風化：岩石・土壌・鉱物の分解

風化の種類

風化の進み方を説明するために、通常は次の3つの大きな分類が用いられる。

• 物理的風化（機械的風化） — 化学組成を変えずに岩石を細片化する作用。例として、凍結と融解の反復（霜割れ）、熱膨張、塩の結晶成長、粒子による摩耗がある。
• 化学的風化 — 加水分解、酸化、炭酸化などの化学反応によって鉱物が変質する作用。これらの反応は鉱物を溶かしたり、粘土のような、より柔らかく安定した相へ変えたりする。
• 生物的風化 — 生物の直接的・間接的な作用。植物の根が割れ目を押し広げ、微生物や地衣類が酸を生産して化学変化を促し、穴を掘る動物が新しい表面を他の作用にさらす。

風化を左右する要因

風化の速度や様式は、いくつかの相互に関係する変数に左右される。すなわち、岩石の種類と鉱物組成、気候（気温と降水量）、水の存在と移動、岩石の表面積と割れ目の発達、地形、そして時間である。温暖で湿潤な気候では化学的風化と土壌生成が速く進み、寒冷な気候では凍結作用のような機械的過程が目立つ。硬く、割れ目の少ない火成岩や変成岩は、軟らかく孔隙の多い堆積岩よりも長く崩れにくい。

風化には実用上の意味もある。風化は土壌の主要な供給源であり、地下水の化学組成に影響し、炭素の長期的な固定と放出を左右し、斜面の安定性や建築物の基礎性能にも関わる。石造建築や記念碑は風化による損傷を受けるため、工学では設計と維持管理においてこれを考慮しなければならない。

侵食との区別と地理学的役割

風化は、侵食や斜面崩壊と区別することが重要である。風化は物質をその場で変質させるのに対し、侵食は河川、氷河、風、重力などの作用によってそれらを取り去り、運搬する。風化と侵食はともに地形を彫り上げるが、風化は運搬されるための材料を準備し、侵食はそれを地表全体に再分配したり、盆地に堆積させたりする。

風化の科学的研究は、地質学、地球化学、土壌学、生態学を横断する。風化過程の理解は、地形の進化を説明し、土地利用や文化財保全の指針となり、また気候変動によって風化速度や地球システム内の関連するフィードバックがどのように変化するかを予測する助けとなる。