Czynniki niszczące Kamień

Oddziaływanie organizmów żywych na skałę, związane z bezpośrednim występowaniem wody

Są równie niebezpieczne dla kamienia. Aby organizmy żywe mogły się pojawić na powierzchni skały niezbędna jest obecność wody. Do organizmów wpływających na niszczenie skały zaliczamy: rośliny, grzyby oraz bakterie. Atakują one wyłącznie kamień zawilgocony. Ich działanie opiera się na niszczeniu skał mechanicznie i chemicznie. Mchy i glony posiadają system korzeni, który umiejscowiony jest w porach skały, korzenie rozrastając się, rozsadzają skałę – jest to mechaniczny typ oddziaływania na kamień. Mogą one również niszczyć skałę na drodze chemicznej.

Niszczenie chemiczne odbywa się za pośrednictwem kwasów organicznych wytwarzanych przez zwierzęta i rośliny. Porosty są bardzo często spotykane na kamieniu, a jednym z produktów metabolizmu tych organizmów jest kwas szczawiowy. W reakcji z węglanem zawartym w skale np. w postaci spoiwa, powoduje wytrącenie się szczawianu wapnia, nawet do głębokości 2 do 3 cm pod powierzchnią zewnętrzną skały.
Glony tworzą czasami grube pokrywy z udziałem bakterii na zewnętrznej powierzchni skały co przyczynia się do zatrzymywania dużych ilości wody. Wilgotne środowisko stworzone przez glony stanowi dobre podłoże do konsekwentnego narastania m. in. porostów i grzybów.
Grzyby również można spotkać na wielu skałach. Jeżeli porowatość kamienia pozwala na odpowiedni dostęp powietrza i wilgoci to mogą one również żyć w głębi skały. Oprócz kwasów organicznych, które wytwarzają, mogą prowadzić do zmiany stopnia utlenienia jonów żelaza i magnezu, powodując rozkład skały, objawiający się między innymi eksfoliacją. Przykład skały niszczonej przez organizmy żywe jest zobrazowany na poniższej fotografii.

Zniszczenia wywołane podciąganiem kapilarnym.

Zniszczenia wywołane podciąganiem kapilarnym

Za transport wody w kamieniu odpowiada podciąganie kapilarne. W skałach drobnoporowatych (o małych kapilarach) woda będzie wznosić się na wyższy poziom niż w kamieniu o większych porach (kapilarach). Woda również migruje w głąb struktury kamienia na znaczne głębokości. Sama woda nie wpływa tak negatywnie na niszczenie skały, jak zawarte w niej rozpuszczone substancje lub gazy oraz roztwory soli, które wnikają razem z nią w głąb skały. Niszczący wpływ wilgoci w kamieniu jest tym większy, im transportowana woda zawiera więcej szkodliwych związków chemicznych, głównie soli rozpuszczalnych w wodzie. Przemieszczając się w przestrzeni porowej skały powodują różnego rodzaju zmiany w budowie mineralnej. Sole oraz inne związki, które dostały się do przestrzeni porowej wraz z wodą, niszczą obiekt na drodze chemicznej znacznie bardziej, niż ma to miejsce w przypadku samego zamarzania wody w przestrzeni porowej. Destrukcyjne działanie rozpuszczonych soli polega na tym, iż podczas zawilgocenia i wysychania skał tworzą się hydraty i substancje wtórne, których objętość przewyższa pierwotną objętość rozpuszczonych produktów (Z. Rydz, R. Turowski, 1989). Substancje te powstają w wyniku korozji biologicznej i chemicznej kamienia, oraz w wyniku rozkładu minerałów, w których główną rolę odgrywa woda. W wyniku odparowania wody z powierzchni kamienia następuje stężenie roztworu soli, przesycenie i w fazie końcowej krystalizacja soli w strefie parowania. Jeżeli mamy do czynienia z kamieniem drobnoporowatym czyli o małych kapilarach, woda utrzymuje się długo i odparowywuje powoli, co sprzyja krystalizacji soli we wnętrzu kamienia. Podczas krystalizacji sole mogą zwiększać swoją objętość, co związane jest z ciśnieniem krystalizacyjnym, które rośnie wraz ze wzrostem temperatury (S. Skibiński, 1985). Do ważniejszych soli znajdowanych w kamieniu należą: siarczany (magnezu, potasu, sodu), chlorki (wapnia i sodu), azotany (magnezu, potasu oraz sodu) i węglany (sodu, potasu, wapnia) (W. Ślesiński, 1995). Jedną z najgroźniejszych soli mogących wystąpić w kamieniu jest siarczan sodu Na2SO4, którego objętość wzrasta około pięciokrotnie podczas przejścia z postaci bezwodnej do dziesięciowodnej. Pochodzenie soli rozpuszczalnych w piaskowcach może być bardzo różne. Przykładowo chlorki mogą dostawać się do kamienia w dwojaki sposób. Pierwszym z nich jest przenoszenie związków przez bryzę morską i wiąże się on tylko z procesem regionalnym, ponieważ do jego zaistnienia niezbędna jest bezpośrednie sąsiedztwo obiektu kamiennego z morzem. Drugim procesem, w jakim chlorki dostają się do piaskowca, jest podciąganie wilgoci z podłoża wraz z solami. Proces ten zazwyczaj jest widoczny w miastach, gdzie zimą na dużą skalę posypuje się chodniki miejskie solą.

Wykwity solne

Wykwity solne

W obrębie styku chodnika z elementem kamiennym budowli, następuje przeniknięcie soli do struktury kamienia wraz z wodą a co za tym idzie następuje proces jego niszczenia. Jeśli chodzi o azotany to często występują one w starych grobowcach lub w obiektach kamiennych ulokowanych w sąsiedztwie pól uprawnych. Występowanie azotanów w piaskowcach cechuje się następującą zależnością: jeśli dopływ wody jest stały, wtedy są bardzo szkodliwe dla kamienia, natomiast w momencie, gdy dopływ wody do powierzchni kamienia jest minimalny, ich działanie nie jest zbyt groźne dla kamienia.

Woda opadowa szczególnie negatywnie wpływa na wszelkie obiekty, w momencie gdy znajdują się one w miejscach uprzemysłowionych. Cząsteczki zanieczyszczeń w takich miejscach mają duże stężenie w powietrzu i łączą się z cząsteczkami wody, a następnie w postaci wody opadowej oddziaływają w sposób agresywny na kamienie. Szczególnie narażone na niszczący wpływ nasiąkliwości są kamienie o dużej porowatości oraz posiadające spoiwo podatne na działanie wody np. węglanowe lub ilaste. Związane jest to ze znacznym zanieczyszczeniem środowiska przez gazy oraz pyły pochodzenia antropogenicznego. Świat zużywa coraz większe ilości energii, istnieje tzw. efekt industrializacji, który jest odpowiedzialny za powstawanie coraz większej ilości fabryk, a te jednocześnie wprowadzają więcej zanieczyszczeń do atmosfery. Gazami, uznanymi za szkodliwe są: tlenek i dwutlenek węgla, tlenki siarki i azotu oraz różne rodzaje kwasów. W miejscach uprzemysłowionych dochodzi do spadku pH wody poniżej 7, a gdy spadnie poniżej 5,5 wtedy mówimy że taka woda jest mocno agresywna i silnie wpływa na niszczenie skały.

ABY ZAPOBIEC WSZYSTKIM PROCESOM NISZCZĄCYM, KAMIEŃ NALEŻY PODDAĆ PROCESOWI HYDROFOBIZACJI.