Kayaç ayrışması, jeolojik ve jeomorfolojik süreçlerin önemli bir bileşenidir. Bu süreç, büyük kaya kütlelerinin daha küçük parçalara ayrılması ve ufalanması olarak tanımlanabilir. Kayaç ayrışması, fiziksel ve kimyasal olmak üzere iki ana kategoriye ayrılır. Donma-çözülme ve biyolojik faktörler, fiziksel ayrışmanın en önemli etkenlerinden ikisidir.
Donma ve çözülmenin ayrışmaya etkisi
Su +4 °C de en büyük yoğunluğa ve en küçük hacme sahiptir. 1cm3 su 1 gram ağırlığındadır. 0 °C de 1 gram su 1,00013 cm3 hacim işgal ederken, 0 °C de 1 gram buz ise 1,09083 cm3 lük bir hacim işgal eder. Böylece su buza dönüşürken %9 oranında bir hacim artışına neden olur. %9 oranındaki hacim artışı her cm2ye yaklaşık 160 kglık bir basınç uygulayarak kayaçların parçalanmasına neden olur.
Donma-çözülme döngüsü, kayaların ayrışmasında önemli bir rol oynar. Suyun donma sırasında hacminin yaklaşık %9’u kadar genleşmesi, kaya gözeneklerinde ve çatlaklarında büyük bir basınç oluşturur. Bu basınç, kaya parçalarının kopmasına ve ufalanmasına neden olur. Bu döngünün tekrarı, kayaların zamanla aşınmasına ve ufalanmasına yol açar.
Donma-Çözülme Olayının Etkisini Arttıran Faktörler
Donma-çözülme döngüsü, kayaların ayrışmasında önemli bir rol oynar. Bu döngünün etkisini artıran birçok faktör vardır. Bu faktörler şunlardır:
1. Suyun Kayalardaki Varlığı
Kayalarda bulunan suyun miktarı, donma-çözülme döngüsünün etkisini doğrudan etkiler. Daha fazla su içeren kayalar, donma-çözülme döngüsünden daha fazla etkilenir.
- Su Miktarı: Kayalarda bulunan suyun miktarı arttıkça, donma-çözülme döngüsünün etkisi de artar.
- Suyun Kayalarda Bulunma Şekli: Gözeneklerde bulunan su, çatlaklarda bulunan sudan daha fazla etkiye sahiptir.
- Suyun Donma Sıcaklığı: Suyun donma sıcaklığı arttıkça, donma-çözülme döngüsünün etkisi de artar.
2. Kayaların Gözeneklilik ve Çatlaklılık Derecesi
Su, bu gözenek ve çatlaklara nüfuz ederek donma sırasında genleşir ve kayaların parçalanmasına neden olur.
- Gözeneklilik: Gözenekli kayalar, donma-çözülme döngüsünden daha fazla etkilenir. Gözeneklerin boyutu ve şekli de önemlidir. Büyük ve birbirine bağlı gözenekler, donma-çözülme döngüsünün etkisini artırır.
- Çatlaklılık: Çatlaklı kayalar, donma-çözülme döngüsünden daha fazla etkilenir. Çatlakların boyutu ve şekli de önemlidir. Büyük ve birbirine bağlı çatlaklar, donma-çözülme döngüsünün etkisini artırır.
3. Sıcaklık Dalgalanmalarının Şiddeti
- Dalgalanmaların Genişliği: Sıcaklık dalgalanmalarının genişliği arttıkça, donma-çözülme döngüsünün etkisi de artar.
- Dalgalanmalarının Hızı: Hızlı ve ani sıcaklık değişimleri, kayalarda daha fazla basınç oluşmasına ve daha fazla parçalanmaya neden olur.
4. Minerallerin Bileşimi
- Karbonat Mineralleri: Karbonat mineralleri içeren kayalar, donma-çözülme döngüsünden daha fazla etkilenir. Karbonat mineralleri, su ile reaksiyona girerek kayaların ufalanmasına neden olur.
- Kil Mineralleri: Kil mineralleri içeren kayalar, donma-çözülme döngüsünden daha fazla etkilenir. Kil mineralleri, su ile reaksiyona girerek kayaların şişmesine ve büzülmesine neden olur.
Biyolojik faktörlerin ayrışmaya etkisi
Kayaçların çatlaklarında büyüme olanağı bulan ağaç kökleri bu çatlaklara sokularak büyük bir basınç uygular ve böylece fiziksel parçalanmaya katkı sağlar. Köklerin yaptıkları bu basınç, hücrelerdeki Turgo-basıncından yani protoplazmanın osmotik basıncından ileri gelir ve değeri çok defa 10 kg/cm2 veya bunun birkaç katı olabilir.
Biyolojik Faktörlerin Etkisini Arttıran Faktörler
Biyolojik faktörler, kayaların ayrışmasında önemli bir rol oynar. Bitkilerin ve hayvanların kökleri, kayalarda çatlaklar ve boşluklar oluşturarak kayaların parçalanmasına neden olur. Ayrıca, bitkiler tarafından salgılanan asitler, kayaların kimyasal ayrışmasına katkıda bulunur. Biyolojik faktörlerin kaya ayrışmasına etkisini artıran birçok faktör vardır. Bu faktörler şunlardır:
1. Bitki Örtüsünün Yoğunluğu
- Yoğun Ormanlık Alanlar: Yoğun ormanlık alanlarda, kaya ayrışması daha hızlı gerçekleşir. Bitkilerin kökleri ve salgıladıkları asitler, kayaların daha hızlı parçalanmasına neden olur.
- Bitki Çeşitliliği: Bitki çeşitliliği arttıkça, kaya ayrışmasına etkisi de artar. Farklı bitki türleri, farklı kök sistemlerine ve salgıladıkları asitlere sahiptir. Bu da kayaların farklı şekillerde parçalanmasına neden olur.
2. Hayvan Faaliyetlerinin Yoğunluğu
- Kazma ve Oyma Faaliyetleri: Hayvanların kayalarda kazma ve oyma gibi faaliyetleri, kaya ayrışmasını hızlandırır. Özellikle kemiriciler ve böcekler, kayalarda yuvalar ve tüneller oluşturarak kayaların parçalanmasına neden olur.
- Hayvan Sayısı: Hayvan sayısı arttıkça, kaya ayrışmasına etkisi de artar. Daha fazla hayvan, daha fazla kazma ve oyma faaliyeti anlamına gelir.
3. İklim
- Sıcaklık: Sıcak iklimlerde, biyolojik faktörlerin kaya ayrışmasına etkisi daha fazladır. Sıcaklık arttıkça, bitkilerin ve hayvanların aktivitesi artar.
- Yağış: Yağış miktarı arttıkça, biyolojik faktörlerin kaya ayrışmasına etkisi de artar. Yağmur, suyun kayalara nüfuz etmesini ve bitkilerin köklerinin gelişmesini sağlar.
4. Kaya Tipi
- Yumuşak Kayalar: Yumuşak kayalar, biyolojik faktörlerden daha fazla etkilenir. Sert kayalara göre daha az dirençli olan yumuşak kayalar, bitkilerin kökleri ve hayvanların kazma faaliyetleri tarafından daha kolay parçalanır.
- Gözeneklilik ve Çatlaklılık: Gözenekli ve çatlaklı kayalar, biyolojik faktörlerden daha fazla etkilenir. Bitkilerin kökleri ve hayvanların yuvaları, kayalardaki gözenek ve çatlaklarda daha kolay oluşur.
Biyolojik faktörler, kayaların ayrışmasında önemli bir rol oynar. Bu faktörlerin etkisini birçok faktör artırır. Bu faktörlerin bilinmesi, kaya ayrışmasının daha iyi anlaşılmasına ve kaya mühendisliği projelerinde daha doğru tahminlerin yapılmasına yardımcı olur.
Ek Bilgiler
Donma / çözülme etkisi nedir?
Donma – çözülme, buzun oluştuğu soğuk alanlarda meydana gelen bir erozyon sürecidir. Kayadaki bir çatlak suyla dolabilir ve sıcaklık düştükçe donabilir. Buz genişledikçe çatlağı parçalara ayırır ve onu büyütür.
Donma ve çözülme hava şartlarını nasıl etkiler?
Bu işlem kayadaki çatlakları genişletebilir ve sıcaklık donma noktasının üzerine çıktığında buz çözülerek suyun çatlaklara daha da sızmasına izin verir. Bu donma ve çözülme süreci tekrar tekrar gerçekleştiğinde, kaya zayıflamaya başlar ve sonunda köşeli parçalara ayrılır.
Yüksek enlemlerde, donma ve çözülme döngüsünün etkisi daha fazladır. Yüksek rakımlı bölgelerde, donma ve çözülme döngüsünün etkisi daha fazladır. Su kütlelerinin yakınında, donma ve çözülme döngüsünün etkisi daha fazladır.
Donma / çözülme ayrışması kayayı nasıl zayıflatır?
Hava sıcaklığı donma noktasının altına düşerse, su donacak ve kayaya basınç uygulayarak yüzde 9-10 oranında genişleyecektir. Sıcaklık donma noktasının üzerine çıktığında buz erir. Bu işlem tekrar tekrar gerçekleşirse, kaya zayıflayacak ve sonunda köşeli parçalara bölünecektir.
Donma/çözülme döngüsü, kayalarda yeni çatlaklar oluşturabilir ve mevcut çatlakları genişletebilir. Bu da kayaların daha zayıflamasına ve ufalanmaya daha elverişli hale gelmesine neden olur. Kayalarda yeni gözenekler oluşturabilir ve mevcut gözenekleri genişletebilir. Bu da kayaların su tutma kapasitesini artırır ve kayaların daha kolay aşınmasına neden olur.
Aynı zamanda kayalardaki minerallerin ayrışmasına neden olabilir. Bu da kayaların daha zayıflamasına ve ufalanmaya daha elverişli hale gelmesine neden olur.
Biyolojik ayrışma kayaları nasıl etkiler?
Biyolojik ayrışma, bitkiler ve hayvanların neden olduğu hava etkisidir . Bitkiler ve hayvanlar, hava koşullarına neden olan ve ayrıca kayaların ve yer şekillerinin parçalanmasına katkıda bulunan asit oluşturan kimyasallar salgılar. Bitkilerin kökleri kayalarda çatlaklar ve boşluklar oluşturarak kayaların parçalanmasına neden olur. Kökler büyüdükçe kayalara basınç uygular ve bu da kayaların ufalanmasına ve parçalanmasına yol açar.
Hayvanların kayalarda kazma ve oyma gibi faaliyetleri de kaya ayrışmasını hızlandırır. Özellikle kemiriciler ve böcekler, kayalarda yuvalar ve tüneller oluşturarak kayaların parçalanmasına neden olur.
Hangi Kuvvetler Ayrışma ve Erozyona Neden Olur
Fiziksel Ayrışma. Fiziksel veya mekanik ayrışma, kayanın daha küçük parçalara ayrışmasıdır.
Kimyasal Ayrışma. Kimyasal ayrışma, mineral yapının kimyasal değişiminden kaynaklanan kayanın parçalanmasıdır.
Su Erozyonu.
Rüzgar erozyonu.
Yerçekimi.