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陆地硅循环:风化作用

硅酸盐矿物在地球上的岩石构成中非常丰富,大约占地球地壳的90%。陆地生物圈中硅酸盐的主要来源是风化作用。风化过程和速率是可变的,取决于降雨、径流、植被、岩性和地形。 在足够的时间下,雨水甚至可以溶解高度抗风化的基于硅酸盐的矿物,如石英。水分能够打破晶体中原子之间的键: tikz \usepackage chemfig \begin document \chemfig O - ,

硅酸盐矿物在地球上的岩石构成中非常丰富,大约占地球地壳的90%。陆地生物圈中硅酸盐的主要来源是风化作用。风化过程和速率是可变的,取决于降雨、径流、植被、岩性和地形。

在足够的时间下,雨水甚至可以溶解高度抗风化的基于硅酸盐的矿物,如石英。水分能够打破晶体中原子之间的键:

\usepackage{chemfig}
\begin{document}

\chemfig{
O
	(-[,0.6]Si
		(-[2,0.4])
		(-[,0.4])
		(-[6,0.4])
	)
	(-[4,0.6]Si
		(-[2,0.4])
		(-[4,0.4])
		(-[6,0.4])
	)
} 
+$

\begin{tikzpicture} 
\draw [->] (0,0) to node[above] {} (1,0); 
\end{tikzpicture}

\chemfig{
Si
	(-[2,0.4])
	(-[4,0.4])
	(-[6,0.4])
	(-[,0.6]OH)
}
+
\chemfig{
Si
	(-[2,0.4])
	(-[,0.4])
	(-[6,0.4])
	(-[4,0.6]OH)
}

\end{document}

石英溶解的总体反应生成硅酸: $ SiO_2 + 2H_2O → H_4SiO_4 $

另一个基于硅酸盐的矿物的例子是顽火辉石($)。雨水风化这种矿物生成硅酸的过程如下所示: $ MgSiO_3(s)+ 2CO_2(g)+ H_2O(l)= Mg^{2+}(aq)+ 2HCO_3^−(aq)+ SiO_2(aq) $