風化

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風化(ふうか、: weathering[1])または風化作用(ふうかさよう、英: weathering[1])とは、地殻の表層にある岩石太陽光風雨などにさらされることによって破砕・分解され、物理的、化学的に変質する作用のこと。一般的には上にある物質がその対象とされる[要出典]。地形の侵食作用運搬作用の前提に風化作用があり、地形形成や地形変化にも影響を及ぼしているほか、また土壌形成の過程にも風化作用が関与する[2]。なお、風化作用の要因には外的要因(気候など)と内的要因(岩石の性質など)の2つがある[3]

岩石を構成する鉱物がばらばらになるほか、長石雲母などのケイ酸塩鉱物からはマグネシウムなどの金属イオンが溶脱してケイ酸アルミニウムが結びついた粘土鉱物が生成する反応がよく知られる[要出典]

砂岩頁岩花崗岩蛇紋岩石灰岩などの岩石は、風化を受けやすい[要出典]

風化の分類[編集]

物理的(機械的)風化[編集]

物理的風化(ぶつりてきふうか、: physical weathering[4])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[5]。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[6]。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。シーティング節理など[2]
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[2]
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。スレーキングともよぶ[7]
塩類風化
塩類による風化。塩類の結晶成長が風化に大きく影響を及ぼす[6]
凍結破砕
岩石中の水が凍結することで膨張し岩石を破壊する風化[6]

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[2]

化学的風化[編集]

化学的風化(かがくてきふうか、: chemical weathering[4])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[2]。高温で水分量が多い地点で化学的風化は活発となる[3]。なお、岩石の風化に伴い、水の水質も変化する[8]。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[8]。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[9]
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[2]
溶解
造岩鉱物の多くは水に溶解するが、炭酸塩が含まれると岩石の風化速度が上昇する[10]
水和
鉱物が水と反応し体積が増大することによる風化[2]。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[11]

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。

蜂の巣風化[編集]

風化作用で岩石の表面に蜂の巣のようなが空くこと。直径数センチメートルの多数の穴が蜂の巣状になっていて、砂岩の表面に見られることが多い。

風化(転義)[編集]

日本語では、「個であれ集団であれ、人が抱く意識や関心の度合いが、経年などによって目に見えて低下すること」を、自然現象である風化に譬えてその名で呼ぶことが非常に多い。すなわち、人の意識の風化である。[要出典]

脚注[編集]

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  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. ^ a b c d e f g 松倉 2007, p. 59.
  3. ^ a b 町田 1985, p. 12.
  4. ^ 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。
  5. ^ 松倉 2008, p. 10.
  6. ^ a b c 松倉 2007, p. 60.
  7. ^ 松倉 2007, pp. 59-60.
  8. ^ a b 松倉 2008, p. 21.
  9. ^ 松倉 2007, p. 61.
  10. ^ 松倉 2007, pp. 60-61.
  11. ^ 松倉 2008, p. 27.

参考文献[編集]

  • 松倉 公憲 『地形変化の科学―風化と侵食―』 朝倉書店、2008年。ISBN 978-4-254-16052-9。
  • 松倉 公憲 「地形は変化する(1) : 風化」『地球環境学―地球環境を調査・分析・診断するための30章―』 松岡 憲知・田中 博・杉田 倫明・村山 祐司・手塚 章・恩田 裕一(編)、古今書院、2007年。ISBN 978-4-7722-5203-4。
  • 町田 洋 「風化とマスウェイスティング」『写真と図で見る地形学』 貝塚 爽平・太田 陽子・小疇 尚・小池 一之・野上 道男・町田 洋・米倉 伸之(編)、東京大学出版会、1985年。ISBN 978-4-13-062080-2。

関連項目[編集]