(续)
30余亿年前,早期地球始形成原始海洋和岩浆岩的陆地,在阳光、雨水和原始大气的作用下开始了地球上最先发生的地表岩石的风化作用。
风化作用使坚硬完整的岩石逐渐产生裂纹裂缝,从而使气液态水分进入,加速岩石的分崩离析。最先发生的是物理风化作用,到一段漫长时期后,化学风化加入,再后来有生物出现,才有了生物风化作用。
(1)物理风化过程及机理
阳光直射到岩石表面,温度升高,使表面一层在水平方向澎涨多,而下一层澎涨少,热力逐层深入,发生多层的温差导致岩石内矿物晶体的左右前后三维的移位。夜间,岩石表层首先降温收缩,依次逐层温度递降收缩,长期反复如此热涨冷缩,使岩石表面产生裂纹,称之为剝蝕作用。裂纹裂缝生成后水分渗入,在气温四季变化中,低于摄氏零度的地区,冬季水结冰,体积增大(水具有的反常澎涨特性),这种反复发生的冻融交替称为冰劈作用。
在水力、风力和重力综合作用下,岩石表层的碎片开始掉落。故物理风化作用使陆地发生削高填低的变化。
(2)化学风化过程及机理
水不仅有物理风化力,而且是化学风化的首要主角。水具有溶解水解的化学作用,对增大了表面积的岩石碎片碎屑,其中的一些易溶成分首先溶解于水。大气中二氧化碳、硫化氢和二氧化硫等极易溶于雨滴中而成为酸雨,从而与岩石发生一系列化学反应,使岩石化学成分逐步改变。次生矿物的形成就是化学风化的结果。
当岩石风化碎屑残畄在原地或被外力搬运至低处后,物理的化学的风化作用则更加強劲。
(3)生物风化过程及机理
生物参与风化作用则晚得多。大约在25亿年前至5.7亿年间,古原始菌藻类中的一些种类开始能进行光合作用——利用阳光、水、二氧化碳和无机态氮、矿质元素来制造生命体的有机物质,並同时向水体及大气中释放游氧气分子。这些以光合作用和无机物来生长和繁殖的生物我们称之为自养生物。在5.7亿年前的古生代寒武纪开始了生命大爆发,生物才逐渐对岩石的风化起促进作用,特别是对岩石碎屑起着由母质变成自然土壤的巨大作用。
实际上生物的风化作用也就是物理、化学风化两个方面,只不过加上了有机物矿化和腐殖化的生物化学过程。
附上一张生物演化的地质年代表(选自网络),助大家更易理解上述内容。
