Phong hóa khoáng vật và sự hình thành đất

Phong hóa khoáng vật và sự hình thành đất mô tả sự phân hủy hóa học của các khoáng vật tạo đá và sự hình thành đất, giải phóng các nguyên tố và tạo ra các khoáng vật thứ cấp chi phối khả năng phản ứng của đất.

Definition

Các quá trình hóa học mà qua đó khoáng vật hòa tan và biến đổi trong quá trình phong hóa, góp phần vào sự hình thành và tiến hóa của đất.

Scope

Chủ đề này bao gồm sự hòa tan và biến đổi của các khoáng vật sơ cấp do nước, axit và hoạt động sinh học, sự hình thành các khoáng vật sét và oxit thứ cấp, cũng như các khía cạnh hóa học của sự phát triển đất. Nó liên kết phong hóa với việc cung cấp chất dinh dưỡng, tạo ra độ kiềm và điều hòa carbon dioxide dài hạn.

Core questions

• Những phản ứng nào thúc đẩy quá trình phong hóa hóa học của khoáng vật?
• Những khoáng vật thứ cấp nào hình thành trong quá trình phát triển đất?
• Phong hóa cung cấp chất dinh dưỡng và tiêu thụ carbon dioxide như thế nào?
• Yếu tố nào kiểm soát tốc độ phong hóa trong tự nhiên?

Key theories

Thủy phân và phong hóa do axit thúc đẩy

Silicat và các khoáng vật sơ cấp khác phong hóa chủ yếu bằng thủy phân và hòa tan do proton và phối tử thúc đẩy, giải phóng các cation bazơ và silica, đồng thời hình thành các khoáng vật sét và oxit chi phối hóa học của đất.

Mechanisms

Axit carbonic và axit hữu cơ cùng với nước tấn công bề mặt khoáng vật, phá vỡ các liên kết và giải phóng các ion; các sản phẩm này kết tủa lại thành các khoáng vật sét thứ cấp và oxit sắt, nhôm. Sự tiêu thụ proton trong quá trình phong hóa silicat tạo ra độ kiềm, liên kết phong hóa với chu trình carbon dài hạn.

Clinical relevance

Phong hóa cung cấp chất dinh dưỡng, tạo ra các khoáng vật thứ cấp có khả năng phản ứng giúp giữ lại các chất gây ô nhiễm, và cung cấp một bộ đệm tự nhiên chống lại sự axit hóa, đồng thời hấp thụ carbon dioxide trong khí quyển qua thời gian địa chất.

History

Sự hiểu biết về địa hóa học của phong hóa đã phát triển với công trình về phân bố nguyên tố của Goldschmidt và các nghiên cứu về động học hòa tan khoáng vật và sự hình thành đất trong thế kỷ 20.

Key figures

• Victor Goldschmidt

Seminal works

• sposito2008
• vanLoon2017

Frequently asked questions

Phong hóa đá ảnh hưởng đến khí hậu như thế nào?

Phong hóa silicat tiêu thụ carbon dioxide dưới dạng axit carbonic, hoạt động trong các khoảng thời gian địa chất như một yếu tố điều hòa chậm carbon dioxide trong khí quyển.