ステージ1:コロニー
添付ファイルと浸透: この段階は、地衣類、コケ、シダ、木などのさまざまな生物による岩面の植民地化から始まります。これらの生物は、根茎(根のような構造)やホールドファーストなどの特殊な構造を通して岩に付着します。生物が成長するにつれて、その根と菌糸は岩の亀裂と隙間を貫通し、さらなる風化のための好ましい環境を作り出します。
有機酸生産: 付着した生物は、代謝プロセスを通じて、シュウ酸や炭酸などの有機酸を放出します。これらの酸は岩のミネラルと反応し、分解と化学的崩壊を引き起こします。
ステージ2:酸性化とキレート化
鉱物溶解: コロニー生物によって生成される有機酸は、岩石にミネラルを溶解し、カルシウム、マグネシウム、カリウムなどのイオンの放出につながります。この化学的風化プロセスはキレート化と呼ばれます。溶存イオンは水によって運ばれ、土壌の形成に寄与します。
炭酸酸形成: 生物学的風化は、炭素循環と密接に結びついています。生物が有機物を分解すると、二酸化炭素が大気中に放出されます。このCO2は水と反応して炭酸酸(H2CO3)を形成します。これは、ミネラル溶解をさらに促進する弱酸です。
ステージ3:岩の崩壊と土壌の形成
物理的な風化: 植物の根の成長と拡大と組み合わされた弱体化した岩構造は、岩の物理的な崩壊に小さな断片に崩壊します。この岩の破壊と分解は、物理的な風化として知られています。
腐植蓄積: 生物が死ぬにつれて、それらは岩面に有機物の蓄積に貢献します。この有機物は、風化した岩石材料とともに、腐植に富む土壌の層を形成します。
生物学的風化のプロセスは時間の経過とともに続き、徐々に岩を分解し、土壌の形成に貢献します。植民地化、酸性化、岩石の崩壊のサイクルは、景観を形作り、植物の成長のための栄養素の利用可能性に影響を与え、地球の生態系の元素のサイクリングに重要な役割を果たします。