Verwering en bodemvorming
Bodemvorming – in het verweringsmateriaal treden er veranderingen op door klimaat, maar vooral
door de werking van organismen en de hieruit ontstane organische stoffen.
Gesteente verweren onder invloed van bodemvormende factoren: klimaat, vegetatie, hydrologie.
Twee aspecten: Fysische verwering en chemische verwering.
Fysische verwering: het uiteenvallen van het gesteente of uitgangsmateriaal in steeds fijner materiaal
(incl. sommige vormen van erosie).
Chemische verwering: doet minerale geheel of gedeeltelijk oplossen, waarbij de verweringsproducten
kunnen uitspoelen of aanleiding kunnen geven tot nieuwe verbindingen (bv. vorming van
(hydr)oxiden, carbonaten, zouten en kleimineralen).
Snelheid van verwering – klimaat, samenstelling gesteente en mineralen (kristalliniteit, structuur of
gelaagdheid, porositieit), milieu (zuurgraad, doorlaatbaarheid, vocht- en temperatuurregiem).
Ten gevolge van een fysische en chemische verwering ontstaat een grond. Waarbij
korrelgrootteverdeling ter sprake komt.
Belang van verweringsprocessen
- door de verbrokkeling kan het makkelijk worden afgevoerd, b.v. door stromend water. (Zo is
verwering een voorwaarde voor geleidelijke afbraak van het reliëf op aarde.)
- het levert het materiaal waar de meeste sedimentgesteenten uit zijn opgebouwd.
- K, Na, Mg en vooral Ca leidt zich een weg naar de oceaan, terwijl Al en Fe over het algemeen
achterblijven in het residu.
- verbrokkeling zorgt ervoor dat er plantengroei en landbouw mogelijk gemaakt wordt, waarbij de
chemische vrij komende ionen opgenomen kunnen worden door planten.
- in sommige gevallen kunnen waardevolle elementen Al en soms ook Fe en Ni zo geconcentreerd in
het residu achter blijven dat er sprake is van erts. (Bv. het Al-erts bauxiet.)
Fysische verwering
- Chemische en mineralogische samenstelling blijft hetzelfde.
- alleen in koude en aride klimaten speelt fysische verwering de hoofdrol.
* Het uiteenvallen in kleinere deeltjes wordt in de andere klimaten (waar chemische verwering de
hoofdrol speelt) dan ook voornamelijk door de chemische verwering veroorzaakt.
- Vorstverwering
Het bevriezen van water in diaklazen (spleten) en poriën, ijs heeft een groter volume dan water (9%
groter).
- Er ontstaan scheurtjes in het ijs waar water in kan lopen, en na opnieuw bevriezen het ijs nog meer
uitelkaar drukt.
* Ijskristallen die eenmalig ontstaan oefenen druk uit op het gesteente.
- Isolatie, woestijnverwering
- Zoutkristallen kunnen ook druk uitoefenen op het gesteente.
- Warme en aride (droge) gebieden, zoals woestijnen.
* Door sterke verdamping van het in het gesteente aanwezige water wordt de zoutconcentratie zo
hoog dat er kristallen groeien. Dit wordt versterkt door krachtige zonnestraling, insolatie, waardoor
gesteente flink verwarmd wordt aan de buitenkant. Door slechte geleiding ontstaan sterke
temperatuurverschillen binnen en buiten de steen die tot spanningen leiden. Door plotse regenval
wordt dit versterkt en is de kans op barsten groot.
1
, - Mechanische verwering door boomwortels
Dunne haarworteltjes dringen binnen in diaklazen en kunnen later door hu secundaire diktegroei het
gesteente uiteendrukken.
Chemische verwering
Reacties treden op tussen de mineralen van de gesteenten en de van buiten hierop inwerkende
agentia. Belangrijkste factor is water, daarnaast spelen zuren (koolzuur) en zuurstof een belangrijke
rol.
- Oplossing
Vaak een van de eerste fases en verwijdert makkelijk oplosbare mineralen. Oplosbaarheid hangt af van
zuurgraad.
- Hydrolyse
H+ en OH- ionen + koolzuur = carbonatie
H2O + CO2 → H+ + HCO3- (bicarbonaat)
* Levert vrije H+ ionen op.
- Oxidatie
Binding van zuurstof en is van belang bij de verwering van ijzerrijke mineralen, zoals pyroxenen en
amfibolen.
- De reacties
Bv. uit een silicaat van een stollingsgesteente ontstaat een kleimineraal onder vrijkomen van
metaalionen.
* Kaoliniet onstaat vooral onder tropische condities, onder meer gematigde condities ontstaan iets
andere kleimineralen zoals b.v. illiet.
* Deze verwering vindt niet alleen plaats in gesteente, maar ook in bodem; daarom zullen ook kort de
basisbegrippen van de bodemkunde behandeld worden.
Bodemvorming
Een resultante va een unieke combinatie van klimaat, levende organismen, uitgangsmateriaal, reliëf
en ouderdom.
Biologisch begrip: De bodem betreft het bovenste, losse deel van de aardkorst tot op een diepte die
van belang is voor planten en waarin zich de plantenwortels bevinden.
Bodemgenese begrip: De bodem betreft het gedeelte van de aardkorst waarin de lithosfeer veranderd
is door atmosferische invloeden en organismen en waarin deze veranderingen nog steeds plaats
vinden.
Bodemvormende factoren
- klimaat: neerslag, temperatuur en relatieve vochtigheid zijn de belangrijkste componenten.
- neerslag: meer neerslag dan verdamping heeft tot gevolg dat er de opgeloste stoffen dieper
in de bodem terecht komen. Meer verdamping dan neerslag heeft een accumulatie van zouten aan
het oppervlak tot gevolg.
- temperatuur: hogere temperaturen leveren snellere reacties op.
- uitgangsmateriaal: dichtheid en textuur – in los sediment verloopt de verwering sneller dan in
vast gesteente.
- flora en fauna (biosfeer) – vormen levende organische stof in de bodem, na afsterven en
herverdeling ontstaat er humus.
- homogenisatie – omwoeling van de grond (mollen, wormen, insecten, enz.).
- mens – verander de bodem extreem, door aan- en afvoer van bodemmateriaal, ontginning,
2
Bodemvorming – in het verweringsmateriaal treden er veranderingen op door klimaat, maar vooral
door de werking van organismen en de hieruit ontstane organische stoffen.
Gesteente verweren onder invloed van bodemvormende factoren: klimaat, vegetatie, hydrologie.
Twee aspecten: Fysische verwering en chemische verwering.
Fysische verwering: het uiteenvallen van het gesteente of uitgangsmateriaal in steeds fijner materiaal
(incl. sommige vormen van erosie).
Chemische verwering: doet minerale geheel of gedeeltelijk oplossen, waarbij de verweringsproducten
kunnen uitspoelen of aanleiding kunnen geven tot nieuwe verbindingen (bv. vorming van
(hydr)oxiden, carbonaten, zouten en kleimineralen).
Snelheid van verwering – klimaat, samenstelling gesteente en mineralen (kristalliniteit, structuur of
gelaagdheid, porositieit), milieu (zuurgraad, doorlaatbaarheid, vocht- en temperatuurregiem).
Ten gevolge van een fysische en chemische verwering ontstaat een grond. Waarbij
korrelgrootteverdeling ter sprake komt.
Belang van verweringsprocessen
- door de verbrokkeling kan het makkelijk worden afgevoerd, b.v. door stromend water. (Zo is
verwering een voorwaarde voor geleidelijke afbraak van het reliëf op aarde.)
- het levert het materiaal waar de meeste sedimentgesteenten uit zijn opgebouwd.
- K, Na, Mg en vooral Ca leidt zich een weg naar de oceaan, terwijl Al en Fe over het algemeen
achterblijven in het residu.
- verbrokkeling zorgt ervoor dat er plantengroei en landbouw mogelijk gemaakt wordt, waarbij de
chemische vrij komende ionen opgenomen kunnen worden door planten.
- in sommige gevallen kunnen waardevolle elementen Al en soms ook Fe en Ni zo geconcentreerd in
het residu achter blijven dat er sprake is van erts. (Bv. het Al-erts bauxiet.)
Fysische verwering
- Chemische en mineralogische samenstelling blijft hetzelfde.
- alleen in koude en aride klimaten speelt fysische verwering de hoofdrol.
* Het uiteenvallen in kleinere deeltjes wordt in de andere klimaten (waar chemische verwering de
hoofdrol speelt) dan ook voornamelijk door de chemische verwering veroorzaakt.
- Vorstverwering
Het bevriezen van water in diaklazen (spleten) en poriën, ijs heeft een groter volume dan water (9%
groter).
- Er ontstaan scheurtjes in het ijs waar water in kan lopen, en na opnieuw bevriezen het ijs nog meer
uitelkaar drukt.
* Ijskristallen die eenmalig ontstaan oefenen druk uit op het gesteente.
- Isolatie, woestijnverwering
- Zoutkristallen kunnen ook druk uitoefenen op het gesteente.
- Warme en aride (droge) gebieden, zoals woestijnen.
* Door sterke verdamping van het in het gesteente aanwezige water wordt de zoutconcentratie zo
hoog dat er kristallen groeien. Dit wordt versterkt door krachtige zonnestraling, insolatie, waardoor
gesteente flink verwarmd wordt aan de buitenkant. Door slechte geleiding ontstaan sterke
temperatuurverschillen binnen en buiten de steen die tot spanningen leiden. Door plotse regenval
wordt dit versterkt en is de kans op barsten groot.
1
, - Mechanische verwering door boomwortels
Dunne haarworteltjes dringen binnen in diaklazen en kunnen later door hu secundaire diktegroei het
gesteente uiteendrukken.
Chemische verwering
Reacties treden op tussen de mineralen van de gesteenten en de van buiten hierop inwerkende
agentia. Belangrijkste factor is water, daarnaast spelen zuren (koolzuur) en zuurstof een belangrijke
rol.
- Oplossing
Vaak een van de eerste fases en verwijdert makkelijk oplosbare mineralen. Oplosbaarheid hangt af van
zuurgraad.
- Hydrolyse
H+ en OH- ionen + koolzuur = carbonatie
H2O + CO2 → H+ + HCO3- (bicarbonaat)
* Levert vrije H+ ionen op.
- Oxidatie
Binding van zuurstof en is van belang bij de verwering van ijzerrijke mineralen, zoals pyroxenen en
amfibolen.
- De reacties
Bv. uit een silicaat van een stollingsgesteente ontstaat een kleimineraal onder vrijkomen van
metaalionen.
* Kaoliniet onstaat vooral onder tropische condities, onder meer gematigde condities ontstaan iets
andere kleimineralen zoals b.v. illiet.
* Deze verwering vindt niet alleen plaats in gesteente, maar ook in bodem; daarom zullen ook kort de
basisbegrippen van de bodemkunde behandeld worden.
Bodemvorming
Een resultante va een unieke combinatie van klimaat, levende organismen, uitgangsmateriaal, reliëf
en ouderdom.
Biologisch begrip: De bodem betreft het bovenste, losse deel van de aardkorst tot op een diepte die
van belang is voor planten en waarin zich de plantenwortels bevinden.
Bodemgenese begrip: De bodem betreft het gedeelte van de aardkorst waarin de lithosfeer veranderd
is door atmosferische invloeden en organismen en waarin deze veranderingen nog steeds plaats
vinden.
Bodemvormende factoren
- klimaat: neerslag, temperatuur en relatieve vochtigheid zijn de belangrijkste componenten.
- neerslag: meer neerslag dan verdamping heeft tot gevolg dat er de opgeloste stoffen dieper
in de bodem terecht komen. Meer verdamping dan neerslag heeft een accumulatie van zouten aan
het oppervlak tot gevolg.
- temperatuur: hogere temperaturen leveren snellere reacties op.
- uitgangsmateriaal: dichtheid en textuur – in los sediment verloopt de verwering sneller dan in
vast gesteente.
- flora en fauna (biosfeer) – vormen levende organische stof in de bodem, na afsterven en
herverdeling ontstaat er humus.
- homogenisatie – omwoeling van de grond (mollen, wormen, insecten, enz.).
- mens – verander de bodem extreem, door aan- en afvoer van bodemmateriaal, ontginning,
2
