Fiziksel ve Kimyasal Ayrışma
Toprak, yer kabuğunun bir ayrışma ürünü olduğuna göre ayrışma- çözülme olayları hakkında kısaca açıklama yapmak gerekir. Nitekim, dünya yüzeyindeki çoğu kayaların birkaç metre kalınlıktaki yüzeyi fiziksel, kimyasal ve biyolojik yönden ayrışmaya uğrar. Ancak farklı tipte olan ayrışma olayları, birbirleri ile son derece ilişkili olup tek başına fiziksel veya kimyasal ayrışma olmamaktadır. Bununla beraber hâkim olan ayrıştırma amiline göre ayrışma iki ana gruba ayrılabilir:
1. Fiziksel (Mekanik) Ayrışma
Bu ayrışma; ana materyalin donma-çözülme, güneşlenme, ısınma ve soğuma, yangınla çatlakların genişlemesi, ıslanma ve kurumayla parçalara ayrılması sonucunda oluşur. Bu olaylar sonucu kayaların yapısındaki minerallerde önemli, esaslı bir değişme olmaksızın kayaların parçalanması, ufalanması meydana gelir. Özellikle kayaların çatlaklar boyunca parçalanması, soğan zarları gibi soyulması ile kaya yüzeyi genişler (Foto 42). Bu ise hem fiziksel hem de kimyasal yönden ayrışmanın ilerlemesine imkân verir.
2. Kimyasal Ayrışma
Bu ayrışma olayı ise hidrasyon ve hidroliz, oksidasyon ve redüksiyon, çözünme ve karbonasyon ve biyolojik-kimyasal değişmeler (organik ayrışma) ile meydana gelir. Kimyasal ayrışma sonucu, kayaların içindeki mineraller ayrışarak kimyasal yönden değişmeye uğrar. Kimyasal olayların başlıca özellikleri kısaca şöyledir: Çözünme, kimyasal ayrışma sürecinde etkili olan çözünme olayı âdeta tuz ya da şekerin suda çözünmesine benzer. Örneğin kireçtaşı karbondioksitli sular . asıtasıyla çözünür; bu çözünme sonucunda ise karbonatlar tamamen uzaklaşır; geriye ise taşın bileşiminde bulunan kil ve diğer çözünmeyen silisli maddeler kalır. Kireçtaşının çözünmesi kimyasal açıdan şöyle olur:
H20 + C02 –> H2C03
su + karbondioksit = karbonik asit
CaC03 + C02 + H20 -> Ca2+ + 2HCO
kalsiyum + karbondioksit + su = çözünmüş halde kalsiyum + çözünmüş hâlde karbonat
Karbondioksitçe zengin olan sular, birçok silikat mineralini de etkiler. Volkanik oyaların bazısında bulunan olivin aşağıda belirtilen kimyasal olay sonucunda çözünür, magnezyum karbonat ve çözünmüş hâlde silis açığa çıkar:
MgSİ04 + 2H20 +4C02 -> 2Mg C(CH03)2 + Sİ02
Olivin = magnezyum bikarbonat + çözünmüş silis
Hidroliz olayı ise kayaları oluşturan yaygın minerallerin, suda bulunan H+ ve OH’ iyonlarının etkisi ile çözünmesidir. Örneğin volkanik kayaların bünyesinde bulunan feldspatların ayrışması ile kilin oluşumu meydana gelir. Başka bir anlatımla, yeryüzünde canlı hayatın oluşmasında fotosentez olayı ne kadar önemli se bitkilerin beslenmesi bakımından iyon alış-verişinde etkili olan kil minerali de o kadar önemlidir. Böylece hidroliz olayı sonucunda çeşitli tipte killer meydana gelir.
Bu kimyasal olayla kaolinit kili yanında silis asiti ve potasyum açığa çıkar.
Hidrasyon, özellikle volkan kayalarının bünyesinde bulunan feldspatlar, amfiboller, piroksenler ve mikalar gibi bazı mineraller su ile temas ederek suyu bünyelerine alır ve böylece değişmeye uğrar. Başka bir anlatımla bünyesine su alan mineraller, hacimlerinin artması, dirençlerini kaybetmesi sonucu fiziksel ve kimyasal yönden daha kolay ayrışmaya maruz kalır.
Oksidasyon, başta demir taşıyan mineraller suyun bünyesinde bulunan oksijenden etkilenir ve oksitlenmenin derecesine göre çeşitli renk alır. Birçok elementin oksijenle birleşmesi sonucu yeni bileşikler oluşur.
Organik aynşma: Karbonik asit ve diğer asitlerin etkisi ile oluşan ayrışmadır. Bilindiği gibi organik maddelerin parçalanması ile humik asitler oluşur. Bu asit ise ayrışma olaylarını hızlandırır. Bitki köklerinin solunumu ve bakteri faaliyetleriyle toprak havasında bulunan karbondioksit seviyesi yükselir; bu ise çözünme olaylarının artmasına yardımcı olur.