Chemie životního prostředí III Pedosféra (03) Půdotvorné procesy - zvětrávání

Rozměr: px

Začít zobrazení ze stránky:

Download "Chemie životního prostředí III Pedosféra (03) Půdotvorné procesy - zvětrávání"

Lucie Horáčková
před 6 lety
Počet zobrazení:

1 Centre of Excellence Chemie životního prostředí III Pedosféra (03) Půdotvorné procesy - zvětrávání Ivan Holoubek, Josef Zeman RECETOX, Masaryk University, Brno, CR holoubek@recetox. recetox.muni.cz; muni.cz

2 Substrát (matečná hornina) Půdotvorné faktory výchozí materiál pro vznik půdy, předmět přeměn probíhajících v půdě; petrologické složení substrátu ovlivňuje rychlost tvorby půdy (zvětrávání pevných hornin) a s tím související hloubku půdy a její zrnitostní složení, na kterém závisí fyzikální, fyzikálně-chemické, biologické i další půdní vlastnosti; chemismus při vývoji půd obsah bází (Ca, Mg) na jejich množství závisí rychlost vyluhování půdy; minerální síla substrátu Ca, Mg, P, K; uhličitany Na, K, lehce rozpustné soli sírany a chloridy zasolení půd; 2

3 Půdotvorné procesy Zvětrávání předchází vlastnímu vzniku půd a probíhá i během jejího vývoje fyzikální a chemické změny probíhající při rozpadu horniny podstatou je mechanický rozpad a chemická přeměna prvotních (primárních) minerálů v druhotné (sekundární), uvolňování bází, oxidů Fe a Al, kyseliny křemičité, tvorba jílu aj. je silně ovlivněno klimatem a biologickým faktorem; 3

4 Zvětr trávání Zvětrávání chemická a fyzikální degradace hornin na relativně jemné částice (půdy a sedimenty) a rozpuštěné látky, klíčový prvek exogenního geochemického cyklu salinita oceánů výživa pro biotu rudy transformace povrchu spotřeba H + spotřeba CO 2 4

5 Zvětr trávání 5

6 Faktory ovlivňuj ující zvětr trávání Typ a struktura horniny Sklon svahů Klima Hrabavá zvířata, hmyz, červi Charles Darwin červi 2,5 kg.m -2 Čas 6

7 Faktory ovlivňuj ující zvětr trávání 7

8 Mechanické zvětr trávání Mrazové štípání Růst krystalů Působení tepla Kořeny rostlin Zvětrávání bazaltové lávy na Hawaii Pulpit, Lysefjord, severní Norsko Mount Whitney, Sierra Nevada 8

9 Mechanické zvětr trávání Yellowstone National Park Ta Prohm u Angkoru, Kambodža 9

10 Rychlost fyzikáln lního zvětr trávání 10

11 Rychlost chemického ho zvětr trávání 11

12 Chemické zvětr trávání Voda, kyslík, oxid uhličitý Hydrolýza Hydratace Oxidace Vyluhování Oxidovaná půda na Hawaii 12

13 Chemické zvětr trávání Prosté zvětrávání (určeno součinem rozpustnosti) Rozpouštění karbonátů: CaCO 3 + H 2 CO 3 Ca HCO 3 Oxidace: Fe 2 SiO 4 + 1/2 O H 2 O Fe 2 O 3 + H 4 SiO 4 Hydrolýza: Mg 2 SiO H 2 O 2 Mg OH + H 4 SiO 4 13

14 Chemické zvětr trávání CaAl 2 Si 2 O 8 + H 2 CO 3 CaCO 3 + Al 2 Si 2 O 5 (OH) 4 2 NaAlSi 3 O H 2 O 2Na OH + Al 2 Si 2 O 5 (OH) 4 + H 4 SiO 4 3 NaAlSi 3 O 8 + H 2 CO H 2 O 3Na H 4 SiO 4 + Al(OH) 3 + HCO 3 3 NaAlSi 3 O 8 + Mg H 2 O 2Na 0,5 Al 1,5 Mg 0,5 Si 4 O 10 (OH) Na + + H 4 SiO 4 Mg 2 SiO H 2 O 2 Mg OH + H 4 SiO 4 Mg 2 SiO H 2 CO 3 2 Mg HCO 3 + H 4 SiO 4 Mg 2 SiO H + 2 Mg 2+ + H 4 SiO 4 14

Zvětr trávání Zvětráváním horninotvorných minerálů vznikají jílové minerály: Variabilní zastupování Si 4+ ionty Al 3+, nábojová nevyrovnanost vrstev, kompenzována dalšími

15 Zvětr trávání Zvětráváním horninotvorných minerálů vznikají jílové minerály: Variabilní zastupování Si 4+ ionty Al 3+, nábojová nevyrovnanost vrstev, kompenzována dalšími ionty, vyměnitelné kationty, výměnná kapacita Skupina Obecný vzorec Montmorillonit Al 2 (OH) 2 Si 4 O 10 Illit K 0-2 Al 4 (Si 8-6 Al 0-2 )O 20 (OH) 4 Kaolinit Al 2 Si 2 O 5 (OH) 4 15

16 Vznik, transformace a rozklad jílových j minerálů 16

17 Strukturní typy silikátů a jílových j minerálů 17

18 Polyfunkční výměnn nná struktura jílových j minerálů 18

19 Půdní granulometrické složen ení 19

20 Zvětr trávání a výměna plynů 20

21 Vztahy mezi organismy, organickou hmotou a minerály 21

22 Typy minerálů a hornin Slow Weathering Rate Fast Stable Unstable quartz clays muscovite K-feldspar biotite Na-plagioclase amphibole pyroxene Ca-plagioclase olivine calcite halite Remain as residue Soluble Components Dissolved ions removed in solution Insoluble components Stable minerals produced by weathering 22

23 Svah Steep Slopes Products Removed Thin Regolith Gentle Slopes Products Accumulate Thick Regolith 23

24 Vliv času na vývoj 24

25 Půdy a klima 25

26 Eroze Odstraňování zvětralého materiálu: Vodou Větrem Ledovci Přírodní číst horninového cyklu Může být urychleno antropogenními aktivitami 26

27 Vodní eroze Vegetation Cover reduces runoff Sheetwash overland flow Gully Water percolates Root network holds soil together 27

28 Vodní eroze Contour Terrace Gullies 28

Podobné dokumenty

Chemie životního prostředí III Pedosféra (02) Půdotvorné faktory a procesy

Centre of Excellence Chemie životního prostředí III Pedosféra (02) Půdotvorné faktory a procesy Ivan Holoubek RECETOX, Masaryk University, Brno, CR holoubek@recetox. recetox.muni.cz; http://recetox.muni