Ayrışma, çözünme veya günlenme, yerkabuğunu oluşturan kayaçların yüzey kısımlarında fiziksel ve kimyasal etkenlerle meydana gelen değişimlerdir. Bu etkenlerin yanında atmosferdeki gazlar, sıcaklık, su, organizmalar da ayrışmada etkilidir.^[1]

Ayrışma ile ilgili iki önemli sınıflandırma vardır. Bunlar; fiziksel ve kimyasal ayrışmadır. İkisi de bazen biyolojik bileşenleri içerir. Mekanik veya fiziksel ayrışma, su, buz, sıcaklık ve basınç gibi atmosferik durumlarla direkt olarak etkileşimle toprak ve kayalarda bozulmaları kapsar. İkinci sınıflandırma, kimyasal ayrışma ise, atmosferik kimyasalların direkt olarak etkisiyle ya da kayalar, topraklar ve minerallerin parçalanmasında biyolojik ayrışma olarak bilinen biyolojik olarak üretilen kimyasalları içerir. Fiziksel ayrışma, çok kuru ve çok soğuk ortamlarda oluşurken, kimyasal reaksiyonlar çok sıcak ve ıslak iklimlerde daha yoğundur. Ancak, her iki ayrışma aynı anda meydana gelirse, birbirini hızlandırır. Örneğin, fiziksel sürtünme parçacıkların boyutunu azaltır ve bu nedenle yüzeylerini hızlandırır ve böylece onları hızlı kimyasal reaksiyonlara daha duyarlı hale getirir. Çeşitli maddeler, birincil mineralleri (feldspatlar ve mikalar) ikincil minerallere (killer ve karbonatlar) dönüştürmek ve bitki besin elementlerini çözülebilen formlarda serbest bırakmak için uyum halinde hareket ederler. Kaya parçalandıktan sonra kalanlar organik materyaller ile birleşince toprağa dönüşür. Toprağın mineral içeriği ana materyal tarafından belirlenir. Bu nedenle, tek bir kaya türünden türetilen bir toprak, verimlilik için gerekli olan bir veya daha fazla mineral eksikliği gösterebilirken (kristalin, buzul veya alüvyon çökeltilerinde olduğu gibi) kaya türlerinin karışımından çıkan bir toprak genellikle daha verimli toprağa neden olur. Buna ek olarak, Dünya'nın birçok yeryüzü şekilleri ve manzarası, erozyon ve yeniden birikme ile birleşen hava olaylarının sonucudur.

Yaşlandırma süreçleri söz konusu olduğunda, genellikle aşağıdakiler arasında kabaca bir ayrım yapılır:

• Fiziksel süreçler - çoğunlukla, çeşitli nedenlere sahip olabilen, aynı parçanın münferit bileşenlerinin hacmindeki artışın bir sonucu olarak kaya yapısının mekanik olarak zayıflaması veya tahrip olması.
• Kimyasal süreçler - kaya yapısının tek tek veya tüm bileşenlerinin ayrışması.
• Biyolojik süreçler - canlıların faaliyetlerinin kaya zayıflatıcı etkileri.

Kimyasal ayrışma, kayaların bileşimini değiştirir ve genellikle su, çeşitli kimyasal reaksiyonlar oluşturmak için minerallerle etkileşime girdiğinde onları dönüştürür. Kimyasal ayrışma, kayanın mineralojisi yakın yüzey ortamına uyum sağladığı için kademeli ve devam eden bir süreçtir. Kayanın orijinal minerallerinden yeni veya ikincil mineraller gelişir.^[2]

Kimyasal ayrışma: oksidasyon; hidroliz, hidratasyon, karbonasyon gibi yollarla gerçekleşir.

Kimyasal ayrışma, su ve oksijenin varlığı gibi jeolojik ajanların yanı sıra mikrobiyal ve bitki kökü metabolizması tarafından üretilen asitler gibi biyolojik ajanlar tarafından arttırılır.

Dağ bloğunun yükselmesi süreci, yeni kaya katmanlarının atmosfere ve neme maruz bırakılmasında önemlidir ve önemli kimyasal aşınmanın meydana gelmesini sağlar; Ca2 ⁺ ve diğer iyonların yüzey sularına önemli ölçüde salınması meydana gelir.^[2]

Yağış asidiktir çünkü atmosferdeki karbondioksit yağmur suyunda çözünerek zayıf karbonik asit üretir. Kirlenmemiş ortamlarda yağış pH'ı 5,6 civarındadır. Asit yağmuru, atmosferde kükürt dioksit ve nitrojen oksitler gibi gazlar bulunduğunda meydana gelir. Bu oksitler, daha güçlü asitler üretmek için yağmur suyunda reaksiyona girer ve pH'ı 4,5 veya hatta 3,0'a düşürebilir. Sülfür dioksit, SO ₂, volkanik püskürmelerden veya fosil yakıtlardan gelir, yağmur suyunda sülfürik asit haline gelebilir ve bu da üzerine düştüğü kayalarda çözelti ayrışmasına neden olabilir.

Bazı mineraller, doğal çözünürlükleri, oksidasyon potansiyeli (pirit gibi demir açısından zengin mineraller) veya yüzeysel koşullara göre kararsızlık nedeniyle, asidik su olmadan bile doğal olarak çözünme yoluyla ayrışacaktır.

İyi bilinen çözelti ayrışma süreçlerinden biri, atmosferik karbon dioksitin çözelti ile hava etkisine yol açtığı süreç olan karbonat çözünmesidir. Karbonat çözünmesi, kireçtaşı ve tebeşir gibi kalsiyum karbonat içeren kayaları etkiler. Yağmur birleştirir, bu gerçekleşir karbondioksit oluşturmak üzere karbonik asit, bir zayıf bir asit, kalsiyum karbonat (kireçtaşı) ve formları çözünür çözer kalsiyum bikarbonat. Daha yavaş reaksiyon kinetiğine rağmen, bu işlem termodinamik olarak düşük sıcaklıkta tercih edilir, çünkü daha soğuk su daha fazla çözünmüş karbondioksit gazı tutar (retrogradgazların çözünürlüğü). Karbonat çözünmesi bu nedenle buzul ayrışmasının önemli bir özelliğidir.

Karbonat çözünme reaksiyonu aşağıdaki adımları içerir:

CO ₂ + H ₂ O → H ₂ CO ₃

karbondioksit + su → karbonik asit

H ₂ CO ₃ + CaCO ₃ → Ca (HCO ₃) ₂

karbonik asit + kalsiyum karbonat → kalsiyum bikarbonat

İyi eklemlenmiş kireçtaşının yüzeyindeki karbonat çözünmesi, kesilmiş bir kireçtaşı kaplama üretir. Bu işlem en çok eklemler boyunca etkilidir, onları genişletir ve derinleştirir.^[2]

Mineral hidrasyonu, H + ve OH- iyonlarının bir mineralin atomlarına ve moleküllerine sert bir şekilde bağlanmasını içeren bir kimyasal ayrışma biçimidir.

Kaya mineralleri su aldığında, artan hacim kayanın içinde fiziksel gerilimler yaratır. Örneğin, demir oksitler dönüştürülür demir hidroksitler ve hidrasyonu anhidrit formları, alçı.^[2]

Hidroliz, silikat ve karbonat minerallerini etkileyebilen kimyasal bir ayrışma sürecidir. Suyun bir silikat minerali ile reaksiyona girdiği böyle bir reaksiyona örnek şudur:

Mg ₂ SiO ₄ + 4 H ₂ O ⇌ 2 Mg (OH) ₂ + H ₄ SiO ₄

olivin (forsterit) + su ⇌ brusit + silisik asit

Bu reaksiyon, eğer sistemde yeterli su mevcutsa ve reaksiyon termodinamik olarak uygunsa, orijinal mineralin tamamen çözünmesine neden olabilir. Ortam sıcaklığında su, H ⁺ ve OH'de zayıf bir şekilde ayrışır ^- ancak karbondioksit suda kolayca çözünür ve önemli bir hava koşullandırma ajanı olan karbonik asit oluşturur.

Mg ₂ SiO ₄ + 4 CO ₂ + 4 H ₂ O ⇌ 2 Mg ²⁺ + 4 HCO ₃ ^- + H ₄ SiO ₄

olivin (forsterit) + karbondioksit + su ⇌ solüsyonda magnezyum ve bikarbonat iyonları + solüsyonda silisik asit

Bu hidroliz reaksiyonu çok daha yaygındır. Karbonik asit, bikarbonat nedeniyle daha alkali çözeltilerle sonuçlanan silikat ayrışmasıyla tüketilir. Bu, atmosferdeki CO ₂ miktarını kontrol etmede önemli bir tepkidir ve iklimi etkileyebilir.

Alüminosilikatlar, hidroliz reaksiyonuna tabi tutulduğunda, basitçe katyonları serbest bırakmak yerine ikincil bir mineral üretirler.

2 KAlSi ₃ O ₈ + 2 H ₂ CO ₃ + 9 H ₂ O ⇌ Al ₂ Si ₂ O ₅ (OH) ₄ + 4 H ₄ SiO ₄ + 2 K ⁺ + 2 HCO ₃ ^-

ortoklaz (alüminosilikat feldispat) + karbonik asit + su ⇌ kaolinit (bir kil minerali) + çözelti içinde silisik asit + çözelti içinde potasyum ve bikarbonat iyonlar.^[2]

Kayaçların bünyesindeki minerallerin oksijenle tepkimeye girmesiyle oluşur.

Yaygın olarak gözlenen en Fe oksitlenmesidir ^{2 +} (demir) ile kombine oksijen Fe oluşturmak üzere su ve ³⁺ gibi hidroksitleri ve oksitler, goetit, limonit ve hematit. Bu, etkilenen kayalara yüzeyde kolayca parçalanan ve kayayı zayıflatan kırmızımsı kahverengi bir renk verir. Bu işlem, metalik demirin paslanmasından farklı olsa da daha çok " paslanma " olarak bilinir. Diğer birçok metalik cevher ve mineral, kalkopiritler gibi renkli tortular üretmek için oksitlenir ve hidratlanır.veya CuFeS ₂ oksitleyici bakır hidroksit ve demir oksitler.^[2]

Kayacın yapısına suyun katılmasıyla oluşur.

Karbondioksitin kayaçların yapısında değişime neden olmasıdır. Karstik şekillerin oluşumu bu yolla gerçekleşir. Kimyasal ayrışma sonunda kayacın kimyasal yapısı değişir. Kayaçların yapılarına göre kimyasal ayrışma süreçlerinden birisi daha etkin olur.

Hidroliz sırasında (hidrolitik ayrışma), belirli minerallerin kristal kafesindeki iyonlar, otoprotoliz yoluyla suda kalıcı olarak oluşturulan H ⁺ ve OH ^- iyonlarına bağlanır ve bu sayede iyon kafesi parçalanır. Hidroliz, yaygın silikat minerallerinin (örn. Feldispatlar ve mika) kil minerallerine (örn. İllit, kaolinit, montmorillonit, smektit) dönüştürülmesinin ilk reaksiyonunu oluşturduğu için önemli bir toprak oluşum sürecidir.^[3]

Genel olarak, iklim ne kadar nemli olursa, sıcaklık ne kadar yüksek ve pH değeri ne kadar düşükse hidroliz o kadar yoğun olur. Tropikal ve subtropikal bölgelerin ılık ve nemli iklimlerinde, magmatik kayaçlar ve metamorfik kayaçlar genellikle hidroliz ve oksidasyon yoluyla 100 metre derinliklere kadar ayrışır. Güney Appalachians'ta kayanın bu kadar derin ayrışmasını ilk kez araştıran jeologlar, bu ayrışma tabakası saproliti(kelimenin tam anlamıyla "çürümüş kaya"). İnşaat mühendisi için derinden aşınmış kaya, otoyollar, barajlar veya diğer ağır hizmet yapıları inşa edilirken risk anlamına gelir. Saprolith yumuşaktır ve çok fazla patlatma işlemi yapmadan ekskavatörlerle hareket ettirilebilir, ancak yüksek şişebilen kil mineralleri içeriği nedeniyle istenmeyen plastik özelliklere sahip olduğu için malzemenin ağır yükler altında akma riski vardır.^[3]