Vittring

Fysikalisk och kemisk vittring

Vittring omfattar de fysikaliska och kemiska förändringar (främst sönderdelning) som bergarter och mineral genomgår under påverkan av bl.a. vatten och biologisk aktivitet. Man brukar tala om två slag av vittring, fysikalisk respektive kemisk. Den fysikaliska vittringen yttrar sig som sönderdelning till mindre partiklar medan den kemiska vittringen innebär en mer eller mindre fullständig upplösning och att mineralens och bergarternas kemiska sammansättning förändras. Den fysikaliska vittringen sker genom olika former av mekanisk påverkan, t.ex. isbildning och snabba temperaturförändringar eller sprängverkan orsakad av rötter. Motor till kemisk vittring är vätskor med bl.a. sura egenskaper. Ibland brukar man urskilja biologisk vittring som ett tredje slag av vittring. Biologisk vittring kan dock hänföras som endera en kemisk vittring initierad av biologiska processer eller en fysikalisk vittring iscensatt av t.ex. rötters sprängverkan.

Fysikalisk och kemisk vittring går hand i hand. Genom sönderdelning till mindre partiklar ökar den kemiska angreppsytan vilket leder till att den kemiska vittringen intensifieras. Den kemiska vittringen kan i sin tur leda till håligheter i vilket is och rötter kan utöva sprängverkan.

De kemiska förändringarna till följd av kemisk vittring innebär upplösning av mineral och bergarter samt nybildning av sekundära mineral. Kemisk vittring spelar därför ytterst den viktigaste rollen för mobiliseringen av olika ämnen till växttillgängliga former, d.v.s. för växternas långsiktiga näringsförsörjning. Den kemiska vittringen förbrukar vätejoner och är därför också en process som motverkar vätejonansamling och pH-sänkning i mark och vatten. När man talar om mineraljordens vittring i samband med uthållig produktionsförmåga eller försurningskänslighet är det därför i regel den kemiska vittringen som åsyftas.

Vittringsfaktorer

Den kemiska vittringshastigheten beror främst av mineralsammansättning, kornstorleksfördelning, klimat och vittringsstimulerande ämnen som syror och organiskt material. De vanligaste mineralen i marken kan grupperas efter tilltagande vittringsförmåga:

Med avseende på mineralsammansättningen kan bergarternas vittringsbenägenhet grupperas på följande sätt:

Vittringshastigheten beror också på partikelstorlek. Specifik yta är dock ett mer lämpligt begrepp än partikelstorlek eftersom vittring liksom de flesta markprocesserna sker på partikelytorna. Den specifika ytan definieras som den sammanlagda ytan hos alla partiklar i en viss mängd jord. Specifika ytan uppgår i regel för lerpartiklar till ca 50 - 300 m²/g mineraljord samt understigande 1 cm²/g för partiklar i sandfraktionen. En i absoluta termer liten ökning i lerhalt från 2 till 4 procent innebär nära nog en fördubbling i specifik yta. I B-horisonten i en sandig moig morän kan den specifika ytan uppgå till 5 - 10 m²/g. Merparten av den specifika ytan i morän orsakas av lerpartiklar och humus. Humuspartiklar har en mycket hög specifik yta; > 600 m²/g. I princip är vittringen proportionell mot den specifika ytan. Under naturliga förhållanden i skogsmark finns dock en risk att man övervärderar effekten av den specifika ytan. En stor yta innebär nämligen små partiklar och små porer vilket i sin tur försvårar vattenrörelserna mellan partiklarna. Detta är ur vittringssynpunkt en nackdel eftersom just rörligt vatten i marken kan påskynda vittring genom att under strömningen tillföra syror respektive bortföra vittringsprodukter.

Klimatet bestämmer vittringen genom dels temperaturen, dels vattenöverskottet (differensen mellan nederbörd och avdunstning inklusive växternas transpiration) som sipprar ned (perkolerar) genom marken. Ett annat viktigt förhållande är också hur länge marken är frusen under vinterhalvåret.

Den organiska substansen spelar en avgörande roll för mineraljordens kemiska vittring. Detta beror dels på den organiska substansens syraegenskaper, dels dess förmåga att komplexbinda metalljoner och att därmed gynna bortförseln av vittringsprodukter med sänkt jonkoncentration i marklösningen som resultat. Vid normala pH-värden i skogsmark, d.v.s. ca 4 - 5, blir vittringshastigheten genom organiska syror flera gånger högre än genom oorganiska ej komplexbindande syror, t.ex. svavelsyra. Detta betyder att en pH-sänkning på grund av surt regn under fältförhållanden i skogsmark sannolikt endast marginellt påverkar vittringshastigheten.