풍화 작용: 기계적 풍화와 화학적 풍화의 주요 특징 요약

[지구과학 1] 기계적 풍화와 화학적 풍화에는 어떠한 작용들이 있고 그 특징은 무엇일까?

큰 바위는 시간이 지나면 모래로 변한다. 큰 바위가 모래가 될 수 있었던 원동력은 오늘의 주제인 풍화 작용 덕분이다. 풍화 작용은 지표나 지표 부근에 존재하는 암석과 광물이 잘게 부서거지나 성분이 변하는 작용을 뜻한다. 일반적으로 풍화 작용은 이름에서 풍겨오는 느낌 상 바람에 의한 작용을 떠올리기 쉽지만 사실은 물과 생물도 풍화에 중요한 역할을 한다. 오늘은 풍화 작용의 두 갈래인 기계적 풍화와 화학적 풍화에는 어떠한 특징이 있는지 알아보자.

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기계적 풍화의 정의와 종류

기계적 풍화는 물리적 힘에 의해, 암석의 성분 변화 없이 잘게 부서지는 현상을 말한다. 기계적 풍화에는 박리 작용, 동결 작용, 결정 작용 등이 있다.

박리 작용

  • 박리작용은 압력 감소로 인해 암석이 팽창하면서 암석의 표면이 껍질 처럼 얇게 벗겨지며 부서지는 작용이다.
  • 박리작용의 대표적인 예로는 판상 절리가 있다. 판상 정리는 지하 깊은 곳에 있던 심성암이 융기하면서 압력 감소로 인해 팽창해 생기는 표면의 균열이다. 이때 균열은 만드는 원인이 바로 박리작용 이다.

동결 작용

  • 동결 작용은 암석의 틈으로 유입된 물이 얼면서 부피가 팽창하여 암석의 틈이 벌어지는 작용이다.
  • 동결 작용에 의한 대표적인 지형에는 테일러스(Talus)가 있다. 테일러슨느 잘게 부숴진 암석 조각들이 산 사면에 부채콜 형태로 쌓여있는 지형이다.

결정 작용

  • 결정 작용은 암석의 틈으로 유입된 물이 증발하면서 물에 용해 되어 있던 침전물들이 결정이 되고 크기가 성장하면서 암석에 가해지는 압력에 의한 풍화 작용이다.
  • 결정 작용에 의핸 대표적인 지형에는 타포니(Tafoni)가 있다. 타포니는 암석이 떨어져 나간 구멍에 풍화가 집중되어 생긴 벌집 모양의 지형이다.

생물에 의한 기계적 풍화

  • 동식물에 의해서도 기계적 풍화가 가능한 데, 그 중 대표적인 예는 식물의 뿌리가 암석에 압력을 가하여 암석을 쪼개는 현상이다.

화학적 풍화의 정의와 종류

화학적 풍화는 물이나 공기의 작용에 의해 암석의 성분이 변하거나 용해되어 암석이 풍화되어 발생한다.  화학적 풍화에는 용해 작용, 가수 분해 작용, 산화 작용 등이 있다.

용해 작용

  • 이산화 탐소가 포함된 지하수에 의해 석회암이 녹는 현상을 화학적 풍화인 용해 작용으로 정의한다.
  • 물에 이산화탄소가 녹으면 탄산 수가 되고, 탄산수는 석회암을 녹일 수 있다.
  • 용해 작용에 의한 대표 지형은 석회 동굴이 있다. 석회동굴은 탄산수가 석회암에 구멍을 뚫어 생긴 지형이다.

가수 분해 작용

  • 물 속에 존재하는 수소 이온 (H+)이나 수산화 이온 (OH-)이 광물을 구성하는 이온을 치환하는 현상을 가수분해 현상으로 정의한다.
  • 가수 분해 작용의 대표적인 예로는 정장석이 고령토로, 고령토가 보크사이트로 변하는 현상이다.

보크사이트 생성반응


산화 작용

  • 산화 작용은 암석 속의 금속이 물이나 대기 중의 산소에 의해 산화되는 작용이다.
  • 산화 작용의 대표적인 예는 철이 녹스는 현상이다. 철은 산소와 반응하여 작색이나 갈색을 띄는 적철석이 된다.

생물에 의한 화학적 풍화

  • 바위 표면에 서식하는 이끼 식물은 산성 물질을 분비한다. 이 산성 물질이 암석을 분해 시키는 현상을 생물에 의한 화학 적 풍화의 한 예로 들 수 있다.

결론

풍화가 잘 일어나는 지형과 기계적/화학적 풍화의 관계
오늘은 지구에서 일어나는 기계적 풍화와 화학적 풍화 현상에 대해 알아보았다. 기계적 풍화는 한랭하고 건조한 극지역이나 고산지대, 혹은 일교차가 큰 사막 지대에서 우세하고, 화학적 풍화는 습하고 온도가 높은 열대 지방에서 우세하다. 기계적 풍화와 화학적 풍화는 서로 상보적인 관계에 있는데, 기계적 풍화가 일어나게 되면 표면적이 증가해 화학적 풍화가 잘 일어나고, 반대로 화학적 풍화가 일어나면 암석이 약해 지기 때문에 물리적 공격에 취약해 기계적 풍화가 잘 일어나게 된다.

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