ΔΙΕΡΓΑΣΙΕΣ ΣΤΗΝ ΚΡΙΣΙΜΗ ΖΩΝΗ ΓΕΩΧΗΜΕΙΑ ΕΔΑΦΩΝ. Ε. Κελεπερτζής

Σχετικά έγγραφα
ΔΙΕΡΓΑΣΙΕΣ ΣΤΗΝ ΚΡΙΣΙΜΗ ΖΩΝΗ ΓΕΩΧΗΜΕΙΑ ΕΔΑΦΩΝ. Ε. Κελεπερτζής

Γεωχημεία. Ενότητα 2: Γεωχημικές διεργασίες στην επιφάνεια της γης. Αριάδνη Αργυράκη Σχολή Θετικών Επιστημών Τμήμα Γεωλογίας και Γεωπεριβάλλοντος

ΧΗΜΙΚΗ ΑΠΟΣΑΘΡΩΣΗ ΚΑΙ ΣΧΗΜΑΤΙΣΜΟΣ ΕΔΑΦΩΝ

Δασική Εδαφολογία. Ορυκτά και Πετρώματα

Γεωχημεία. Ενότητα 2: Γεωχημικές διεργασίες στην επιφάνεια της γης. Αριάδνη Αργυράκη Σχολή Θετικών Επιστημών Τμήμα Γεωλογίας και Γεωπεριβάλλοντος

Έδαφος Αποσάθρωση - τρεις φάσεις

ΧΗΜΙΚΗ ΑΠΟΣΑΘΡΩΣΗ Σ' όλα τα επίπεδα και σ' όλα τα περιβάλλοντα, η χηµική αποσάθρωση εξαρτάται οπό την παρουσία νερού καθώς και των στερεών και αερίων

ΓΕΩΧΗΜΙΚΕΣ ΔΙΕΡΓΑΣΙΕΣ ΕΠΙΦΑΝΕΙΑΣ ΑΡΙΑΔΝΗ ΑΡΓΥΡΑΚΗ

Περιεχόμενα. Σύστημα υπόγειου νερού. Αντιδράσεις υδρόλυσης πυριτικών ορυκτών. Ρύθμιση ph

Δασική Εδαφολογία. Εδαφογένεση

ΠΑΡΑΓΟΝΤΕΣ ΕΛΕΓΧΟΥ ΤΗΣ ΔΙΑΛΥΤΟΤΗΤΑΣ ΑΝΟΡΓΑΝΩΝ ΣΤΟΙΧΕΙΩΝ ΚΑΙ ΙΟΝΤΩΝ ΣΕ ΥΔΑΤΙΝΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ. Ε. Κελεπερτζής

1. ΠΡΟΕΛΕΥΣΗ ΚΟΚΚΩΝ ΑΝΘΡΑΚΙΚΟΥ ΑΣΒΕΣΤΙΟΥ 2. ΓΕΩΧΗΜΕΙΑ ΘΑΛΑΣΣΙΟΥ ΝΕΡΟΥ 3. ΚΥΡΙΑ ΑΝΘΡΑΚΙΚΑ ΟΡΥΚΤΑ 4. ΠΡΩΤΟΓΕΝΗΣ ΚΑΘΙΖΗΣΗ 5.

ΘΑΛΑΣΣΙΑ ΓΕΩΧΗΜΕΙΑ- ΓΕΩΧΗΜΕΙΑ ΙΖΗΜΑΤΩΝ. Αριάδνη Αργυράκη

ΓΕΩΧΗΜΕΙΑ Δ ΕΞΑΜΗΝΟ ΕΙΣΑΓΩΓΗ- ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ. Χριστίνα Στουραϊτη

Για να σχηματιστεί το έδαφος Επιδρούν μακροχρόνιες διεργασίες εδαφογένεσης Διαδικασία μετατροπής μητρικού πετρώματος σε έδαφος

Γεωχημεία. Ενότητα 2: Γεωχημικές διεργασίες στην επιφάνεια της γης. Αριάδνη Αργυράκη Σχολή Θετικών Επιστημών Τμήμα Γεωλογίας και Γεωπεριβάλλοντος

Μεταφορά Πρότυπο διασποράς. Ευκίνητη φάση. Περιβάλλον κινητοποίησης στοιχείων. Περιβάλλον απόθεσης στοιχείων

1. Δειγματοληψία. 2. Μέθοδοι ανάλυσης γεωχημικών δειγμάτων. 3. Στατιστική επεξεργασία - αποτίμηση. αποτελεσμάτων

Ε ΑΦΟΣ ΣΧΗΜΑΤΙΣΜΟΣ Ε ΑΦΩΝ, ΠΗΓΕΣ ΚΑΙ ΚΙΝΗΤΙΚΟΤΗΤΑ ΓΕΩΧΗΜΙΚΩΝ ΣΤΟΙΧΕΙΩΝ ΣΤΟ Ε ΑΦΟΣ

ΑΝΟΡΓΑΝΟΙ ΡΥΠΟΙ ΜΗΧΑΝΙΣΜΟΙ ΔΕΣΜΕΥΣΗΣ ΚΥΡΙΟΙ ΜΗΧΑΝΙΣΜΟΙ ΔΕΣΜΕΥΣΗΣ ΣΤΟ ΕΔΑΦΟΣ

Αποσάθρωση. Κεφάλαιο 2 ο. ΣΧΗΜΑΤΙΣΜΟΣ ΕΔΑΦΩΝ

ΔΙΑΓΕΝΕΤΙΚΕΣ ΔΙΕΡΓΑΣΙΕΣ. Αριάδνη Αργυράκη

Γεωχημεία Δ Εξάμηνο Διεργασίες επιφάνειας. Σύνοψη ύλης Α. Αργυράκη 2014

Ε ΑΦΟΣ. Έδαφος: ανόργανα οργανικά συστατικά

ΑΣΚΗΣΗ 1 η. Ολική πυριτική Γη = ο σύγχρονος μανδύας + πρωτο-φλοιός = πρωταρχικός μανδύας

Κεφάλαιο 1 Δομή της Γης

Μάθημα 2 ο ΓΕΩΧΗΜΕΙΑ ΙΧΝΟΣΤΟΙΧΕΙΩΝ. Επικ. Καθ. Χ. Στουραϊτη Τομέας Οικονομικής Γεωλογίας - Γεωχημείας

ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΙΚΗ ΓΕΩΧΗΜΕΙΑ

ΜΟΡΦΕΣ ΕΜΦΑΝΙΣΗΣ ΙΧΝΟΣΤΟΙΧΕΙΩΝ ΣΕ ΕΔΑΦΗ ΜΕΘΟΔΟΙ ΔΙΑΛΥΤΟΠΟΙΗΣΗΣ. Ε. Κελεπερτζής

1. Υποκαταστάσεις μεταξύ κυρίων στοιχείων (στερεά διαλύματα)

Αρχές Κρυσταλλοχημείας: Ιοντικές υποκαταστάσεις. Γεωχημεία (Υ4203) Χ. Στουραϊτη

ΣΥΣΤΑΣΗ ΤΟΥ ΦΛΟΙΟΥ ΤΗΣ ΓΗΣ.

Μάθημα 1 ο. - Κατανομή των χημικών στοιχείων - Ταξινομήσεις. Επικ. Καθ. Χ. Στουραϊτη Τομέας Οικονομικής Γεωλογίας - Γεωχημείας. Γεωχημεία Δ εξάμηνο 1

ECOELASTIKA ΑΕ ΕΚΕΤΑ/ΙΔΕΠ

ΑΝΑΛΥΤΙΚΗ ΓΕΩΧΗΜΕΙΑ. Αριάδνη Αργυράκη

Γεωχημεία. Ενότητα 2: Γεωχημικές διεργασίες στην επιφάνεια της γης. Αριάδνη Αργυράκη Σχολή Θετικών Επιστημών Τμήμα Γεωλογίας και Γεωπεριβάλλοντος

ΓΕΩΧΗΜΕΙΑ ΑΣΚΗΣΗ 2 η. Σχήμα 1. Γεωλογικός Χάρτης της Σαντορίνης (Zellmer 1998) Μάρτιος 2015 Χ. ΣΤΟΥΡΑΪΤΗ

Περιεχόμενα. Παράδειγμα εφαρμογής αντιδράσεων εξουδετέρωσης στον προσδιορισμό παραγόντων ρύθμισης του ph φυσικών νερών

ΧΗΜΙΚΕΣ ΙΔΙΟΤΗΤΕΣ ΤΩΝ ΕΔΑΦΩΝ

Δασική Εδαφολογία. Χημικές ιδιότητες του εδάφους

Ρύπανση Υδάτων και Εδαφών

GEOCHEMISTRY OF MAJOR AND MINOR ELEMENTS FROM SURFACE SEDIMENTS OF LAKONIKOS GULF, GREECE

Πιο ενεργά συστατικά κολλοειδή κλασματα Διάμετρο μικρότερη από 0,001 mm ή 1μ ανήκουν στα κολλοειδή.

Π ΕΤΡΟΛΟΓΙΑ Μ ΑΓΜΑΤΙΚΩΝ ΚΑΙ Μ ΕΤΑΜΟΡΦΩΜΕΝΩΝ Π ΕΤΡΩΜΑΤΩΝ ΑΣΚΗΣΗ 7

Υδρογεωχημεία- Αναλυτική γεωχημεία Ενότητα 4: Γεωχημεία υπόγειων νερών & ρύθμιση του ph

Τίτλος Μαθήματος. Ενότητα 2: Μεθοδολογία Έρευνας Περιβαλλοντικής Γεωχημείας

Υποκαταστάσεις μεταξύ κυρίων στοιχείων (στερεά διαλύματα)

Περιβαλλοντική Γεωχημεία

ΜΑΓΜΑΤΙΚΑ ΑΕΡΙΑ ΠΝΕΥΜΑΤΟΛΥΤΙΚΟΣ ΣΧΗΜΑΤΙΣΜΟΣ ΤΩΝ ΟΡΥΚΤΩΝ

Μαγματικά, πλουτώνια πετρώματα ΓΡΑΝΙΤΕΣ ΚΑΙ ΓΡΑΝΙΤΟΕΙΔΗ ΡΥΟΛΙΘΟΣ

ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΙΚΗ ΓΕΩΧΗΜΕΙΑ

ΚΟΙΤΑΣΜΑΤΟΛΟΓΙΑ (ORE DEPOSIT GEOLOGY)

Ηλίας Χατζηθεοδωρίδης, Απρίλιος 2007 ΠΥΡΙΤΙΚΆ ΟΡΥΚΤΆ

ΔΙΑΒΡΩΣΗ ΑΝΑΓΛΥΦΟΥ. Δρ Γεώργιος Μιγκίρος

ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΙΚΗ ΓΕΩΧΗΜΕΙΑ

Κοιτασματολογία Ενότητα 4: Διαδικασίες υποθαλάσσιας ηφαιστειακής δραστηριότητας

ΟΙΚΟΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΤΗΣ ΓΗΣ

Μεταβολή των ταχυτήτων των σεισµικών κυµάτων µε το βάθος

Πολυτεχνείο Κρήτης Τµήµα Μηχανικών Περιβάλλοντος ΥΔΑΤΙΚΗ ΧΗΜΕΙΑ. Σηµειώσεις

Τι είναι. Πηγή του υλικού Μάγμα Τήξη πετρωμάτων στο θερμό κάτω φλοιό ή άνω μανδύα. ιαδικασία γένεσης Κρυστάλλωση (στερεοποίηση μάγματος)

Έδαφος. Οι ιδιότητες και η σημασία του

ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΙΚΗ ΓΕΩΧΗΜΕΙΑ

ΟΡΥΚΤΟΛΟΓΙΑ / ΜΑΘΗΜΑ 6 ΠΥΡΙΤΙΚΑ ΟΡΥΚΤΑ (φυλλοπυριτικά) Σχολή Μηχανικών Μεταλλείων-Μεταλλουργών, ΕΜΠ Μαρία Περράκη, Λέκτορας 1 ο εξάμηνο ΟΡΥΚΤΟΛΟΓΙΑ

Γεωχημεία Ιχνοστοιχείων

ΥΔΡΟΣΦΑΙΡΑ Σύσταση του θαλασσινού νερού, αλμυρότητα, θερμοκρασία.

ΠΑΡΑ ΕΙΓΜΑΤΑ ΚΡΙΤΗΡΙΩΝ ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗΣ

ΣΙΔΗΡΟΥΧΑ & ΚΛΑΣΤΙΚΑ ΙΖΗΜΑΤΟΓΕΝΗ ΙΖΗΜΑΤΑ. Αριάδνη Αργυράκη

Na/K (mole) A/CNK

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3. Κύκλοι Βαρέων Μετάλλων. Βαρέα Μέταλλα στα Παράκτια Συστήματα

ΙΖΗΜΑΤΟΓΕΝΕΣΗ ρ. Ε. Λυκούδη Αθήνα 2005

Διάρκεια = 15 λεπτά. Dr. C. Sachpazis 1

Estimation of grain boundary segregation enthalpy and its role in stable nanocrystalline alloy design

Τμήμα Γεωτεχνολογίας & Περιβάλλοντος

Τα Fe-Ni-ούχα λατεριτικά μεταλλεύματα της Ελλάδας. Συμβολή της Ορυκτολογίας- Πετρολογίας στην αξιοποίησή τους. Ευριπίδης Μπόσκος, Καθηγητής

Εδαφοκλιματικό Σύστημα και Άμπελος

Είναι μίγματα ορυκτών φάσεων Οι ορυκτές φάσεις μπορεί να είναι ενός είδους ή περισσότερων ειδών Μάρμαρο

Υδροθερμική εξαλλοίωση - Υδροθερμική απόθεση

Περιβαλλοντική Χημεία - Γεωχημεία

ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ ΚΑΙ ΧΗΜΙΚΗ ΣΥΣΤΑΣΗ

Γνωριμία & εξοικείωση με το έδαφος ως φυσικό πόρο. Μελέτη του εδάφους με έμφαση στις σχέσεις του με τα καλλιεργούμενα φυτά και την παραγωγή τροφίμων

Στοιχεία Θερμοδυναμικής. Ι. Βασικές αρχές. Χριστίνα Στουραϊτη

Φωτογραφία του Reykjavik το 1932, όταν τα κτίρια θερμαίνονταν με συμβατικά καύσιμα.

«Σύνθεση γεωπολυμερών από ιπτάμενη τέφρα ιατρικών αποβλήτων»

All from a Single Source

Εικ.IV.7: Μορφές Κυψελοειδούς αποσάθρωσης στη Νάξο, στην περιοχή της Στελίδας.

ΓΕΩΧΗΜΕΙΑ ΤΩΝ ΜΕΤΑΜΟΡΦΩΜΕΝΩΝ ΠΕΤΡΩΜΑΤΩΝ

1 o Μάθημα. Μαθήματα Ακαδημαϊκού Έτους Γαλάνη Απ. Αγγελική, Χημικός PhD Εργαστηριακό Διδακτικό Προσωπικό, (Ε.ΔΙ.Π.

Αποκατάσταση Ρυπασμένων Εδαφών

7 η ΕΝΟΤΗΤΑ ΦΥΣΙΚΟΙ ΛΙΘΟΙ

Χρονική σχέση με τα φιλοξενούντα πετρώματα

ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ ΣΤΟ ΜΑΘΗΜΑ ΕΔΑΦΟΛΟΓΙΑ ΛΙΠΑΣΜΑΤΟΛΟΓΙΑ ΤΟΥ 4 ΟΥ ΕΞΑΜΗΝΟΥ ΑΠΡΙΛΙΟΣ 2012

13. ΔΙΑΛΥΤΟΤΗΤΑ ΚΑΙ ΙΣΟΡΡΟΠΙΕΣ ΣΥΜΠΛΟΚΩΝ

ΥΔΡΟΧΗΜΕΙΑ. Ενότητα 7: Χημική προσβολή των ασβεστόλιθων. Ζαγγανά Ελένη Σχόλη : Θετικών Επιστημών Τμήμα : Γεωλογίας

ΕΝΔΕΙΚΤΙΚΑ ΘΕΜΑΤΑ ΕΔΑΦΟΛΟΓΙΑΣ

ΠΕΤΡΩΜΑΤΑ. Πετρολογικός κύκλος

«γεωλογικοί σχηματισμοί» - «γεωϋλικά» όρια εδάφους και βράχου

ΥΔΡΟΧΗΜΕΙΑ. Ενότητα 2: Εισαγωγή στην Υδρο-γεωχημεία Υδατική Χημεία Ζαγγανά Ελένη Σχολή : Θετικών Επιστημών Τμήμα : Γεωλογίας

ΓΕΩΛΟΓΙΑ ΓΕΩΜΟΡΦΟΛΟΓΙΑ

ΑΣΚΗΣΗ 2. Σπάνιες Γαίες (Rare Earth Elements, REE) Εφαρμογές των κανονικοποιημένων διαγραμμάτων REE

Γεωχημεία. Ενότητα 2: Γεωχημικές διεργασίες στην επιφάνεια της γης. Αριάδνη Αργυράκη Σχολή Θετικών Επιστημών Τμήμα Γεωλογίας και Γεωπεριβάλλοντος

Transcript:

ΔΙΕΡΓΑΣΙΕΣ ΣΤΗΝ ΚΡΙΣΙΜΗ ΖΩΝΗ ΓΕΩΧΗΜΕΙΑ ΕΔΑΦΩΝ Ε. Κελεπερτζής 1

ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ Κρίσιμη ζώνη Έδαφος (ορισμός, παράγοντες εδαφογένεσης, ορίζοντες εδάφους) Χημική και ορυκτολογική σύσταση εδάφους Ποσοτικοποίηση ρυθμού αποσάθρωσης και κινητικότητας χημικών στοιχείων σε εδαφικά συστήματα 2

Κρίσιμη Ζώνη (Critical Zone) - ορισμός Το τμήμα της επιφάνειας της γης στο οποίο λαμβάνει χώρα η αλληλεπίδραση της βιόσφαιρας, της ατμόσφαιρας, της υδρόσφαιρας και της λιθόσφαιρας. Wilding and Lin 2007, Geoderma Περικλείει τον όγκο του επιφανειακού στρώματος της λιθόσφαιρας από το ανώτερο τμήμα της επιφανειακής βλάστησης έως τη βάση του υπόγειου νερού. 3

Αντιδραστήρας τροφοδοτούμενος με υλικό του πετρώματος Soil Regolith Rock Brantley et al., 2006, Elements Downward water flow Upward flow of solid materials 4

Ορισμός εδάφους Έδαφος είναι το ανώτερο τμήμα του γήινου φλοιού το οποίο αποτελείται από ανόργανα συστατικά, οργανικό υλικό, νερό και αέρα. Κενά πόρων (50%) Αέρας (20-30%) Εδαφικό νερό (20-30%) Στερεά συστατικά (50%) Οργανικό υλικό (5%) Ανόργανα συστατικά (45%) Διαλυμένα στοιχεία (ιόντα πχ. Ni 2+, Pb 2+, Zn 2+, HAsO 4 2, CrO 4 2- ) 5

Παράγοντες εδαφογένεσης 1) Κλίμα: οι μεταβολές της θερμοκρασίας και η ποσότητα των ατμοσφαιρικών κατακρημνισμάτων καθορίζουν την ένταση και το είδος της αποσάθρωσης σε κάθε περιοχή Ρυθμοί αποσάθρωσης σε σχέση με την ποσότητα των ατμοσφαιρικών κατακρημνισμάτων στη νήσο Χαβάη (το μητρικό πέτρωμα είναι βασάλτης) 6

2) Μητρικό υλικό: προσδιορίζει σε μεγάλο βαθμό τη χημική σύσταση του εδάφους που θα προκύψει από την αποσάθρωση του. Example: Basaltic parent material: οlivine, pyroxene, Ca-plagioclase Granitic parent material: K-feldspar, muscovite, quartz 3) Τοπογραφία: η μορφολογία του αναγλύφου επηρεάζει την ανάπτυξη των εδαφικών οριζόντων (οι εδαφικοί ορίζοντες σε απότομες πλαγιές δεν προλαβαίνουν να αναπτυχθούν = μικρό πάχος εδάφους). μεταφερμένο έδαφος Υπολειμματικό έδαφος Έλεγχος μητρικού υλικού και τοπογραφίας στο σχηματισμό του εδάφους. 7

4) Χρόνος: όσο μεγαλύτερη ηλικία έχει ένα έδαφος, τόσο περισσότερο διαφέρει η σύστασή του από τη σύσταση του μητρικού πετρώματος. (e.g Fe 3+, Ti 4+, Zr 4+, quartz, zircon, kaolinite, goethite, hematite, gibbsite) e.g, Ca 2+, Mg 2+, olivine, pyroxene, amphibole Αφθονία των συστατικών ενός εδάφους σε σχέση με το χρόνο Mg 2 SiO 4(s) + 4H 2 CO 3(aq) 2Mg 2+ (aq) +H 4 SiO 4(aq) + 4HCO 3 - NaAlSi 3 O 8(s) + H + (aq) +7H 2 O Na + (aq) + Al(OH) 3(s) + 3H 4 SiO 4(aq) 8

5) Βιολογικοί παράγοντες 3 σημαντικές διεργασίες: α) βιογενές CO 2 από τη διαπνοή των φυτών σχηματισμός H 2 CO 3 β) φαινόμενα ιοντοανταλλαγής = απελευθέρωση H + από τα φυτά (ταυτόχρονη πρόσληψη K +, Ca +2, Mg +2, Na + ) έχει ως αποτέλεσμα την ελάττωση του ph γ) η αποσύνθεση των φύλλων και των άλλων μορφών της οργανικής ύλης παράγει χουμικά οξέα τα οποία υποβοηθάνε την υδρόλυση των ορυκτών 6) Ανθρωπογενείς παράγοντες έχουν επιφέρει σε σημαντικό βαθμό μεταβολή στη χημική σύσταση των εδαφών. 9

Ορίζοντες εδάφους Ορίζοντας O: αποτελείται κυρίως από οργανικό υλικό Ορίζοντας Α: συνύπαρξη οργανικού υλικού και εδάφους αποτελούμενο από ορυκτολογικά συστατικά Ορίζοντας Ε: ζώνη απόπλυσης: α) απομάκρυνση πυριτικών ορυκτών και οξειδίων Fe και Al μέσω απόπλυσης =eluviation, β) απομάκρυνση στοιχείων (Ca 2+, Mg 2+, Na +, K + ) εν διαλύσει, έκπλυση=leaching Ορίζοντας Β: ζώνη εμπλουτισμού (συνάθροιση οξειδίων, αργιλικών, ανθρακικών και πυριτικών ορυκτών) Ορίζοντας C: μερικώς αποσαθρωμένο μητρικό υλικό R: Μητρικό πέτρωμα 10

Κατακόρυφο εδαφικό προφίλ (μητρικό πέτρωμα βασάλτης) 11

Περιεχόμενο των στοιχείων σε εδάφη Major elements Trace elements Element Earth's crust (mean) Soil (median) O 47.4% 49% Si 27.7% 33% Al 8.2% 7.1% Fe 4.1% 4% Ca 4.1% 1.5% Na 2.3% 0.5% K 2.1% 1.4% Ν 25 mg/kg 2000 mg/kg C 480 mg/kg 2% Mg 2.3% 0.5% Mn 950 mg/kg 1000 mg/kg S 260 mg/kg 700 mg/kg P 1000 mg/kg 800 mg/kg Ba 500 mg/kg 500 mg/kg Sr 370 mg/kg 250 mg/kg Ni 80 mg/kg 50 mg/kg Cr 100 mg/kg 70 mg/kg Cu 50 mg/kg 30 mg/kg Zn 190 mg/kg 400 mg/kg Σημαντικός εμπλουτισμός C και N σε σχέση με τις περιεκτικότητες στο γήινο φλοιό. Απεμπλουτισμός Ca, Na, K και Mg εξαιτίας της υψηλής διαλυτότητας που χαρακτηρίζει τα κύρια ορυκτολογικά συστατικά που περιέχουν τα στοιχεία αυτά. 12

Συγκεντρώσεις ιχνοστοιχείων σε πετρώματα (ppm) Στοιχείο Ανώτερος φλοιός Γρανίτης, γρανοδιορίτης Γάββρος, βασάλτης Υπερβασικά πετρώματα Ψαμμίτης Σχιστόλιθος Ασβεστόλιθος As 2 3 0.7 0.7 0.5 13 1.5 Cd 0.1 0.1 0.2 0.05 <0.04 0.25 0.1 Co 12 4 45 110 0.3 20 0.1 Cr 35 10 250 2300 35 100 5 Cu 14 12 90 40 2 45 6 Mn 527 400 1500 1200 100 850 15 Ni 19 5 130 2000 2 70 5 Pb 17 20 4 0.05 10 22 5 Zn 52 50 100 60 20 100 40 (Alloway, 2013) Πυριγενή πετρώματα: Cu, Mn και Zn γάββρους Co, Cr, Ni περιδοτίτες, σερπεντινίτες Οι ψαμμίτες χαρακτηρίζονται από τις χαμηλότερες συγκεντρώσεις ιχνοστοιχείων 13

Κύρια ορυκτά που απαντούν σε εδάφη Α) Πρωτογενή ορυκτά (π.χ. χαλαζίας, άστριοι, μαρμαρυγίες, αμφίβολοι, πυρόξενοι, ολιβίνης, επίδοτο) Β) Δευτερογενή ορυκτά (αργιλικά ορυκτά, οξείδια σιδήρου και αργιλίου) Ανθεκτικότητα ορυκτών στην αποσάθρωση (οι θερμοκρασίες δεν ισχύουν για τα μη πυριτικά ορυκτά) 14

Σχέση κοκκομετρίας και ορυκτών σε εδάφη

Σχέση των ορυκτών που περιέχονται στα εδάφη με την αποσάθρωση Πρώιμα στάδια αποσάθρωσης Γύψος, ανθρακικά ορυκτά, ολιβίνης, πυρόξενοι, αμφίβολοι, άστριοι Χαμηλό περιεχόμενο σε νερό και οργανικό υλικό, περιορισμένη έκπλυση, μικρή χρονική διάρκεια αποσάθρωσης Ξηρές ή ψυχρές περιοχές, φτωχά αποσαθρωμένα εδάφη Ενδιάμεσα στάδια αποσάθρωσης Χαλαζίας, μαρμαρυγίες, ιλλίτης, χλωρίτης, σμεκτίτης Καολινίτης, γιψίτης, οξείδια σιδήρου Διατήρηση Na, K, Ca, Mg, Fe (II) και Si Προχωρημένα στάδια αποσάθρωσης Απομάκρυνση Na, K, Ca, Mg, Fe (II) και Si, έντονη έκπλυση, οξείδωση Fe (II) Εδάφη σε εύκρατα κλίματα, συνάθροιση humus και αργιλικών ορυκτών, καλά αναπτυγμένοι έδαφικοί ορίζοντες Εδάφη σε περιοχές με υψηλή θερμοκρασία και μεγάλες ποσότητες ατμοσφαιρικών κατακρημνισμάτων, απουσία Ca, K, Na, Mg 16

(1) Ρυθμοί αποσάθρωσης Ο ρυθμός αποσάθρωσης ενός ορυκτού μπορεί να προσδιοριστεί λαμβάνοντας υπόψη το χρόνο που χρειάζεται να διαλυθεί σφαίρα διαμέτρου 1 mm του ορυκτού σε ένα αραιό διάλυμα σε ph 5. Ρυθμοί αποσάθρωσης ορισμένων ορυκτών Mineral Composition Time (yr) Dissol. Rate (mol/m 2 /s) Quartz SiO 2 34 x 10 6 4.1 x 10-14 Kaolinite Al 2 Si 2 O 5 (OH) 4 6 x 10 6 1 x 10-13 K-feldspar KAlSi 3 O 8 740 x 10 3 5.0 x 10-13 Muscovite KAl 2 Si 3 AlO 10 (OH) 2 720 x 10 3 3.2 x 10-14 Albite NaAlSi 3 O 8 500 x 10 3 6.3 x 10-13 Diopside CaMgSi 2 O 6 140 x 10 3 3.6 x 10-12 Anorthite CaAl 2 Si 2 O 8 80 x 10 3 4.0 x 10-12 Enstatite MgSiO 3 16 x 10 3 3.2 x 10-11 Tremolite Ca 2 Mg 5 Si 8 O 22 (OH) 2 10 x 10 3 1.1 x 10-11 Forsterite Mg 2 SiO 4 2 x 10 3 3.6 x 10-10 Dolomite CaMg(CO3) 2 1.6 3 x 10-7 Calcite CaCO 3 0.1 1 x 10-6 17

(2) Chemical index of alteration Ο βαθμός της χημικής αποσάθρωσης μπορεί να εκτιμηθεί ποσοτικοποιώντας τις μεταβολές στη χημική σύσταση του εδάφους που έχουν λάβει χώρα από την έναρξη της αποσάθρωσης CAI (chemical alteration index)= 100 * Al 2 O 3 / Al 2 O 3 + CaO + Na 2 O + K 2 O (ολικές συγκεντρώσεις των οξειδίων στο έδαφος, συγκεντρώσεις % ) Ο χημικός δείκτης εξαλλοίωσης θα αυξάνει με την αύξηση της έκπλυσης και κατά συνέπεια με την αύξηση του βαθμού αποσάθρωσης. Άλλοι δείκτες έχουν αναπτυχθεί λαμβάνοντας υπόψη τις σχέσεις Na 2 O + MgO + CaO /Al 2 O 3 + Fe 2 O 3 + TiO 2 ή K 2 O + Na 2 O + MgO + CaO / Al 2 O 3 18

Ποσοτικοποίηση κινητικότητας των στοιχείων με προφίλ βάθους κανονικοποιημένης συγκέντρωσης ως προς δυσκίνητα στοιχεία (π.χ. Ti) j C C j, w j, p C C i, p i, w 1 i= Δυσκίνητο στοιχείο j= Ευκίνητο στοιχείο w= Αποσαθρωμένος μανδύας p= Μητρικό πέτρωμα C = συγκέντρωση (mol/m 3 ) τ j = -1 (complete depletion) τ j = 0 (no change) τ j >0 addition from an outside source Βrantley et al., 2007, Elements 19

απεμπλουτισμός εμπλουτισμός Στενή σχέση του Cu το οργανικό υλικό Αποσύνθεση φυτών εμπλουτίζει το έδαφος με C ή υπάρχει εξωγενής παράγοντας που προκαλεί εμπλουτισμό του στοιχείου (Mn) στο επιφανειακό έδαφος Χαμηλές τιμές ph ευνοούν την κινητοποίηση Al Πρόσληψη K από τα φυτά Σχηματισμός οξειδίων Al Διάλυση K-αστρίου 20

Χημικές μεταβολές κατά μήκος ενός τυπικού εδαφικού προφίλ σε περιοχές εμφάνισης υπερβασικών πετρωμάτων C B = Συγκέντρωση στοιχείου στον μανδύα αποσάθρωσης C A = Συγκέντρωση στοιχείου στο μητρικό πέτρωμα Caillaud et al. 2009, Geoderma Major elements (wt.% oxides) Trace metals (mg/kg) Depth(cm) SiO 2 Al 2 O 3 Fe 2 O 3 MgO Ni Cr Mn 60-80 32.69 7.32 25.29 16.01 4142 7466 5886 80-100 33.80 6.26 24.36 14.92 5320 6756 4569 100-120 39.29 5.44 18.34 15.93 4625 8675 1936 120-140 37.97 4.01 18.81 19.10 4018 5812 465 Rock > 140 39.61 1.49 7.79 36.41 1587 2262 620 Earth' crust 75 100 950 21

Γεωχημική χαρτογράφηση αγροτικών εδαφών της Ευρώπης 33 Ευρωπαϊκές χώρες 2100 αγροτικά δείγματα (1 δείγμα ανά 2500 km 2 ) από τα οποία 53 δείγματα ήταν από τον ελληνικό χώρο. Συμμετοχή πολλών ειδικοτήτων: γεωλόγοι, γεωχημικοί, χημικοί, στατιστικολόγοι από Πανεπιστήμια, Γεωλογικές Υπηρεσίες, Υπουργεία των Ευρωπαϊκών χωρών Χάρτης δειγματοληψίας αγροτικών εδαφών 22

Γεωχημικοί χάρτες κατανομής Cr και As στα αγροτικά εδάφη της Ευρώπης Οι φυσικές γεωλογικές διεργασίες καθορίζουν τη γεωχημεία του εδάφους. Η σαφής διαφορά στα επίπεδα των συγκεντρώσεων μεταξύ της Βόρειας και της Νότιας Ευρώπης συνδέεται με το νοτιότερο όριο της τελευταίας παγετώδους περιόδου. 21