「外力作用」中的風化和侵蝕這兩種表現形式,有什麼區別和聯繫?

2020-12-10 地理沙龍號

我們之所以能夠看到地球表面各種各樣的地表形態,都是受到「內力作用」和「外力作用」共同作用的結果。地球的內力作用能量來自於地球內部,包括地殼運動、板塊運動、火山活動和地震等等,內力作用總是希望把地球表面趨向高低不平,從而變得更為崎嶇。地球的外力作用能量來自於太陽輻射能,主要的作用形式包括風化、侵蝕、搬運、沉積和固結成巖,外力作用總是希望把地球表面趨向平坦平整。

風化和侵蝕有什麼區別?

在地球表面,外力作用的參與者有很多,比如流水、風力、生物、海浪、冰川等等都是外力作用的實施者。其中流水和風力是外力作用中最主要的兩類參與者,一般來說,在氣候溼潤和半溼潤地區,外力作用以流水作用為主導;在氣候乾旱和半乾旱地區,外力作用以風力作用為主導。比如,在我國東部季風區,多以流水作用為主,表現為各種流水地貌;在我國西北乾旱半乾旱區,多以風力作用為主,表現為各種風成地貌。

我國三大自然區分布圖

外力作用的五種表現形式,風化、侵蝕、搬運、沉積和固結成巖,也是沉積巖的形成過程,同時在此過程中也不斷地塑造著地表形態。對於上述外力作用的五種表現形式,有些我們是比較容易理解的,比如「固結成巖」作用就是指壓緊形成巖石,「沉積」作用就是指物質在某處沉積環境,比如淺海、湖盆等區域沉積下來,「搬運」作用就是指地表物質在流水、風力和冰川的作用下,從一個地方搬運到另一個地方。而「風化」作用和「侵蝕」作用,我們有時候認識就沒有那麼清晰了,兩者該如何區分呢?

花崗巖球狀分化

我們先從概念來看看這兩個作用,「風化」作用是什麼呢?我們千萬不要認為「風化」作用是「風」的作用,其實「風化」是指巖石發生破壞和改變的各種物理、化學和生物作用,通常是指在地表或接近地表的常溫條件下,巖石在原地發生的崩解或蝕變。「侵蝕」作用是指地表裸露的巖石,通過風力、流水、冰川、波浪等外力在運動狀態下改變地面巖石及其風化物的過程。

風化作用示意圖

從這個概念中,我們發現風化作用確實與侵蝕作用有很大的相似性,但是其中有一個本質的區別,那就是「風化」作用是一種「原地」的變化,而「侵蝕」作用是一種「運動」的變化。如何理解呢?我們可以舉一個例子,比如一大塊巖石在原地逐漸變成小塊的巖石,最終變成粉末狀的巖石碎屑,而這些物質基本上都在巖石本來在的地方,這就稱為風化。如果同樣一塊巖石,在風力的不斷吹打下,巖石表面逐漸剝落,同時剝落的小碎屑都隨風吹走了,巖石越來越小,這就稱為侵蝕。

流水侵蝕形成的「V」形谷

其實,在很多時候,風化和侵蝕是相互結合的,很難完全區分開來,也就是說地表的巖石通常是一邊在風化,一邊在侵蝕,風化後更容易被侵蝕,而侵蝕後也更容易風化,兩者的目標是相同的,就是把大塊的巖石變成粉末狀的風化殼。風化作用包括物理風化、化學風化和生物風化三大類,比如太陽輻射造成的巖石晝夜溫差變化,從而導致巖石熱脹冷縮出現裂隙,這就屬於「物理風化」;比如某些鹽類,如氯化鈉、石膏的結晶作用,通常導致乾旱地區巖石的崩塌,這就屬於「化學風化」;再比如,許多地底下的穴居生物對於地下的破壞,以及腐殖質的腐殖酸破壞,以及樹根向下扎導致巖石開裂,這些都可以稱為是「生物風化」。

生物風化之根劈作用

侵蝕作用從作用來源來看,包括流水侵蝕、風力侵蝕、冰川侵蝕、海浪侵蝕、生物侵蝕等等類型。流水侵蝕最常見的形式就是河流,一般在河流的中上遊地區由於落差較大,河流流速快,常表現為侵蝕性,在流水侵蝕作用下,在河流上遊常見「V」形谷。冰川是固態的水,巨大的冰川在向下滑動的過程中,經常會對地表進行侵蝕,從而形成寬闊的「U」形谷。而喀斯特地貌的形成,主要是由於石灰巖在水的溶蝕作用下形成的。在乾旱地區,由於風力長期的侵蝕下,形成了風蝕蘑菇、風蝕城堡、風蝕窪地等地表景觀,而雅丹地貌是乾旱地區典型的風蝕地貌。

風蝕蘑菇

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