鉱物の風化と土壌形成

鉱物の風化と土壌形成は、造岩鉱物の化学的分解と土壌の生成を指し、元素を放出し、土壌の反応性を支配する二次鉱物を生成する。

Definition

風化の過程で鉱物が溶解・変質し、土壌の形成と進化に寄与する化学的プロセス。

Scope

このトピックでは、水、酸、および生物学的活動による一次鉱物の溶解と変質、二次粘土と酸化物の形成、ならびに土壌発達の化学的側面について扱う。風化と栄養供給、アルカリ度生成、および長期的な二酸化炭素調節との関連性について論じる。

Core questions

• 鉱物の化学的風化を促進する反応は何か？
• 土壌発達中に形成される二次鉱物にはどのようなものがあるか？
• 風化はどのように栄養素を供給し、二酸化炭素を消費するのか？
• 野外における風化速度を制御する要因は何か？

Key theories

加水分解と酸促進風化

ケイ酸塩およびその他の一次鉱物は、主に加水分解とプロトンおよび配位子促進溶解によって風化し、塩基性陽イオンとシリカを放出し、土壌化学を支配する粘土と酸化物を形成する。

Mechanisms

炭酸および有機酸と水が鉱物表面を攻撃し、結合を切断してイオンを放出する。生成物は二次粘土や鉄およびアルミニウム酸化物として再沈殿する。ケイ酸塩の風化中にプロトンが消費されることでアルカリ度が生成され、風化と長期的な炭素循環が結びつけられる。

Clinical relevance

風化は栄養素を供給し、汚染物質を保持する反応性の二次鉱物を生成し、酸性化に対する自然な緩衝作用を提供する一方で、地質学的時間スケールで大気中の二酸化炭素を減少させる。

History

風化に関する地球化学的理解は、ゴルトシュミットの元素分布に関する研究と、20世紀の鉱物溶解速度論および土壌生成に関する研究によって深化した。

Key figures

• Victor Goldschmidt

Seminal works

• sposito2008
• vanLoon2017

Frequently asked questions

岩石の風化は気候にどのように影響しますか？

ケイ酸塩の風化は炭酸として二酸化炭素を消費し、地質学的時間スケールで大気中の二酸化炭素の緩やかな調節因子として機能する。