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풍화 작용


1. 풍화 작용


  • 암석이 공기와 물, 생물 등에 노출될 때 물리적 또는 화학적 작용을 일으켜 입자가 점점 작은 토양으로 변해 가는 현상
  • 지구의 암석들은 그 규모가 워낙 커서 거의 변화가 없는 것처럼 보이지만, 사실은 각종 물리적 풍화와 화학적 풍화를 일으키며 변해 가고 있다.


2. 풍화에 영향을 주는 요인


  • 모암의 성질 : 암석을 이루는 광물의 성분에 따라 풍화의 정도가 달라진다.
  • 기후(강우와 온도) : 높은 온도와 많은 강우는 화학적 풍화를 빠르게 진행시킨다.
  • 토양의 존재 : 유무 토양은 빗물을 저장하고, 식물이나 박테리아와 같은 유기체들의 서식처가 되어 화학적 풍화를 촉진한다.
  • 노출 시간 : 풍화 요인에 노출된 시간이 길수록 쉽게 화학적으로 변질 · 용해되거나 물리적으로 파괴된다.


3. 암석의 풍화와 기권과 지권의 상호 작용


  • 지권과 기권의 상호 작용과 암석의 풍화


- 장석과 같은 규산염 광물의 풍화는 대기로부터 이산화탄소를 제거한다.

- 화산이 분출하면 대기 중에 이산화탄소가 증가한다.


지권과 기권의 상호 작용과 암석의 풍화


  • 대기 중의 이산화탄소(CO2) 농도에 따른 풍화율 변화


- 대기 중의CO2농도가 증가하면 기온이 상승하고, 풍화가 증가한다.

- 풍화는CO2농도를 HCO3-로 만들어 대기 중의CO2농도를 감소시킨다.

- 대기 중의 CO2 농도가 감소하면 기온이 하강하고 풍화가 감소한다.


대기 중의 이산화탄소 농도에 따른 풍화율 변화



물리적(기계적) 풍화


  • 물리적(기계적) 풍화 : 암석에 외부적인 힘이 가해져 풍화가 일어나는 것을 말한다.

→물리적 풍화는 화학적 풍화 작용이 잘 발생하지 않는 건조 지역에서 주로 발생한다.


  • 유기체의 활동 : 동물들의 활동이나 식물 뿌리 등은 암석의 균열을 더 넓히는 역할을 한다.


  • 동결 쐐기 작용 : 암석 균열에 존재하는 물이 얼 때 부피가 팽창하며 균열을 더 넓힌다.

→한랭 기후와 산악 지역에서 물의 주기적인 응결과 결빙에 의해 일어난다.


  • 박리 작용 : 온도 변화에 따른 부등 팽창 등에 의해 암석이 얇은 층으로 분리되는 현상이다.


동결 쐐기 작용


화학적 풍화


  • 화학적 풍화 : 물과 공기의 작용에 의해 암석을 구성하는 광물의 성분이 변하거나 용해되어 암석이 풍화되는 현상이다.


  • 용해 작용 : 이산화탄소가 물에 용해되면 탄산이 되어 석회암을 녹인다.

→ 이산화탄소가 용해된 물은 순수한 물에 비해 약 40배쯤 석회암을 잘 녹임 (석회암 지대에 동굴이 많은 이유)


CaCO3+ H2O + CO2→ Ca(HCO3)2(석회동굴 생성)


  • 산화 작용 : 광물이 산소와 결합함으로써 발생한다. (암석의 철 성분이 산화되면 점토의 색깔이 적갈색이 됨)

예)4FeO(산화철) + 2H2O + O2 → 4HFeO2


  • 식물에 의한 작용 : 암석에 붙어 자라는 이끼나 식물 뿌리는 이산화탄소를 비롯한 여러 화학 물질과 산성 물질을 만드는데, 이 물질들은 암석을 녹이거나 광물을 변화시키는 작용을 한다.


  • 수화 작용 : 광물이 물과 화학적으로 결합해 수화물로 변하는 작용으로, 이렇게 생긴 수화물은 오랜 시간이 지나면서 점차 작은 성분으로 파쇄된다.


  • 대표적인 화성암의 풍화 산물


암석

조암 광물

화학적 풍화 산물

용액 속의 이온

현무암

장석

점토 광물

Na+, Ca2+

Fe-Mg 광물

점토 광물

Mg2+

자철석

침철석(소철광)


화강암

장석

점토 광물

Na+, K+

운모

점토 광물

K+

석영

석영



◇ 점토 광물

- 지표에서 산출되는 미세한 광물질로, 물과 적당히 섞이면 가소성(plasticity)이 생기는 특징이 있다.

- 활석 점토류, 고령토, 백운모 점토류 등이 이에 속한다.


관련문제

문제

01

화학적 풍화를 설명한 내용으로 옳은 것을 <보기>에서 모두 고른 것은?

<보기>

<보기>


ㄱ. 화학적 풍화는 광물의 성분을 변화시킨다.

ㄴ. 장석은 화학적 풍화에 의해 고령토로 변한다.

ㄷ. 대기 중의 이산화탄소 농도가 증가하면 화학적 풍화가 촉진된다.

선택지

① ㄱ

② ㄴ

③ ㄱ, ㄴ

④ ㄴ, ㄷ

⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

정답 :

해설 :

화학적 풍화는 암석의 광물이 공기 또는 물과 반응하여 새로운 물질을 형성하는 과정에서 약해지며 부서지는 과정이다.


화학적 풍화란 기존 암석의 성분이 공기나 물의 작용으로 새로운 성분으로 바뀌며 잘게 쪼개지는 과정을 말한다. 예를 들어, 도자기의 원료인 고령토는 이산화탄소가 녹아 산성을 띤 물에 장석이 화학적으로 변해서 만들어진다. 대기 중 이산화탄소의 농도가 증가하면 이산화탄소가 물에 더 많이 녹으므로 이러한 화학적 풍화가 촉진된다.

문제

01

다음 중 물리적 풍화에 대한 설명이 아닌 것은?

선택지

① 식물의 뿌리가 자라서 암석의 균열을 넓힌다.

② 암석의 균열에 들어간 물이 얼어 틈새를 넓힌다.

③ 석회암 지대에서 지하수에 의해 석회동굴이 생긴다.

④ 암석을 덮고 있던 물질이 없어지면 압력이 감소하여 박리 작용이 일어난다.

⑤ 온도의 급격한 변화로 암석이 수축과 팽창을 반복하여 암석에 균열이 생긴다.

정답 :

해설 :

물이나 공기에 의한 화학 작용에 의해 암석을 이루는 물질의 결합이나 성분에 변화로 인한 풍화는 화학적 풍화이다.


암석의 틈 사이로 들어간 식물의 뿌리나 얼음의 작용으로 암석이 갈라지거나, 암석의 압력 변화 또는 주기적인 수축 · 팽창에 의해 암석이 풍화되는 과정은 물리적인 풍화이다.


③ 석회동굴은 이산화탄소가 녹은 약산성의 지하수에 의해 석회암(탄산칼슘)이 탄산수소칼슘으로 용해되는 화학적 풍화에 의해 형성되는 것이다.

참고서 연관목차

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  2. 2.생동하는 지구

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    2. 2 . 유체 지구의 변화

  3. 3.위기의 지구

    1. 1 . 환경 오염

    2. 2 . 지구 기후 변화

  4. 4.다가오는 우주

    1. 1 . 천체 관측

    2. 2 . 우주 탐사

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