Bài giảng Khoa học đất - Chương 3: Các yếu tố hình thành đất (tt)

ĐẤT TỪ ĐÁ • Đất ở khắp mọi nơi! • Đất có nguồn gốc từ đâu? • Đất phát triển như thế nào? • Đá có đóng góp gì cho đất? Đất • Phẫu diện đất • Và khi lấy đất để lên tay thì chúng ta cảm nhận được các hạt cát, thịt, sét và thành phần chất hữu cơ Đá  Đất • Sự phong hóa là quá trình phá hủy đá, đất và các khoáng vật • Phong hóa gồm hai loại: – Phong hóa cơ học (disintegration) – Phong hóa hóa học (decomposition) epilithic endolithic Sự phong hóa Sự phong hóa đá • Diễn ra ngoài trời (in-situ) • Khác với sự xói mòn (mẫu chất tại một điểm bị lấy đi) Phong hóa cơ học (vật lý) bẻ vỡ các đá gốc thành những mảnh vụn mà không làm thay đổi thành phần hóa học của đá chasmolithic đá lớn  đá nhỏ  tinh khoáng swf Phong hóa cơ học (vật lý) Các tiến trình 1) Đóng băng/tan băng hoặc do thay đổi nhiệt độ 1 cm3 nước  1,09 cm3 nước đá chasmolithic Phong hóa cơ học (vật lý) Các tiến trình (tt) 2) Rễ thực vật cũng có thể làm nứt rạn các đá 3) Gió mạnh chuyên chở các vật liệu như các hạt cát đi xa và cát lại làm mòn dần các đá nổi trên mặt đất. chasmolithic Phong hóa hóa học Các tiến trình • Sự thủy hóa • Sự thủy phân • Sự oxy hóa • Sự khử hóa • Sự hòa tan • Sự vôi hóa • Phong hóa hóa học là quá trình các khoáng vật trong đá thay đổi trở thành các hạt nhỏ hơn và dễ bị rửa trôi hơn. Phong hóa hóa học • diễn ra nhanh ở những đá có nhiều góc cạnh (diện tích bề mặt lớn/thể tích nhỏ) • Dần dà các góc nhẵn cạnh bị bào mòn (bo tròn) Phong hóa hóa học là sự phá hủy đá bằng các phản ứng hóa học • Sự thủy hóa là sự kết hợp giữa nước với khoáng, oxide, silicate làm gia tăng thể tích Fe2O3 + H2O  2FeOOH Hematite Goethite Fe2O3 + nH2O  Fe2O3.nH2O Stilnopsiderite CaSO4 + 2H2O  CaSO4.2H2O Thạch cao Phong hóa hóa học • Sự thủy phân là do sự phân lìa nước thành ion H+ và ion OH-. có thể có tác dụng như một acid hay một base trên các tinh khoáng Sự phân lìa này càng mạnh nếu nhiệt độ càng lớn K2O.Al2O3.6SiO2 + 3H2O  Al2O3.2SiO2.2H2O + 2KOH + 4SiO2 Trực tràng Kaolinite Phong hóa hóa học FeMg.SiO4 + 9/2H2O + 1/4O2  Si(OH)4+ Fe(OH)3 + Mg(OH)2 Olivine Silice ròng ngậm nước • Sự oxy hóa oxy có thể thâm nhập thành phần của các khoáng dễ dàng chất sắt rất dễ bị oxy hóa làm cho các khoáng này bể nhỏ ra Sự oxy hóa đi kèm với sự thủy hóa hoặc thủy phân Phong hóa hóa học Fe2O3 + 4SO4 2- + 8CH2O + 1/2O2  2FeS2 + 8HCO3 - + 4H2O pyrite • Sự khử hóa xảy ra nơi mà các vật liệu đất bị bão hòa nước (oxy không thể thâm nhập thành phần của các khoáng) Phong hóa hóa học • Sự hòa tan CaCO3 + 2H + + 2OH-  H2CO3 + Ca 2+ + 2OH- Sự phong hóa này có thể gia tăng khi nhiệt độ tăng Phong hóa hóa học CaCO3 + CO2 + H2O  Ca(HCO3)2 • Sự vôi hóa tác dụng của nước chứa CO2, các loại đá vôi sẽ thành bicarbonate dễ hòa tan Phong hóa hóa học • Phong hóa hóa học tạo các hạt sét để cây trồng có thể phát triển được • Hỗn hợp gồm xác cây mục và các loại hạt (sét, thịt, cát) hình thành nên đất Sự phong hóa • Sự phong hóa vật lý và hóa học diễn ra đồng thời Phong hóa vật lý phá vỡ đá thành nhiều mãnh làm tăng diện tích bề mặt để cho phong hóa hóa học tiếp tục phá vỡ đá nhỏ xuống kích thước nhỏ hơn Sự phong hóa phụ thuộc lớn vào điều kiện khí hậu • Nơi nào có nhiều nước thì sự phong hóa diễn ra nhanh hơn. • Nhiệt độ cao cũng làm cho sự phong hóa diễn ra nhanh hơn. Sự phong hóa Ngược lại • Ở vùng khí hậu khô hạn thì sự phong hóa diễn ra rất chậm. • Tuy nhiên, sự phong hóa cơ học có thể diễn ra nhanh hơn một ít do tác động của nhiệt độ Sự phong hóa đá sản sinh ra các hạt đất • Khi nhìn thấy các hạt cát, ta có thể xác định được loại đá mà đã phong hóa để hình thành chúng Các loại đá khác nhau trên thế giới • Italy • Hawaii • Madeline Is. Wisconsin • St. Peter Sandstone, St. Paul, MN