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風化(ふうか、英語: weathering[1])または風化作用(ふうかさよう、英語: weathering[1])とは、地表にある岩石鉱物変質または分解する作用のことである[2]。物理的風化(physical weathering)、化学的風化(chemical weathering)、生物学的風化(biological weathering)の3つに大きく分けられることが多い[3]

概要編集

風化作用は地形プロセスの第一段階である(残りの地形プロセスは侵食運搬堆積[4]。風化は侵食を起こりやすくさせ、侵食開始タイミング、侵食速度に影響を与えていく[4]

物理的風化編集

 
宮崎県青島で見られる「鬼の洗濯板」。乾湿風化の影響で泥岩部が細片化され、波による侵食を受けて地形が形成された。

物理的風化(ぶつりてきふうか、physical weathering[5])または機械的風化(きかいてきふうか、mechanical weathering)は、温度変化や氷・塩類の存在によって岩石が破壊される風化のことである[6]。以下の作用の連続により岩石が破壊されていくことから、疲労破壊と考えることが可能である[7]。物理的風化の要因として、以下が挙げられる。

除荷作用
岩石の上部にあった物体(氷河など)が除去されたことによって生じた風化であり[8]、岩石塊の膨張に伴い亀裂が成長し[9]節理がつくられる[10]。除荷作用により形成されるものの一例としてシーティング節理が挙げられ、花崗岩ドームの表面などで確認できる[8]
日射風化
岩石の温度変化(昼間の日射による加熱膨張と、夜間の放射冷却による収縮)の繰り返しによる風化のことである[8]
乾湿風化
岩石が吸水・乾燥することで、膨張と収縮を繰り返して起こる風化であり、スレーキングともよぶ[11]。例えば、「鬼の洗濯板」とよばれる地形は乾湿風化に伴う地形の一例であり、波食棚の凹部のみが潮の満ち引きに伴って乾湿風化を受けたことで形成された[10]。他にも、フードー英語版も乾湿風化によりつくられた地形である[12]
塩類風化
塩類による風化のことである[7]。乾燥地域における蒸発岩の形成に伴うが、寒冷地(南極大陸など)や海岸(塩分供給があるため)でも塩類風化は発生する[13]。要因としては主に、塩を含む溶液での、塩類の結晶成長時にかかる圧力が挙げられる[10]。塩類風化により形成される地形として、タフォニ蜂の巣構造[注釈 1]波食窪が挙げられる[15]
凍結破砕
岩石中の水が凍結により水分の体積が約9%増加することで、岩石を破壊する風化のことである[7]

この他、植物根の進入など生物的要因による物理的風化もある[8]

化学的風化編集

 
中国桂林でみられるタワーカルスト地形。

化学的風化(かがくてきふうか、chemical weathering[5])は、などが関係した化学反応によって岩石が分解・溶解する風化である[8]。高温で水分量が多い地点で化学的風化は活発となる[16]。なお、岩石の風化に伴い、水の水質も変化する[17]。化学的風化の生成物が安定な粘土鉱物であることから、化学的風化を岩石の粘土化の途中過程と考えることができる[17]。化学的風化の要因として以下が挙げられる。

酸化
化学的風化の代表例である[18]
加水分解
水に含まれる水素イオンと、造岩鉱物中に含まれるナトリウムイオンカリウムイオンが交換されることによる風化[8]
溶解
造岩鉱物の多くは水に溶解する[19]が、この作用は石灰岩で明瞭であり[20]、化学的風化の速度が最速なのも石灰岩である[19]。石灰岩の溶解で形成される地形としてカルスト地形が挙げられる[21]
水和
鉱物が水と反応し体積が増大することによる風化[8]。水和の繰り返しにより岩石は脆くなるが、破壊力は加水分解よりも小さい[22]

生物学的風化編集

宇宙風化編集

大気圏外で起こる風化。太陽風宇宙線、微小隕石が原因である。物理的か化学的かと言えば物理的であるが、機械的破砕よりは溶融である。

風化の種類編集

玉ねぎ状風化編集

岩塊地層節理沿いの角が連続的に風化が進行する現象。タマネギの皮のように風化が進み、内部は状に母岩が残ることとなる。玉ねぎ状構造、球状風化とも呼ばれる。球状風化は一部の花崗岩類で顕著であり、内部に残った球状の母岩(原岩)はコアストンと呼ばれる。

脚注編集

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注釈編集

  1. ^ 岩石に多数の蜂の巣状にあいて形成されたもの[14]

出典編集

  1. ^ a b 文部省編『学術用語集 地学編』日本学術振興会、1984年、44頁。ISBN 4-8181-8401-2
  2. ^ 日本地形学連合 2017, p. 764.
  3. ^ 松岡ほか 2017, p. 268.
  4. ^ a b 松倉 2017, p. 272.
  5. ^ a b 文部省土木学会編『学術用語集 土木工学編』土木学会、1991年、増訂版。ISBN 4-8106-0073-4
  6. ^ 松倉 2008, p. 10.
  7. ^ a b c 松倉 2007, p. 60.
  8. ^ a b c d e f g 松倉 2007, p. 59.
  9. ^ 松倉 2008, p. 11.
  10. ^ a b c 小池ほか 2017, p. 242.
  11. ^ 松倉 2007, pp. 59-60.
  12. ^ 松倉 2008, pp. 36-38.
  13. ^ 松倉 2008, p. 19.
  14. ^ 日本地形学連合 2017, p. 721.
  15. ^ 松倉 2008, p. 35.
  16. ^ 町田 1985, p. 12.
  17. ^ a b 松倉 2008, p. 21.
  18. ^ 松倉 2007, p. 61.
  19. ^ a b 松倉 2007, pp. 60-61.
  20. ^ 松倉 2008, p. 26.
  21. ^ 松倉 2007, pp. 62.
  22. ^ 松倉 2008, p. 27.

参考文献編集

関連項目編集

外部リンク編集