암석의 각종 광물, 즉 조암광물(造岩鑛物)에 화학적 변화가 일 어나는 것을 화학적 풍화작용(化學的風化f,乍用, chemical weathering)이라고 한다. 광물에 화학적 변화가 일어나면, 광물은 원래의 성질을 잃어버리면서 푸석푸석해지는 동시에 부피가 늘어난다.
화학적 풍화작용은 수분을 필요로 한다. 지표상에 수분이 전혀없는 곳은 없다. 수분은 아주 건조한 사막의 공기에도 포함되어 있 으며, 사막에서도 밤에는 이슬이 내린다. 그리고 화학반응은 높은 온도에서 활발하게 일어난다. 열대습윤지역에서 화학적 풍화작용이 절정에 이르는 것은 수분이 많고 기온이 높기 때문이다.
암석이 기계적 풍화작용에 의해 작게 쪼개지면, 전체 표면적이 크게 늘어난다. 변의 길이가 lcm인 정6면체는 표면적이 6cm2이지 만, 각 변이 1/2로 쪼개지면 그것이 12cm2, 1/4로 쪼개지면 24cm2 로 증가한다. 표면적의 이와 같은 증가는 화학반응이 그 만큼 촉진 될 수 있음을 뜻한다. 화학반응은 암석의 표면에서부터 일어나기 시 작한다.
산화작용
산화작용(酸化作用, oxidation)은 물질의 분자가 산소와 결합하는 현상을 가리키는 것으로 공기순환이 원활 한 환경과 수분을 필요로 한다. 쇠붙이가 습한 곳에서 빨리 녹스는 것을 보면 알 수 있다. 산화작용을 많이 받은 토양이나 퇴적물은 붉은 색을 띤다. 열대습윤지역의 라테라이트토가 붉은 색을 띠는 것은 풍화산물인 수산화철, 즉 갈철석(F이이• H20)이 많이 잔류하 기 때문이다. 우리나라 야산의 토양이 일반적으로 붉은 색을 띠는 까닭도 마찬가지이다. 철은 지각을 구성하고 있는 원소 중에서 산 소 • 규소 • 알루미늄 다음으로 풍부하며, 대부분의 암석에 포함되어 있다.
산화작용은 대기 중에서 일어나고, 토양 또는 퇴적물이 붉은 색 을 띠게 한다는 점에서 지형학적으로 매우 중요하다言대하천서류 의 넓은 범람원 밑에는 붉은 색의 퇴적물이 광범하게 묻혀 있다. 이러한 퇴적물은 현재 지하수에 잠겨 있지만 과거에는 대기에 직 접 노출되어 있었다. 대하천 하류에서는 해면이 낮았던 빙기(氷期) 에 골짜기가 깊게 파였고, 오늘날의 범람원은 그 위에 형성된 지형 이라는 것을 붉은 색의 이러한 퇴적물을 통해서도 알 수 있다. 수 중에서는 산화작용 대신 환원작용이 일어나며, 배후습지의 점토잘 퇴적물은 일반적으로 회색을 띤다.
용해작용
물에는 탄산가스가 녹아 있고, 물에 녹은 탄산가스 중의 일부는 물과 반응하여 탄산대2C0 3 )을 만든다. 석회 암의 주성분인 탄산칼슘, 즉 방해석(方解石, CaC03)과 같은 탄산염 광물의 용해(溶解, solution)는 이 탄산과의 사이에서 일어나는 화 학반응에 해당한다. 석회암이 용해되는 과정과 석회암의 용해로 형 성되는 각종 지형에 대해서는 제7장에서 자세하게 다루었다.
물이 탄산가스를 많이 흡수하면 탄산의 양이 증가하며, 이로 인 해 탄산과 광물들간의 화학반응이 증진된다. 대기는 탄산가스압이 낮아 물이 대기로부터 흡수할 수 있는 탄산가스의 양에는 한계가 있다. 그러나 토양층으로 침투하는 빗물은 탄산가스를 많이 흡수할 수 있다. 그 까닭은 식물뿌리가 호흡하고 유기물이 분해될 때 방출 되는 탄산가스가 토양층의 공기에 많이 포함되어 있기 때문이다. 탄산은 장석과 그밖의 규산염광물의 분해에서도 큰 역할을 한다.