चट्टानों का अपक्षय: मृदा निर्माण प्रक्रिया एवं कारक

चट्टानों का अपक्षयऔर खनिज मिट्टी के निर्माण के लिए महत्वपूर्ण हैं। रेजोलिथ की मध्यवर्ती अवस्था के माध्यम से विभिन्न प्रकार की चट्टानों और खनिजों से मिट्टी का निर्माण होता है। मिट्टी के निर्माण में दो बुनियादी चरण शामिल हैं:

1. चट्टानों और खनिजों के टूटने से रेजोलिथ का निर्माण।

2. पौधों और जानवरों के अवशेषों का अपघटन और विभिन्न गहराई की मिट्टी सामग्री बनाने के लिए जलोदर और रोशनी जैसी मिट्टी-निर्माण प्रक्रियाओं के माध्यम से इन घटकों का पुनर्गठन।

चट्टानों और खनिजों का अपक्षय क्या है?

चट्टानों और खनिजों के अपक्षय को पृथ्वी की सतह पर अलग-अलग गहराई में पड़े रेगोलिथ नामक असंगठित अवशेषों में चट्टानों और खनिजों के टूटने की अपरिहार्य प्राकृतिक प्रक्रिया के रूप में परिभाषित किया जा सकता है। अपक्षय रातोरात नहीं होता है, यह एक समय लेने वाली लेकिन निरंतर प्रक्रिया है जो सैकड़ों और हजारों वर्षों में होती है।

अपक्षय प्रक्रियाओं के प्रकार

अपक्षय प्रक्रियाओं को तीन अलग-अलग प्रकारों में वर्गीकृत किया जा सकता है:

1. भौतिक अपक्षय: इसे चट्टानों और खनिजों के विघटन या एक धीमी प्रक्रिया के रूप में परिभाषित किया गया है जिसके द्वारा बिना किसी रासायनिक परिवर्तन या नए उत्पादों के गठन के समेकित विशाल चट्टानों को छोटे टुकड़ों में तोड़ दिया जाता है।

2. रासायनिक अपक्षय: इसे विघटित चट्टानों और खनिजों के अपघटन या चट्टानों और खनिजों के विभिन्न रासायनिक संरचना और भौतिक गुणों वाले नए यौगिकों में परिवर्तन के रूप में परिभाषित किया गया है। यह ध्यान रखना महत्वपूर्ण है कि पानी की उपस्थिति के बिना कोई भी रासायनिक अपक्षय नहीं होता है।

3. जैविक अपक्षय: मानव की क्रियाएं जैसे चट्टानों को काटना, बांधों, इमारतों, सड़कों और पौधों की जड़ों का चट्टानों, सूक्ष्म जीवों आदि पर दबाव डालना चट्टानों के भौतिक और रासायनिक टूटने में मदद करता है और खनिज और जैविक अपक्षय माने जाते हैं।

हालाँकि, जोफ़े ने ऐसा कहा है। इसमें कोई जैविक अपक्षय नहीं है, बल्कि यह जैविक एजेंसियों द्वारा भौतिक और रासायनिक अपक्षय है।

चट्टानों का भौतिक अपक्षय

भौतिक अपक्षय एक धीमी प्रक्रिया है जो चट्टानों के आकार को बदल देती है, इस प्रकार यह अधिक प्रतिक्रियाशील सतहों को उजागर करके रासायनिक प्रक्रिया या प्रतिक्रियाओं को तेज करने में मदद करती है क्योंकि चट्टानों और खनिजों का आकार कम हो जाता है। ये निम्नलिखित कारक हैं जो चट्टानों और खनिजों के भौतिक अपक्षय में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं।

चट्टानों के भौतिक अपक्षय का कारण और प्रभावित करने वाले कारक

1. चट्टानों की भौतिक स्थिति: यह सबसे महत्वपूर्ण कारक है जो चट्टानों के मौसम के अधीन होने की दर निर्धारित करता है। उदाहरण के लिए, मोटे बनावट वाला झरझरा बलुआ पत्थर बारीक बनावट वाले बेसाल्ट की तुलना में अधिक तेजी से नष्ट हो जाएगा।

2. तापमान: तापमान में परिवर्तन के कारण चट्टानों की ऊपरी परत में विस्तार और संकुचन के कारण बड़े आकार की चट्टानें टूट जाती हैं।

3. पानी: यह विघटनकारी, परिवहन और जमा करने वाले एजेंट के रूप में कार्य करता है। बहते पानी में काटने और ले जाने की जबरदस्त शक्ति होती है। इसके अलावा, पानी चट्टानों और दरारों में प्रवेश करता है और जम जाता है, इस प्रकार इसकी मात्रा का 9% विस्तार होता है जो लगभग 150 टन प्रति वर्ग फुट का बल बनाता है।

4. हवा: यह उजागर चट्टानों पर अपघर्षक क्रिया का कारण बनती है, यह प्रभाव तब अधिक होता है जब हवा रेत के कणों से भरी होती है।

5. ग्लेशियर: ग्लेशियरों की क्रिया भौतिक अपक्षय में भी मदद करती है। बड़े ग्लेशियर तापमान और ढलान ढाल में बदलाव के कारण हिलने लगते हैं जो चट्टानों पर जबरदस्त दबाव डालते हैं, जिसके परिणामस्वरूप वे टूट जाते हैं।

6. वायुमंडलीय विद्युत घटना: बरसात के मौसम में, लगातार प्रकाश के कारण चट्टानें टूट जाती हैं और चौड़ी दरारें बन जाती हैं।

चट्टानों एवं खनिजों का रासायनिक अपक्षय

चट्टानों का रासायनिक अपक्षय चट्टानों और खनिजों का विभिन्न रासायनिक संरचना और भौतिक गुणों वाले नए यौगिकों में परिवर्तन है। रासायनिक अपक्षय के शास्त्रीय उदाहरणों में से एक फेल्डस्पार है, जब इसे पानी में मिलाया जाता है, तो यह मिट्टी नामक एक नया पदार्थ पैदा करता है जिसकी संरचना और भौतिक गुण भिन्न होते हैं।

ध्यान दें: पानी में घुले CO2 और अन्य सॉल्वैंट्स के साथ और तापमान में वृद्धि के साथ रासायनिक प्रतिक्रियाएं बढ़ जाती हैं। इसीलिए रेगिस्तानों में जहां पानी की कमी है वहां रासायनिक अपक्षय कम होता है और समशीतोष्ण क्षेत्रों में कम तापमान के कारण और उष्णकटिबंधीय क्षेत्रों में पानी की उपलब्धता और उच्च तापमान के कारण अधिक होता है।

रासायनिक अपक्षय के कारक

चट्टानों और खनिजों के रासायनिक अपक्षय के विभिन्न महत्वपूर्ण कारक इस प्रकार हैं:

1. हाइड्रोलिसिस: इसमें पानी को एच-आयन और ओएच-आयन में विभाजित करना शामिल है और हाइड्रॉक्साइड और अन्य नए पदार्थ बनाने के लिए पानी के साथ पदार्थों की प्रतिक्रिया होती है। यह दोहरी अपघटन प्रक्रिया है। उदाहरण के लिए,
   
   फेल्डस्पार + पानी = मिट्टी खनिज + घुलनशील धनायन और आयन
   
   KAlSi₃O₈ (ऑर्थोक्लेज़) + H2O (जल) = HAlSi₃O₈ + KOH
   
   2HAlSi₃O₈ (पुनर्संयोजन) + 8H₂O = Al₂O₃.3H₂O (बॉक्साइट) + 6H₂SiO₃ (सिलिकिक एसिड)

2. ऑक्सीकरण-कमी: खनिज अपक्षय के संदर्भ में ऑक्सीकरण एक यौगिक के साथ ऑक्सीजन का रासायनिक संयोजन और साथ ही इलेक्ट्रॉनों का नुकसान है। जबकि अपचयन में इलेक्ट्रॉन प्राप्त होते हैं। ऑक्सीकरण-कमी प्रतिक्रिया खनिज के टूटने को तेज करती है, इस प्रकार तेजी से विघटन में मदद करती है। उदाहरण के लिए,
   
   4FeO (फेरस ऑक्साइड) + O₂ = 2Fe₂O₃ (फेरिक ऑक्साइड)

3. हाइड्रेशन: यह पानी के साथ खनिज या लवण जैसे ठोस पदार्थ का एक रासायनिक संयोजन है। जलयोजन खनिज संरचना को बदल देता है जिससे सूजन के कारण मात्रा बढ़ जाती है जिससे यह नरम हो जाता है, जिससे अपघटन की प्रक्रिया तेज हो जाती है। उदाहरण के लिए,
   
   CaSO₄ (एनहाइड्राइट) + 2H₂O = CaSO₄.2H₂O (जिप्सम)

4. कार्बोनेशन: यह किसी भी आधार के साथ कार्बन डाइऑक्साइड का संयोजन है। उदाहरण के लिए,
   
   CO₂ + 2KOH = K₂CO₃ + H₂O

खनिजों के रासायनिक अपक्षय को प्रभावित करने वाले कारक

ये महत्वपूर्ण कारक हैं जो खनिजों के रासायनिक अपक्षय को प्रभावित करते हैं।

1. जलवायु: जलवायु मौसम की दर और प्रकार को प्रभावित करती है। कम वर्षा वाले क्षेत्रों में रासायनिक अपक्षय की तुलना में भौतिक अपक्षय तेजी से होता है। हालाँकि, नमी की मात्रा में वृद्धि से भौतिक और रासायनिक अपक्षय भी बढ़ जाता है। आर्द्र उष्णकटिबंधीय क्षेत्रों में मौसम की दर बहुत तेज़ होती है।

2. भौतिक विशेषताएं: खनिजों के भौतिक गुण जैसे आकार, कठोरता, सीमेंटीकरण की डिग्री और चट्टानों की संरचना मौसम को प्रभावित करती है।

3. रासायनिक और संरचनात्मक विशेषताएं: रासायनिक और संरचनात्मक विशेषताएं जैसे आकार, और रासायनिक और क्रिस्टलीय विशेषताएं अपघटन की आसानी में महत्वपूर्ण भूमिका निभाती हैं।

मृदा निर्माण

मिट्टी के निर्माण में दो प्रक्रियाएँ या चरण शामिल होते हैं,

1. चट्टानों और खनिजों का अपक्षय।

2. मृदा निर्माण कारकों और पेडोजेनिक प्रक्रियाओं द्वारा वास्तविक मिट्टी का निर्माण।

इसके अलावा, पहला चरण जो चट्टानों और खनिजों का अपक्षय या विघटन है, मिट्टी के निर्माण में विनाशकारी चरण के रूप में जाना जाता है जबकि दूसरा चरण जो वास्तविक मिट्टी का निर्माण होता है उसे रचनात्मक चरण माना जाता है।

मृदा निर्माण के कारक

मूल सामग्री के मृदा पदार्थ या मृदा प्रोफाइल में परिवर्तन के लिए विभिन्न कारक जिम्मेदार हैं। डोकुचैयेव ने इन कारकों को एक समीकरण के रूप में सामने रखा।

एस = एफ(सीएल, ओ, आर, पी, टी…)

जहाँ, एस = मृदा निर्माण; एफ = फ़ंक्शन; सीएल = जलवायु; ओ = जीव; आर = राहत; पी = मूल सामग्री; टी = समय.

बाद में, जेनी ने इस बात पर जोर दिया कि मिट्टी की संपत्ति इन सभी कारकों के सापेक्ष प्रभाव से निर्धारित होती है। जेनी ने तापमान और वर्षा को जलवायु माना; जीवमंडल के जीवों के रूप में वनस्पति और जीव; स्थलाकृति के रूप में जल स्तर की ऊंचाई, ढलान या स्थलाकृति और गहराई, और निम्नलिखित समीकरण तैयार किए गए:

1. सक्रिय कारक: एस = एफ(सीएल, ओ, बी,

2. निष्क्रिय कारक: आर, पी, टी…)

जहां, बी = बायोस्फीयर, अन्य डोकुचैव समीकरण के समान हैं।

इस प्रकार मिट्टी बनाने वाले कारकों को दो समूहों में वर्गीकृत किया गया है, i) सक्रिय मिट्टी बनाने वाले कारक, और ii) निष्क्रिय मिट्टी बनाने वाले कारक।

सक्रिय मृदा निर्माण कारक

1. जलवायु: वर्षा, तापमान, आर्द्रता, शुष्कता और हवा मिट्टी के निर्माण को प्रत्यक्ष और अप्रत्यक्ष रूप से प्रभावित करते हैं। विभिन्न जलवायु परिस्थितियाँ विभिन्न पेडोजेनिक प्रक्रियाओं को निर्धारित करती हैं और मिट्टी के विभिन्न समूहों जैसे ज़ोनल, इंट्राज़ोनल और एज़ोनल मिट्टी के निर्माण में मदद करती हैं। उदाहरण के लिए, उच्च तापमान और मध्यम से उच्च वर्षा तीव्र अपक्षय और बुनियादी धनायनों के निक्षालन के कारण लैटेराइट मिट्टी के निर्माण में सहायक होती है।

2. जीवमंडल: पौधों और जानवरों की गतिविधि और सूक्ष्मजीवों और अन्य छोटे जीवों द्वारा कार्बनिक अपशिष्टों और अवशेषों का अपघटन मिट्टी के निर्माण के साथ-साथ मिट्टी के प्रोफ़ाइल विकास को भी प्रभावित करता है।

निष्क्रिय मृदा निर्माण कारक

1. मूल सामग्री: यह सबसे महत्वपूर्ण कारक है जो मिट्टी प्रोफ़ाइल विकास के साथ-साथ मिट्टी के भौतिक गुणों को भी निर्धारित करता है। मिट्टी जितनी कम विकसित होगी, मिट्टी के गुणों पर मूल सामग्री का प्रभाव उतना ही अधिक होगा। इसके अलावा, मूल सामग्री को उसके मूल स्थान से ले जाया जा सकता है और संशोधन की प्रक्रिया के दौरान मिट्टी निर्माताओं द्वारा परिवर्तन के अधीन होने से पहले, या कार्बनिक जमाव द्वारा पुन: जमा किया जा सकता है।

2. स्थलाकृति: पृथ्वी की सतह की रूपरेखा को स्थलाकृति कहा जाता है। यह अपने संबंधित जल, तापमान, मृदा अपरदन और सूक्ष्म जलवायु संबंधों के माध्यम से मिट्टी निर्माण प्रक्रिया को प्रभावित करता है। उदाहरण के लिए, पहाड़ी क्षेत्रों में, वर्षा जल का एक बड़ा हिस्सा अपवाह के माध्यम से नष्ट हो जाता है जिसके माध्यम से विभिन्न घुलनशील और अघुलनशील पदार्थ ढलान के आधार पर जमा हो जाते हैं, इस प्रकार ऊपरी ढलान पर बनी मिट्टी तलहटी या आधार पर बनी मिट्टी से भिन्न होती है।

3. समय: मिट्टी के विकास के शून्य बिंदु से वर्तमान चरण तक की अवधि को मिट्टी की आयु कहा जाता है और यह जलवायु, मूल सामग्री की प्रकृति और स्थलाकृति जैसे विभिन्न कारकों पर निर्भर है। मिट्टी की उम्र का निर्धारण कार्बन डेटिंग, पराग विश्लेषण या कालीची परतों में कार्बोनेट कार्बन द्वारा किया जा सकता है।

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