Meteorització: Processos Físics i Químics d'Alteració de Roques

Meteorització

La meteorització és el conjunt de processos que es donen a la superfície terrestre i que produeixen l'alteració in situ de les roques que hi afloren. És un procés estàtic, previ a l'erosió (encara que no sempre la precedeix), que es produeix quan les roques entren en contacte amb els agents atmosfèrics (aigua, aire, canvis de temperatura) i biològics.

Com a resultat, es forma un mantell fragmentat (fragments de roques) anomenat regòlit, que posteriorment pot patir processos d'erosió, transport i sedimentació, contribuint a la formació del sòl.

Trobem dos tipus principals de meteorització:

Meteorització Mecànica (o Física)

Consisteix en la disgregació física de la roca en fragments més petits, conservant les característiques químiques del material original. El grau de meteorització dependrà de les propietats de les roques (porositat, presència d'esquerdes, composició mineral, etc.) i del clima.

• Descompressió: La disminució de la pressió litostàtica sobre les roques (per exemple, a causa de l'erosió de materials superiors) provoca que la roca es dilati, creant fractures o ampliant les ja existents (diàclasis).
• Termoclàstia: En zones amb canvis bruscos de temperatura en períodes curts (com els deserts), la dilatació (amb l'augment de temperatura) i la contracció (amb la disminució de temperatura) repetides acaben causant la fractura de la roca, ja que els diferents minerals que la componen no tenen el mateix coeficient de dilatació.
• Gelivació o Gelifracció: Es produeix en zones amb temperatures baixes durant llargs períodes de temps i presència d'aigua. L'aigua líquida s'infiltra a les fractures de les roques i, quan la temperatura baixa de 0 °C, es congela. En congelar-se, l'aigua augmenta el seu volum aproximadament un 9%, exercint una gran pressió que eixampla les esquerdes i pot arribar a trencar la roca.
• Haloclàstia: La fractura de la roca és produïda pel creixement de cristalls de sal dins les esquerdes o porus. En climes àrids o zones costaneres, l'aigua amb sals dissoltes pot penetrar a la roca. Quan l'aigua s'evapora, les sals precipiten i formen cristalls. L'augment de volum durant el creixement d'aquests cristalls genera pressions que poden trencar la roca. Durant sequeres estacionals, l'aigua subterrània carregada de sals pot pujar per capil·laritat i evaporar-se prop de la superfície, deixant les sals a les roques.
• Acció biològica (arrels): Les arrels de les plantes, en créixer i cercar aigua, penetren a les fissures de les roques i exerceixen pressió (pressió radical), sent capaces de fracturar-les o eixamplar les esquerdes existents.

Meteorització Química

Implica l'alteració de la composició química dels minerals de les roques, formant-ne de nous més estables a les condicions superficials. L'aigua (H₂O) és el principal agent de meteorització química. Aquests processos són més intensos en zones humides i climes càlids.

• Dissolució: L'aigua és un bon dissolvent degut a la seva polaritat, cosa que li permet dissoldre directament alguns minerals que formen les roques (com la halita o el guix). L'acidesa de l'aigua (per exemple, per la presència de CO₂ dissolt) pot augmentar la seva capacitat dissolvent per a altres minerals (com la calcita).
• Hidròlisi: És una reacció química complexa en què l'aigua reacciona amb els ions dels minerals (especialment silicats, com els feldespats), trencant les seves xarxes cristal·lines i formant nous minerals (sovint argiles) i ions dissolts.
• Descarbonatació: És un tipus específic de dissolució que afecta les roques carbonatades (com les calcàries). L'aigua de pluja incorpora diòxid de carboni (CO₂) de l'atmosfera, formant àcid carbònic (H₂CO₃), que és un àcid feble. Aquesta aigua lleugerament àcida reacciona amb el carbonat de calci (CaCO₃), principal component de la calcària, dissolent-lo i formant bicarbonat de calci [Ca(HCO₃)₂], que és soluble.
• Oxidació: És la reacció d'alguns elements químics presents als minerals (especialment ions metàl·lics com el ferro, Fe²⁺) amb l'oxigen (O₂) atmosfèric, normalment en presència d'aigua. Aquesta reacció canvia l'estat d'oxidació del metall (per exemple, Fe²⁺ passa a Fe³⁺), formant òxids o hidròxids (com la limonita o l'hematites), que sovint són insolubles, precipiten i donen colors vermellosos o groguencs a les roques alterades.
• Hidratació: Consisteix en la incorporació de molècules d'aigua a l'estructura cristal·lina d'alguns minerals, sense produir una reacció química que alteri la seva composició bàsica, però sí provocant un augment de volum. Això pot debilitar la roca i facilitar altres processos de meteorització. Algunes roques, com les que contenen argiles expansives, tenen una capacitat especial per hidratar-se i deshidratar-se. Un exemple és la transformació de l'anhidrita (CaSO₄) en guix (CaSO₄·2H₂O).