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風化とは(Weathering)

最終更新日:2018年4月15日

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風化作用
風化指標

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風化と災害
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有機酸

樹幹流
野外と室内実験の比較

活性化エネルギー
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exhumation(浸食作用による再露出)

 風化または風化作用(Weathering)とは、主に大気の成分(Atmosphere Component)酸素ガス(O2二酸化炭素(CO2などが溶解した地表水〔Surface Water:雨水(Rainwater)や河川水(River Water)など〕による地表の鉱物(Mineral)・岩石(Rock)の溶解などの化学的(Chemical)作用を意味する。化学的作用が主体であるが、水と鉱物の反応面積を大きくするという働きで物理的(Physical:機械的、Mechanical)作用も重要である。生物的(Biological)作用を独立させる研究者もいる。風化作用は、植物(Plant)などの生物(Organism)の働きと一緒になって、地表に土壌(Soil)を形成するという重要な役目を持つ。また、風化作用では大気中の二酸化炭素(CO2を固体物質等に変えるという反応が主要であるため、地球温暖化(Global Warming)に関連して近年は特に注目されている。
 浸食作用(Erosion、侵食作用)との区別は研究者により異なるが、このような化学的作用の強い風化作用と、物理的(機械的)破砕(Fragmentation)細粒化の作用によって浸食作用削剥作用(さくはくさよう、Denudation)という表現もよく用いられるが、これは風化作用と浸食作用を(場合によっては運搬作用も)合わせた作用を指すことが多い〕は進行する。

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文献要旨(風化)
(2011年〜)

文献要旨(風化)
(〜2010年)

文献要旨(溶解実験)
(〜2010年)

「風化と環境」研究会
広島大学陸域環境研究グループ
BIG-HANDS(陸域環境研究会)

http://home.hiroshima-u.ac.jp/mtcatwg/big-hands/index.html
瀬戸内海流域から海洋への陸域地下起源物質の不均一・非定常な流出機構の定量的評価
BIG-HANDS(瀬戸内海流域の物質輸送)

http://home.hiroshima-u.ac.jp/mtcatwg/big-hands/index.html

風化作用

1985|−|1991|−|1994|−|2000|−|2011

※風化作用(weathering)とは、岩石を構成する鉱物(mineral)が水および大気(主に酸素と二酸化炭素)との反応により地表環境条件下で安定な状態に変化する作用である。通常は、物理的(機械的)作用化学的作用とに分ける。生物による作用を独立させる分け方もある。
風化作用

分類

主な作用

媒体

備考



地球の 物理的風化作用(physical weathering)
または
機械的風化作用
(mechanical weathering)
〔破砕(disintegration)が主〕
除荷作用(unloading、exfoliation、pressure release)
シーティング(sheeting)
(圧縮応力の開放による膨張) シーティングは除荷割れ目によるシート化。
日射風化(insolation)
熱風化(thermal changes、thermal expansion and contraction)
(太陽や野火からの熱による膨張と収縮) 鉱物の熱膨張率の違いによる。
乾湿風化(wetting and drying)
スレーキング(slaking)
スレーキングは粘土鉱物の膨張と収縮による剥離。
塩類風化(salt weathering) 塩類 塩類の晶出による。
凍結破砕作用(frost shattering、freeze-thaw weathering、frost action、ice wedging) 水−氷 相変化に伴う膨張と収縮。
生物による作用(biological weathering) (植物の根や土壌動物からの力)  
化学的風化作用
(chemical weathering)
〔分解(decomposition)が主〕
水和作用(hydration)  
加水分解作用(hydrolysis)⇒酸性化−塩基性化作用  
溶解作用(solution、dissolution)⇒酸化−還元作用 日本ではdissolutionが使われるが、国外ではsolutionをよく用いる。
炭酸化合(carbonation) 二酸化炭素 主に大気中のガス。
石灰岩(CaCO
3)との反応が特徴的。
炭酸塩化や炭酸飽和という用語があるが、風化作用には適しない(炭酸/炭酸塩の生成と消滅の両者を含むのがcarbonationであるから)。
酸化−還元作用〔Eh〕 酸化作用(oxidation) 酸素 主に大気中のガス
還元作用(reduction) 炭素や硫黄 炭素は生物由来、硫黄は黄鉄鉱由来
酸性化-塩基性化作用〔pH:acidic-basic〕 酸性化作用 主に水からのH+など 一般的にこのような用語は用いない。
塩基性化作用 主に水からのOH-など
生物による作用(biological weathering) (植物や微生物からの有機物) 菌類も主要な働きを行う。
キレート化やイオン交換反応などが主要。
地球の 主に化学的 海洋底風化作用(ocean floor weathering) 海水  
他の天体 主に物理的 宇宙風化作用(space weathering) 太陽光・太陽風、宇宙線(太陽・銀河)、隕石・流星 惑星、衛星、小惑星、彗星など
人工物 地球の 主に化学的 上記参照 上記参照 建造物など

【2011】

【2000】

【1994】

【1991】

【1985】

風化指標

1989|-|1998|−|2003

【2003】

【1998】

【1989】

風化と地形

2011

【2011】

風化と災害

2011|−|2018

【2018】

【2011】

元素の収支

1997

【1997】

カルシウム

2006

【2006】

元素の移動度

1992

【1992】

風化速度

1989|−|19941995|1996|1997|−|2004

【2004】

【1997】

【1995】

【1994】

【1989】

溶解速度

1995|−|2004|−|2010

【2010】

【2004】

【1995】

浸食速度

2003|−|2010

【2010】

【2003】

有機酸

1997|−|20052006

【2006】

【2005】

【1997】

樹幹流

2003

【2003】

野外と室内実験の比較(風化速度)

1995|−|2002

【2002】

【1995】

活性化エネルギー

1995

【1995】

風化抵抗性

1989|−|1998

【1998】

【1989】

exhumation

2005

【2005】


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