Ничто на Земле не выглядит таким прочным и постоянным, как скала, будь то галька на пляже или возвышающаяся гора. Но в масштабах сотен тысяч, миллионов и миллиардов лет камни меняются: они поднимаются и изнашиваются, они путешествуют, они разлагаются, они тают. При этом они переходят в другие породы и служат сырьем для образования новых. Эти процессы составляют горный цикл, определяющую систему геологической переработки планеты.

Типы скал

Любое объяснение каменного цикла должно начинаться с трех основных типов или семейств горных пород: магматических, осадочных и метаморфических. Магматическая порода образуется, когда магма - расплавленная порода - охлаждается и затвердевает. Этот процесс формирования породы может происходить под землей на глубине, и в этом случае продукт представляет собой навязчивую (или плутоническую) магматическую породу, такую ​​как гранит или габбро. Если магма достигает поверхности Земли и затем затвердевает, она образует экструзионные (или вулканические) изверженные породы, такие как риолит или базальт.

Осадочные породы могут образовываться из - неожиданно, неожиданно - отложений, таких как песок или грязь, которые консолидируются и цементируются (например, литифицируются) в породы при захоронении и уплотнении отложениями выше. Песчаник и сланец являются примерами. Другие осадочные породы образуются, когда минералы выпадают в осадок из раствора, например, когда кораллы выделяют кальцит, чтобы построить их прочные леса - создавая то, что называется биохимическим известняком - или когда испаряющаяся вода оставляет за собой отложения каменной соли. Мертвый растительный материал, захороненный в осадке до его полного разложения, может произвести эту замечательную органическую осадочную породу, известную как уголь.

Интенсивное давление, тепло или и то, и другое одновременно могут преобразовать минеральную структуру и / или состав существующей породы, превратив ее в метаморфическую породу, такую ​​как сланец или гнейс.

Основной цикл: процесс горного формирования

Фундаментальные силы приводят в движение цикл горных пород: внутреннее тепло планеты, с одной стороны, и тектонические движения, которые она генерирует, а также гравитацию, солнечную радиацию и атмосферную влажность, которые помогают установить процессы выветривания и эрозии, которые нарушают рок вниз

Поскольку это циклично, для рок-цикла нет заданной начальной и конечной точки. Но легче всего думать о цикле, начинающемся с «таяния камней»: горячая, сочная магма. Это превращается в изверженную скалу; например, когда большое тело магмы поднимается и охлаждается немного ниже поверхности Земли, образуя гранит. Выветривание и эрозия вышележащей породы могут в конечном итоге подвергнуть этот гранит, а затем тем же самым силам воздействия, от проточной воды и абразивного ветра до циклов замерзания / оттаивания. Разрушение этой изверженной породы приводит к образованию частиц осадка, которые могут быть смыты в реках, а затем отложены, скажем, в прибрежном устье. Песок может затем превращаться в песчаник или глину в сланец.

Если эта осадочная порода глубоко зарыта, сильное давление может заставить ее перекристаллизоваться в метаморфическую породу; например, песчаник в кварцит или сланец в сланец. Скала, позже подвергнутая воздействию высоких температур - скажем, при контакте с массой магмы - также может нагреваться достаточно, чтобы рекристаллизоваться и превратиться в метаморфическую породу.

Если, в свою очередь, эта метаморфическая порода когда-либо расплавляется, она становится магмой, доступной для затвердевания в магматическую породу, которая возвращает скалу туда, где она началась в цикле горных пород.

Возможные пути

После цикла породы легко увидеть, как гранит (магматическая порода) может пролить необходимый осадок для образования песчаника (осадочной породы), который при воздействии достаточного давления уплотнения или высокой температуры может превратиться в кварцит (метаморфическая порода) - и это, в свою очередь, может раствориться в магме и стать будущим гранитом.

Но это не единственный путь или порядок каменного цикла, ни в коем случае. Магматическая порода может растаять, чтобы создать магму; это может превратиться в метаморфическую скалу. Отложения, составляющие осадочную породу, могут разрушать не только магматические, но также метаморфические или существующие осадочные породы, и, как уже упоминалось, некоторые осадочные породы происходят не непосредственно от гниющих фрагментов других пород, а скорее от химических и биологических процессов. И метаморфический камень всегда может снова превратиться в другое разнообразие.