[科普中国]-冻融风化

冻融风化（Freeze thaw weathering），又被称为冻裂作用（frostshattering）。这种风化作用在温度接近冰点的山区十分常见。

简介冻融风化也称融冻风化。昼夜温差的变化，在坚硬岩层中裂隙和孔隙中的水冻融作用，使岩石发生松动和崩解破碎的机械风化现象。这种作用主要发生在冰缘和气候寒冷的地区。1

主要特征霜会引起风化，虽然其原因常被指为水在裂缝中结冰后膨胀而成，其实大多数都和此现象没有关系。很久之前人类已经知道湿润的泥土在冻结时，在未冻结的地方的水会经由薄层在增长中的底冰（ice lenses）中收集，因而引起膨胀或冻胀（frost heave）。同样的现象亦发生在岩石的细孔中。她们会因为吸收邻近的液态水而不断增大。冰晶的增长引致岩石弱化，最后分裂。在矿物表面、冰及水之间的分子间作用力（Intermolecular forces）维持一层不结冰的薄层，用作运送水份及在底冰累积时造成矿物表面间压力。1

成因有研究表明，否定结冰膨胀导致冻融风化，实验显示白垩、砂岩及石灰岩并不会在水的名义上的冰点，即约为0°C以下破裂。实验又显示即使是在被认为是水在裂缝中结冰后膨胀的风化环境，即把岩石保持在低温或把其轮转，并维持在一定的时间上，岩石亦不会破裂。而当在一些多孔的岩石进行实验，因底冰而引致快速破裂的关键性温度带为-3°C至-6°C，比较冰点低很多。

发生地点因为冻结而引起的风化作用主要发生在有水汽及温度在冰点上下波动的环境，如高山气候（alpine climate）地区及冰川边缘的（periglacial）地区。易受冻结影响的岩石的例子有白垩，因其多孔的特性令冰晶可以生长。此现象可以在达特穆（Dartmoor）以突岩（tor）的形式观看到。1

寒冻楔裂寒冻楔裂（Frost wedging）以前被认为是无孔岩石的风化作用的主要因素，但近年来的研究发现其重要性不及预期般高。冻裂作用，间中亦被称为冰晶生长、寒冻楔裂、冰冻楔裂（ice wedging）或冻融作用当在岩石裂缝及接口的水冻结及膨胀发生。水在−22°C可以施加高至二千一百万帕斯卡（2100千克力（kilogram-force）每平方厘米）的压力。此压力通常可以比大部分的岩石的抵抗力为高，并令其破碎。当水进入岩石裂缝冻结后，冰块向裂缝两边的墙施力，令裂缝加深及加阔。这是因为水的容量在冻结后有9%的增长。当冰块融化后，水会再流入裂缝加深的地方，当温度降低至冰点以下时再冻结，便会令裂缝更为增大。不断重复的冻融作用弱化岩石，在裂缝被破开，形成有角的石块。角状石块在山坡下集合，形成岩屑坡（talus slope）或碎石斜坡（Scree slope）。岩石被沿着裂缝被破开成为石块被称为块状分裂（block disintegration）。分裂的石块会因应岩石结构而出现不同的形状。1

本词条内容贡献者为:

赵阳国 - 副教授 - 中国海洋大学