes （此鍊接指向USGS教育資源的概述頁面，内容可靠）。
• 英國地質調查局 (BGS) 在其地質術語表中定義了風化作用：Weathering Definition （此鍊接指向BGS線上地質術語表，定義權威）。
• 美國國家公園管理局 (NPS) 在其地質資源項目中詳細解釋了物理風化和化學風化：Geologic Processes - Weathering （此鍊接指向NPS地質過程概述頁面，包含風化内容，信息可信）。
• Encyclopaedia Britannica (大英百科全書) 提供了關于風化作用的全面科學條目：Weathering - Geochemical Process （此鍊接指向大英百科全書的專業詞條，内容深度和權威性高）。

網絡擴展資料

Weathering process（風化過程）是指地表岩石或礦物在自然條件下發生物理破碎、化學分解或生物作用而逐漸改變的過程。它是地貌形成和土壤發育的基礎，可分為以下主要類型：

1. 物理風化（機械風化）
通過溫度變化、凍融循環、鹽結晶等機械力使岩石破碎但不改變化學成分。例如：

• 溫差導緻岩石表層剝落（熱脹冷縮）
• 水滲入裂隙結冰膨脹（凍融作用）
• 鹽類在岩石孔隙中結晶撐裂岩體

2. 化學風化
岩石與水分、氧氣、二氧化碳等發生化學反應導緻成分改變。典型過程包括：

• 水解（如長石轉化為黏土礦物）
• 氧化（鐵礦物生成赤鐵礦）
• 溶解（石灰岩遇酸性水形成溶洞）

3. 生物風化
生物活動加速岩石分解，例如：

• 植物根系穿透岩石裂隙
• 地衣分泌有機酸腐蝕礦物
• 微生物代謝産生化學分解

與其他過程的區别：風化是岩石原地分解的過程，而侵蝕（erosion）指分解産物被水、風等介質搬運走。兩者常共同作用形成獨特地貌，如花崗岩球狀風化景觀。

該過程對生态系統至關重要——釋放礦物質養分形成土壤，同時調節全球碳循環（如矽酸鹽風化消耗二氧化碳）。不同氣候條件下主導風化類型不同：幹旱區以物理風化為主，濕熱地區化學風化更顯著。

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