Первый ангстремный взгляд на выветривание

Исследователи впервые напрямую наблюдали процессы физического и химического выветривания осадочных пород в реальном времени на ангстремном уровне. Используя просвечивающую электронную микроскопию в контролируемой среде, команда Barsotti et al. зафиксировала взаимодействие водяного пара и капель с образцами доломита, известняка и песчаника.

Исследование показало, что адсорбция воды на стенках микропор вызывает их сжатие — при добавлении пара размер пор уменьшался до 62,5%. После удаления воды поры расширялись. В итоге, по сравнению с исходным состоянием, конечный размер пор в доломите уменьшился на 33,9%, а в известняке и песчанике увеличился на 3,4% и 17,3% соответственно. Эти изменения связаны с напряжением, индуцированным адсорбцией. В экспериментах с жидкой водой скорость растворения была наибольшей в известняке.

Работа впервые предоставляет прямые доказательства того, что адсорбционно-индуцированная деформация является источником выветривания. Изменение геометрии пор влияет на свойства пород, такие как проницаемость, что, в свою очередь, регулирует потоки воды, эрозию и круговорот элементов в глобальном масштабе.