Процессы выветривания, типы выветривания. Какие существуют виды выветривание
Процесс выветривания разделяют на три вида выветривания – физическое, химическое и биологическое. В основу выделения каждого выветривания положены, какие-либо одни факторы выветривания, которые являются определяющими. Несмотря на это все три вида выветривания всегда действуют совместно и одновременно.
1. Физическое выветривание выражается преимущественно в механическом дроблении минеральных тел (горных пород, строительных материалов и т.д.) без существенного изменения их минерального состава. Большую роль в этом «дробящем» разрушении играют колебания температуры. Так, например, в пустынях суточные колебания температур весьма значительны, в дневное время до +80 о С, а ночью всего +20 о С. Разрушение пород и строительных конструкций усиливается, когда в микротрещины проникает вода. При замерзании вода увеличивается в объёме на 9-11%, развивается большое боковое давление и порода разрушается. Это явление обычно называют «морозным выветриванием». Многие породы, особенно глинистые, распадаются на куски при переменном намокании и высушивании. Физическое выветривание преобладает в районах пустынь и в районах с холодным климатом (арктические, высокогорные районы и т.п.).
2. Химическое выветривание выражается в разрушении горных пород, строительных материалов и строительных конструкций вплоть до полного распада, т.е. до уровня анионов и катионов, с одновременным образованием новых минеральных образований. Основными факторами этого выветривания являются вода, кислород, углекислота, органические кислоты и др. С этими факторами связаны сложные химические процессы – растворение, окисление, гидратация, карбонитизация, гидролиз.
Интенсивность химического выветривания зависит от площади воздействия воды, её температуры, длительности процессов. Наиболее подвержены этому выветриванию карбонаты, сульфаты и др. Наибольшую разрушительную силу химическое выветривание имеет в условиях теплого и влажного климата.
3. Биологическое выветривание иногда называют органическим. Оно проявляется в виде механического и химического воздействия живых и растительных организмов на земную поверхность.
Механическое разрушение производят растения корневой системой. Корни деревьев способны разрушать даже прочные скальные породы и бетонные плиты. Кроме механической силы разрушения корни растений обладают способностью разрушать горные породы и строительные материалы органическими кислотами, которые они выделяют как в период своего роста, так и после отмирания при процессах разложения. Существенно нарушают целостность горных пород различные землерои.
Биологическое выветривание проявляет себя практически повсеместно, особенно, в районах с влажным климатом, который способствует росту и развитию растений.
В определённой степени к биологическому виду выветривания следует отнести техногенную деятельность человека, в частности, строительство зданий и сооружений. Хотя следует отметить, что эта деятельность разрушает поверхность земной коры по всем видам процесса выветривания.
Выветривание горных пород – это процесс их разрушения вблизи поверхности в течение длительного периода времени. Выветривание происходит в результате воздействия различных факторов и принято различать три его типа: физическое или механическое, химическое выветривание и биологическое.
Выветривание горных пород физическое
Физическое выветривание – это разрушение горных пород под действием разницы температур. Как оно происходит? Порода трескается, когда её частицы, поочередно охлаждаясь и нагреваясь, теряют прочные связи друг с другом.
В трещины попадает вода и лед и, со временем, они увеличиваются. Водой, а также ветром разрушенный материал уносится из трещины и порода разрушается. Если горная порода слоистая и один слой податливее другого, то, разумеется, в первую очередь разрушается именно он.
Выветривание горных пород химическое
Горные породы также разрушаются в результате их растворения и выщелачивания. Растворяет породу попадающая в её трещины вода, процесс это медленный, но непрерывный. Причем, чем шире и глубже трещина, тем большая поверхность породы подвергается растворению.
Химическому растворению больше всего подвержены карбонатные горные породы – известняки, доломиты, мрамор, гипс, каменная соль
Выветривание горных пород биологическое
Биологическим выветриванием называют разрушение горных пород растениями и мельчайшими живыми организмами – бактериями. Разрушает горные породы не только корневая система крупных растений, но и, например, растущие на поверхности скал лишайники.
Отмирая, частицы растений попадают в воду и делают её более агрессивной химически по отношению к поверхности горной породы. Порода начинает более интенсивно растворяться и разрушаться. Можно сказать, что биологическое выветривание способствует химическому и физическому.
Подверженные выветриванию всех типов верхние слои горных пород называются корой выветривания.
5.В зависимости от происхождения различают минералы первичные и вторичные.
К первичным относятся минералы, образовавшиеся впервые в земной коре или на ее поверхности в процессе кристаллизации магмы. К первичным наиболее распространенным минералам относятся кварц, полевой шпат, слюда, из которых состоят гранит или сера в кратерах вулканов.
Вторичные минералы образовались при обычных условиях из продуктов разрушения первичных минералов вследствие выветривания, при осаждении и кристаллизации солей из водных растворов или в результате жизнедеятельности живых организмов. Это - кухонная соль, гипс, сильвин, бурый железняк и другие.
6.Гранулометрический (механический) состав почв и его значение
Гранулометри́ческий соста́в (механический состав, почвенная текстура) - относительное содержание в почве, горной породе или искусственной смеси частиц различных размеров независимо от их химического или минералогического состава. Гранулометрический состав является важным физическим параметром, от которого зависят многие аспекты существования и функционирования почвы, в том числе плодородие.
Механические элементы – твёрдые частицы, склеенные между собой в почвенные агрегаты. Твёрдая фаза - это всегда смесь частиц разного размера, эти частицы характеризуются химической прочностью связи. Между составными компонентами гранулами или частицами не разрушаются при механическом и химическом воздействии. Все элементы в элементарной почвенной частице находятся в химическом взаимодействии в микро и макро агрегатах. Элементарные почвенные частицы склеиваются органическим веществом и самыми тонкими коллоидами.
Шкала Качинского
Граничные значения, мм Название фракции
до 0,000001 Истинные растворы
0,000001-0,0001 Коллоиды
0,0001-0,0005 Тонкий ил
0,0005-0,001 Грубый ил
0,001-0,005 Мелкая пыль
0,005-0,01 Средняя пыль
0,01-0,05 Крупная пыль
0,05-0,25 Тонкий песок
0,25-0,5 Средний песок
0,5-1 Крупный песок
1-3 Гравий
больше 3 Каменистая часть почвы
Гранулометрический состав определяет многие физические свойства и водно-воздушный режим почв, а также химические, физико-химические и биологические свойства.
Меньший диаметр частиц означает большую удельную поверхность, а это, в свою очередь - большие величины ёмкости катионного обмена, водоудерживающей способности, лучшую агрегированность, но меньшую прочность. Тяжёлые почвы могут иметь проблемы с воздухосодержанием, лёгкие - с водным режимом.
Разные фракции обычно представлены различными минералами. Так, в крупных преобладает кварц, в мелких - каолинит, монтмориллонит. По фракциям различается способность образовывать с гумусом органоминеральные соединения.
7.. Факторы почвообразования (климат, рельеф, почвообразующие породы, растительность и живые организмы, время, деятельность человека), их роль в формировании почв. Климат формируется под влиянием космических факторов и геосферных. Он оказывает многостороннее влияние на биосферу, процессы почвообразования, свойства почв и почвенного покрова. Влияние климата на почвообразование проявляется как непосредственно, обусловливая водно- воздушный, тепловой, биологический, геохимический режимы почв, так и косвенно через другие компоненты биосферы: атмосферу, гидросферу, почвообразующие породы, рельеф, растительный, животный мир и хозяйственную деятельность человека. С климатом связана широтная зональность биосферы и вертикальная поясность в горах. Для характеристики обеспеченности влагой наибольшее распространение получил коэффициент увлажнения Высоцкого-Иванова, он рассчитывается как отношение среднемноголетнего количества осадков к испаряемости. Рельеф – это совокупность форм земной поверхности разных масштабов. Рельеф играет большую роль в процессах функционирования биосферы и в почвообразовании. Мега- и макрорельефы участвуют в формировании воздушных масс и перераспределении тепла и влаги по земной поверхности, определяя климатические и погодные условия, а через них – макроэкосистемы с характерным почвенным покровом. Мезо- и микроформы рельефа перераспределяют тепло и влагу в пределах склонов, повышений и понижений. Они определяют особенности микроклимата и глубину залегания с характерными особенностями почвенного покрова. Определяют размер и форму ЭПА, образующих почвенные комбинации. Профиль любой почвы заканчивается почвообразующей породой. Почвы наследуют от почвообразующей породы гранулометрический состав, минералогический и химический составы, ряд физических свойств. На породах, обогащённых элементами питания и основаниями, как правило, образуются плодородные почвы и, наоборот, на бедных породах формируются почвы с низким плодородием. Почвы, унаследовавшие негативные, с агрономической точки зрения, свойства, такие, как каменистость, высокая плотность, наличие водорастворимых солей и др., требуют специальных затрат на их освоение и улучшение. Почвообразующие породы могут в корне изменять скорость и направление почвообразовательных процессов, что приводит к формированию азональных типов почв, например, дерново-карбонатные почвы в таёжно- лесной зоне среди подзолистых. Глубина залегания грунтовых вод определяется рельефом и степенью водопроницаемости почвообразующих пород. Под воздействием почвенно- грунтовых вод может происходить заболачивание, оглеение, вынос и привнос растворимых продуктов почвообразования, поднятие и опускание солей при колебании уровня грунтовых вод и капиллярной каймы и др. За время существования жизни на Земле живое вещество преобразовало огромное количество солнечной энергии в химическую и механическую работу выветривания. Часть энергии трансформировалась в потенциальную и длительное время в виде громадных запасов орг. и орг.-минер. веществ (нефть, уголь, торф, гумус и др.) сохраняется в земной коре. Живое вещество существенно изменило хим. состав атмосферы, литосферы и гидросферы. Благодаря живому веществу сформировалась почва и главное её свойство – плодородие. В основе почвообразования лежит биологический круговорот веществ, сущность которого заключается в том, что химические элементы литосферы, вода и элементы атмосферы поглощаются живыми организмами, перегруппировываются и возвращаются в почвы, но уже в новом качестве и других количествах. Абсолютный возраст – время, прошедшее с начала формирования почвы до настоящего момента. Относительный возраст характеризует зрелость – степень развития конкретной почвы, соответствие её профиля факторам почвообразования. В процессе почвообразования каждая почва проходит ряд последовательных стадий. На первой стадии начальное почвообразование, сменяется стадией развития (формируется зрелый почв. профиль), при этом достигается стадия квази-равновесия или «климаксное» состояние. В последней стадии долгое время, сменяясь стадией эволюции (сопоставима со стадией развития и ведёт к новому квази-равновесию). 66. В чём сущность почвообразовательного процесса? Почвообразовательный процесс – это совокупность явлений превращения и передвижения веществ и энергии, протекающих в почвенной толще. Совокупность процессов можно разделить на три группы: 1. Процессы обмена веществами и энергией между почвой и другими природными телами (поступление в почву и вынос из неё). 2. Процессы превращения веществ и энергии, происходящие в почвенной толще. 3.Процессы передвижения и аккумуляции веществ и энергии в почвенной толще. Характерная черта – цикличность. Наиболее выражен годичный цикл. Тенденция обратимости и противоположной направленности. Определённая совокупность микропроцессов образует частные (или элементарные) почвообр. процессы. Более 60 естественных ЭПП, объединённых в 7 групп. 1. Биогенно- аккумулятивные ЭПП (подстилкообразование, гумусообразование, торфообразование, детритообразование); 2.Гидрогенно-аккумулятивные ЭПП (засоление, окарбоначивание, оруденение); 3. Метаморфические ЭПП (сиаллизация (оглинение), монтмориллонитизация, ферралитизация- каолинизация-ферсиаллитизация-бокситизация-ферратизация, оглеение, оструктуривание, слитизация); 4. Элювиальные ЭПП (выщелачивание, оподзоливание, лессирование, псевдооподзоливание-псевдооглеение- отбеливание-ферролиз-- элювиально-глеевый процесс-- Al-Fe-гумусовый процесс, осолодение, коркообразование); 5. Иллювиально-аккумулятивные ЭПП (глинисто-иллювиальный-- алюмогумусо-иллювиальный- железистогумусо-иллювиальный-иллювиально-гумусовый-иллювиально- карбонатный); 6. Педотурбационные ЭПП (самомульчирование, криотурбация, пучение, биотурбация, ветровальная педотурбация); 7. Деструктивные ЭПП (эрозия, дефляция (ветровая эрозия), погребение); 8. Агрогенные и техногенные ЭПП (освоение, агрогенное гумусонакопление, мульчирование, окультуривание, агротурбация); 9. Мелиоративные ЭПП (пескование, агрогенное оструктуривание, рекультивация); 10. Деструктивные агро- и техногенные ЭПП (ускоренная эрозия, ирригационная эрозия, дефляция, стаскивание, вторичное засоление, вторичное оглеение. Дегумификация, выпахивание, обесструктуривание, переуплотнение, техногенное загрязнение, агрогенное загрязнение, почвоутомление).
8. Большую роль в питании растений и в превращении внесенных в почву удобрений играет ее поглотительная способность. Под поглотительной способностью понимается способность почвы поглощать различные вещества из раствора, проходящего через нее, и удерживать их. Основы современных представлений о поглотительной способности почвы были заложены работами академика К. К. Гедройца. Он различал пять видов поглощения в почве.
механическую, физическую, физико-химическую, химическую и биологическую. 1. Механическая поглотительная способность – это свойство почвы поглощать твёрдые частицы, поступающие с водой или воздухом, размеры которых превышают размеры почвенных пор. 2. Физическая (молекулярная адсорбция) – это свойство почвы изменять концентрацию молекул различных веществ на поверхности твёрдых частиц за счёт физического взаимодействия молекул. При этом меняется величина поверхности и поверхностная энергия. Происходит положительная физическая адсорбция орг. соединений и отрицательная минер. и некоторых орг. соединений. 3. Химическая (хемосорбция) обусловлена образованием труднорастворимых соединений, выпадающих в осадок из почв. раствора. 4. Биологическая обусловлена поглощением элементов питания и кислорода почвенного воздуха корнями растений и микроорганизмами. Она характеризуется большой избирательностью поглощения. 5. Физико-химическая обусловлена наличием в составе почв ППК, представленного почвенными коллоидами. ППК обладает способностью поглощать и обменивать катионы и анионы, находящиеся на поверхности кол. частиц, на эквивалентное количество ионов почв. раствора. Эта способность обусловливает физико-хим. свойства почв, такие как кислотность, щелочность, буферная способность.
Выветривание — совокупность процессов физического и химического разрушения горных пород и слагающих их минералов на месте их залегания: под воздействием колебаний температуры, циклов замерзания и химического воздействия воды, атмосферных газов и организмов.
Выветривание происходит за счёт совокупного воздействия на верхнюю оболочку литосферы агентов (факторов) выветривания из гидросферы, атмосферы и биосферы. В результате образуются кора выветривания и продукты выветривания. Выветривание может проникать на глубину до 500 метров .
«Гора смерти» около парка «Корниш» в Серово в Санкт-Петербурге
Типы выветривания
Различают несколько типов выветривания, которые могут преобладать в разной степени:
Физическое или механическое (трение, лёд, вода и ветер);
Химическое;
Биологическое (органическое);
Радиационное (ионизирующее).
Физическое
Чем больше разница температур в течение суток, тем быстрее происходит процесс выветривания. Следующим шагом в механическом выветривании является попадание в трещины воды, которая при замерзании увеличивается в объёме на 1/10 своего объёма, что способствует ещё большему выветриванию породы.
"Арка" в штате Юта (США), пример механического выветривания
Если глыбы горных пород попадут, например, в реку, то там они медленно стачиваются и измельчаются под воздействием течения. Селевые потоки, ветер, сила тяжести, землетрясения, извержения вулканов также содействуют физическому выветриванию горных пород. Механическое измельчение горных пород приводит к пропусканию и задерживанию породой воды и воздуха, а также значительному увеличению площади поверхности, что создает благоприятные условия для химического выветривания. В результате катаклизмов с поверхности могут осыпаться породы, образуя плутонические породы. Всё давление на них оказывают боковые породы, из-за чего плутонические породы начинают расширяться, что ведёт к рассыпанию верхнего слоя пород.
Химическое
Химическое выветривание — это совокупность различных химических процессов, в результате которых происходит дальнейшее разрушение горных пород и качественное изменение их химического состава с образованием новых минералов и соединений.
Скалы у Колыванского озера, Алтайский край
Важнейшими факторами химического выветривания являются вода, углекислый газ и кислород. Вода — энергичный растворитель горных пород и минералов. Основная химическая реакция воды с минералами магматических пород — гидролиз, приводит к замене катионов щелочных и щелочноземельных элементов кристаллической решётки на ионы водорода диссооциированных молекул воды.
Образующееся основание (KOH) создает в растворе щелочную среду, при которой происходит дальнейшее разрушение кристаллической решётки ортоклаза. При наличии углекислого газа KOH переходит в форму карбоната.
Взаимодействие воды с минералами горных пород приводит также и к гидратации — присоединению частиц воды к частицам минералов.
В зоне химического выветривания также широко распространена реакция окисления, которой подвергаются многие минералы, содержащие способные к окислению металлы. Ярким примером окислительных реакций при химическом выветривании является взаимодействие молекулярного кислорода с сульфидами в водной среде. Так, при окислении пирита наряду с сульфатами и гидратами окисей железа образуется серная кислота, участвующая в создании новых минералов.
Биологическое
Биологическое выветривание производят живые организмы (бактерии, грибки, вирусы, роющие животные, низшие и высшие растения).В процессе своей жизнедеятельности они воздействуют на горные породы механически (разрушение и дробление горных пород растущими корнями растений, при ходьбе, рытье нор животными). Особенно большая роль в биологическом выветривании принадлежит микроорганизмам.
Радиационное
Радиационным выветриванием называется разрушение пород под действием радиационного, или солнечного излучения. Радиационное выветривание оказывает влияние на процессы химического, биологического и физического выветривания. Характерным примером породы, подверженной радиационному выветриванию, может служить реголит на Луне.
Реголи́т (от др.-греч. ῥῆγος - одеяло и др.-греч. λίθος - камень) — остаточный грунт, являющийся продуктом выветривания породы на месте.
В настоящее время этим термином чаще всего называют поверхностный слой сыпучего лунного грунта.
След ботинка Б. Олдрина на реголите (Аполлон-11)
Лунный грунт, доставленный экипажем Аполлона-11 (подарок СССР от США), Музей космонавтики
Термин реголит впервые применил американский геолог Г. П. Мерриль в 1897 году. Он дал ему такое определение:
Реголит — все поверхностные рыхлые образования, представляющие верхние слои земной поверхности: гумусовые почвы, аллювий, продукты выветривания пород, каковы латерит, эоловые отложения, осыпи склонов, ледниковые отложения и т. д.
Современный термин реголит чаще всего применяется по отношению к лунному грунту, как:
Несцементированный продукт дробления и переотложения лунных пород, сплошным чехлом покрывающий поверхность Луны. Реголит состоит из обломков лунных пород и минералов размером от пылевых частиц до нескольких метров в поперечнике, стёкол, литифицированных брекчий, фрагментов метеоритов и т. д.
Термин также применим и к материалам, покрывающим и поверхности других небольших безатмосферных планет и спутников (например Меркурия, Деймоса), а также астероидов. Реголит возникает в результате дробления, перемешивания и спекания лунных пород при падениях метеоритов и микрометеоритов в условиях вакуума и ничем не ослабленного космического излучения.
По радиоизотопам было установлено, что некоторые обломки на поверхности реголита находились на одном и том же месте десятки и сотни миллионов лет.
Состав лунного реголита
Неслоистый, рыхлый, разнозернистый обломочно-пылевой слой, достигающий толщины нескольких десятков метров. Состоит из обломков изверженных пород, минералов, стекла, метеоритов и брекчий ударно-взрывного происхождения, сцементированных стеклом.
По гранулометрическому составу относится к пылеватым пескам (основная масса частиц имеет размер 0,03—1 мм). Цвет темно-серый, до черного с включениями крупных частиц, имеющих зеркальный блеск. Частицы грунта обладают высокой слипаемостью из-за отсутствия окисной пленки на их поверхности и высокой электризации. Кроме того, лунная пыль легко поднимается вверх от ударных воздействий и хорошо прилипает к поверхности твердых тел, что доставляло много неудобств участникам экспедиций «Аполлон». По утверждению Армстронга, Олдрина и профессора В. Ф. Скотта в земной атмосфере реголит имеет характерный запах гари и отстрелянных пистонов.
Александр Павлович Виноградов (9 (21) августа 1895 — 16 ноября 1975) — советский геохимик, организатор и директор Института геохимии и аналитической химии (ГЕОХИ) АН СССР, основатель и руководитель первой отечественной кафедры геохимии (в МГУ), вице-президент, академик АН СССР. Иностранный член Болгарской АН (1974).
А. П. Виноградов выделяет в реголите два типа частиц: угловатые, похожие на только что раздробленную породу, и преобладающие окатанные частицы со следами оплавления и спекания. Многие из них остеклованы и похожи на стеклянные и металлические капли. По минеральному составу реголита установлено, что лунные моря сложены преимущественно базальтами, а среди пород материков преобладают анортозиты и их разновидности. Для реголита обоих типов характерно присутствие частиц металлического железа.
Образцы лунного реголита (Хабаровский краевой музей имени Н. И. Гродекова)
Доставка реголита с Луны
Первое инструментальное определение плотности и прочности поверхностного слоя реголита было осуществлено советской автоматической станцией «Луна-13» 24-31 декабря 1966 года.
Впервые лунный грунт был доставлен на Землю экипажем космического корабля «Аполлон-11» в июле 1969 года в количестве 21,7 кг. В ходе лунных миссий по программе Аполлон всего на Землю было доставлено 382 кг лунного грунта.
Реголит под колёсами Лунного автомобиля
Автоматическая станция «Луна-16» доставила 101 г. грунта 24 сентября 1970 года (уже после экспедиций Аполлон-11 и Аполлон-12).
«Луна-16», «Луна-20» и «Луна-24» доставили грунт из трёх районов Луны: Моря Изобилия, материкового района вблизи кратера Амегино и Моря Кризисов в количестве 324 г., и он был передан в ГЕОХИ РАН для исследования и хранения.
Лунная программа Китая планирует доставить до 2 кг реголита космическим аппаратом «Чанъэ-5» в 2017 году.
Продукты выветривания
Продуктом выветривания в ряде областей Земли на дневной поверхности являются курумы. Продуктами выветривания в определенных условиях становятся щебень, дресва, «шиферные» обломки, песчаные и глинистые фракции, включая каолин, лессы, отдельные обломки горных пород различных форм и размеров в зависимости от петрографического состава, времени и условий выветривания.
Курумы
Куру́мы (древне-тюркское gorum — «каменистые россыпи», «нагромождения острых камней», «обломки скал») — термин, которым оперируют физическая география, геология и геоморфология; имеет два значения:
Локальные, ограниченные в трёхмерном пространстве скопления каменных остроугольных глыб, образовавшиеся естественным путем, имеющие вид сомкнутого нерасчлененного покрова на дневной поверхности земли;
Вид земной поверхности сложного строения, — курумлэнд, — представляющий собой сомкнутую группу каменных глыб крупного размера с острыми обломанными краями, расположенную на нерасчленённой подстилающей поверхности различного наклона и имеющую способность перемещаться. Обладает собственным микроклиматом, гидрологией, растительным и животным миром.
Ведущим научным центром изучения курумов в Российской Федерации является Московский государственный университет имени М. В. Ломоносова.
Витоша (болг. Витоша) — горный массив в Болгарии
Витош
Термин широко распространён во многих областях Азии. Прочно закрепился в мировой географической литературе и картографии в названии горной системы Каракорум или Каракурум, что значит с древнетюркского «чёрный камень, чёрная скала».
K2 (Baltoro Музтаг, Центральный Каракорум, Пакистан)
В научный оборот в русском языке термин курум для обозначения обширных крупнообломочных каменных россыпей ввёл российский геолог Я. А. Макеров в своей монографии «Нагорные террасы Сибири и их происхождение» (1913). Термин прочно утвердился в ряде других языков. Однако в российской научной литературе употребляется большое количество синонимов слова «курум» — «каменистая осыпь», «каменная россыпь», «каменный шлейф», «обломочные накопления», «глыбовая россыпь», «курумовое поле», «каменная река», «каменное море», «каменный глетчер», «движущийся поток щебня», «курумник», «развалы каменных глыб». Российский исследователь А. Ф. Глазовский приводит сведения, что в ряде горных районов Алтая и Саян этот природный феномен называют «уронниками».
Курумник на Урале
Каменная река на Фолклендских островах
Отличительные особенности курума: это обычно крупные глыбы — статистически размеры пока не определены, но обычно от нескольких см в малом поперечнике до 1—2 м, имеющие вид свежеобломанных, но никогда не окатанные, в движении при столкновении друг с другом и трении о подстилающую поверхность могут приобретать очень незначительную окатанность, смыкаются друг с другом, образуя группы в количестве от нескольких глыб до десятков тысяч и более. Курум может занимать площадь от единиц м² в проекции на подстилающую поверхность до колоссальных по размерам «полей» или «каменных морей». В отдельных регионах Земли курумы сплошь покрывают каменным чехлом всю местность, образуя своеобразную, ни на что не похожую так называемую «дневную поверхность».
Курумы надо отличать от щебёночных и дресвяных россыпей, которые сложены мелким обломочным материалом — щебенкой и дресвой.
Курумы образуются там, где на дневную поверхность выходят твёрдые горные породы. Чаще всего это горные районы или плато всех континентов. Курумы обычно образуются при разрушении различных видов известняков, кристаллических сланцев, гранитов, гнейсов, базальтов, долеритов, песчаников, кварцитов, амфиболитов, диабазов, порфиритов, витрокластических туфов.
Одним из первых на генезис или происхождение курумов указал российский военный географ белорусского происхождения Н. М. Пржевальский; он полагал, что курумы образуются вследствие разрушения скальных горных пород в силу неравномерного нагрева и охлаждения там, где велика амплитуда дневных и ночных температур. Очевидно также, что курумообразование интенсивнее проходит весною и осенью в силу тех же причин. Возможно, растрескивание горных пород может происходить, когда на нагретую поверхность скал изливается холодный дождь.
Существует несколько природных зон образования курумов, все из которых имеют суровый нивальный климат: Арктика, Антарктика и прилегающие к ним полярные и субполярные области, субнивальный и нивальный или «холодный» пояс гор, зоны зимних антициклонов. Так, в зоне зимнего Сибирского антициклона обычно от середины осени всю зиму и часть весны стоит ясная солнечная погода с самыми низкими в Северном полушарии Земли температурами приземного воздуха. Это область широкого распространения курумов, что свидетельствует о морозном выветривании горных пород, выступающих на дневную поверхность.
Распространение курумов по поверхности Земли крайне неравномерно. Есть области, где курумы являются преобладающим типом земной поверхности, в иных местах это лишь «пятна» в рельефе, где-то курумы не встречаются вообще, и это составляет загадку современной геоморфологии. Происхождение или генезис курумов, а значит и география их распространения очевидно является следствием большого числа различных факторов: литологии, климата, экспозиции склонов, абсолютной высоты местности и других. Так на Тянь-Шане и Гиссаро-Алае курумы не являются преобладающим типом поверхности; в бассейне реки Витима курумы занимают чрезвычайно обширные площади.
Свентокшиские горы, Польша
Мальорка
Вопрос происхождения или генезиса курумов является предметом научных дискуссий, и мнения исследователей расходятся. По существующим данным курумы в целом могут быть отнесены к трём группам:
Реликтовые курумы, оставшиеся в рельефе с прошлых эпох;
- «молодые» курумы, образовавшиеся в эпоху последних континентальных оледенений;
Курумы, образующиеся в настоящее время.
Исходным материалом для образования каменных отдельностей или глыб служат первоначально нерасчлёненные «материнские» горные породы. Место, где курумы образуются, иногда называют «областью питания» курума. Со временем курум может разрастаться, увеличиваясь в размерах, двигаться по подстилающей его поверхности и занимать всё большую и большую площадь. Наступающая передняя кромка подвижной массы сомкнутых крупнообломочных глыб носит название «фронт курума», боковые его окраины — «флангами», а область, где курум зарождается и откуда он начал своё движение — «тылом курума». На плоских вершинах гор курумов обычно нет, но склоны их часто бывают обильно покрыты сплошным слоем крупных каменных обломков.
Ряд наблюдений показывает, что курумы, погребённые ранее в толще рыхлых отложений, могут вновь появиться на дневной поверхности в силу различных причин.
Курумы могут поставлять обломочный каменный материал для морен различного генезиса, селей, склоновых осыпей, образовывать пороги в реках и ручьях или вообще загромождать их русла. Наличие курумов, их способность двигаться необходимо учитывать при строительстве различных сооружений. Поэтому курумы и их свойства изучают инженерные геология и геоморфология.
В общем виде процесс курумообразования и движения каменных масс курумов вниз по склону приводит к нивелированию рельефа и снижению его абсолютной высоты. Курумы — продукт разрушения «материнских» горных пород, что является процессом деструкции горных масс и ведёт к денудации рельефа.
Невнимательные исследователи иногда путают курумы с моренами различного происхождения, осовами, остановившимися селями, осыпями и другими формами обломочных и иных покровов, сложенных каменными отдельностями. Иногда курумы образуют протяжённые ленты на склонах гор, когда ширина такого «потока» меньше его длины и тогда такие образования называют «каменными реками». Глубина или толщина покрова, состоящего из глыб различна, но не слишком велика. Щебень, дресва и иные мелкие обломки обычно разрушаются, смываются водой вниз по склону, обнажая пустоты между глыбами. Для небольших животных курумы предоставляют убежища от более крупных хищников. Крупным животным, лошади и человеку передвигаться по поверхности курума чрезвычайно затруднительно, а иногда и просто невозможно.
Наблюдения и опыты показывают, что многие курумы двигаются, обычно вниз по склонам гор. Иногда это медленное движение, иногда — катастрофически быстрое как, например, во время землетрясения. Описаны случаи подвижки курумов со страшным грохотом зимою в горах севера Восточной Сибири. В своём движении курумы могут срезать почвенный покров, уничтожать растительность, изменять условия обитания животных, гидрологический режим и атмосферные процессы в приземном слое.
Неподвижный курум называют «мёртвым» или «спящим». Неподвижные курум имеет свойство покрываться различными видами растительности и заселяется определёнными видами животных, которым курум предоставляет возможность устраивать норы и убежища, а также естественно защищённые ходы сообщения.
Курум обладает собственным микроклиматом, который определяется его морфометрией, местоположением и заселяющей его растительностью и животным миром. По данным российского геоморфолога Ю. Г. Симонова в Восточной Сибири глубина проникновения суточных температур в «тело» курума в среднем составляет 0,4 м.
Иногда курумы сплошь покрыты мхами и другой растительностью, которая их совершенно маскирует. В силу своей архитектоники курумы обладают собственными весьма специфичными свойствами: так в «теле» курума может круглогодично сохраняться лёд и фирн; очевидно, что внутрь «толстого» курума не проникают солнечные лучи, он не обдуваются внутри тёплыми ветрами и является аккумулятором холода. Иногда курумы «бронируют» подстилающие горные породы и под курумами в нивальном климате образуются «пятна» многолетней мерзлоты. От таяния снега и фирна в «теле» курума образуются временные, а иногда и постоянные, меняющие лишь объём стока в зависимости от времени суток и года, водные потоки, невидимые с поверхности, но ясно слышимые. Сливаясь, такие потоки ниже по склонам гор выходят на дневную поверхность и образуют уже настоящие ручьи и даже реки, формирующие собственные русла. Курумы также в отдельных регионах обладают свойством аккумулировать в своём «теле» атмосферную влагу и, к удивлению путешественников, можно обнаружить лужицы воды и ручейки даже вблизи вершин гор. Гидрогеологи до настоящего времени не удаётся достоверно учесть водный баланс с учётом «курумовых» вод. В Бурятии и Читинской области по данным российского гидрогеолога Н. А. Вельминой до 20% подземных вод образуется за счёт конденсации атмосферной влаги в курумах. Эту особенность покровов, сложенных обломочными породами с глубокой древности использовали цивилизации Азии. Так, в отдельных местностях, создавая искусственный покров из обломков горных пород вокруг деревьев, человек полностью удовлетворял растение необходимой влагой и полив не требовался! Этот агротехнический приём широко применялся обитателями Крыма. Также существует изумительный способ «создания» искусственных ручьёв в пустынных областях, а именно: на наклонной каменистой или глинистой поверхности делается протяжённый желоб и, затем, на всем его протяжении складывают пирамиды камней; атмосферная влага переходит из газообразного в жидкое состояние на поверхности камня, стекает вниз и образует настоящий ручей пресной воды.
Курумы, не используя настоящий термин, описывали многие географы и путешественники всех времён и народов. Одним из первых курумы на склоне горного массива Мунку-Сардык в горах Восточного Саяна специальным знаком обозначил на своей карте российский геолог и географ С. П. Перетолчин в монографии «Ледники хребта Мунку-Сардык». Начиная с XX века на российских топографических картах и другой инженерно-геологической документации курумы обозначаются специальным условным знаком .
Регионы широкого распространения
Бырранга
Примерное расположение гор Бырранга на полуострове Таймыр
Саяны
Западный Саян, хребет Ергаки. Висячий камень в западной части Ергак
Урал
Каменные реки Урала
Остров Врангеля
Остров Врангеля - Карта расположения
Цветная фотография острова Врангеля, сделанная из космоса в 2001 году
Остров Врангеля — снимок из космоса
Горы на острове Врангеля
В горах на острове Врангеля
Становое нагорье
Фолклендские острова
Спутниковый снимок архипелага
Эрозия
Эро́зия (от лат. erosio — разъедание) — разрушение горных пород и почв поверхностными водными потоками и ветром, включающее в себя отрыв и вынос обломков материала и сопровождающееся их отложением.
Часто, особенно в зарубежной литературе, под эрозией понимают любую разрушительную деятельность геологических сил, таких, как морской прибой, ледники, гравитация; в таком случае эрозия выступает синонимом денудации. Для них, однако, существуют и специальные термины: абразия (волновая эрозия ), экзарация (ледниковая эрозия ), гравитационные процессы, солифлюкция и т. д. Такой же термин (дефляция) используется параллельно с понятием ветровая эрозия , но последнее гораздо более распространено.
По скорости развития эрозию делят на нормальную и ускоренную . Нормальная имеет место всегда при наличии сколько-либо выраженного стока, протекает медленнее почвообразования и не приводит к заметным изменением уровня и формы земной поверхности. Ускоренная идет быстрее почвообразования, приводит к деградации почв и сопровождается заметным изменением рельефа.
По причинам выделяют естественную и антропогенную эрозию. Следует отметить, что антропогенная эрозия не всегда является ускоренной, и наоборот.
Эрозия в каньоне Антилоп, юго-запад США
Ветровая эрозия почв, о. Гавайи
Ветровая эрозия
Это разрушающее действие ветра: развевание песков, лесов, вспаханных почв; возникновение пыльных бурь; шлифовка скал, камней, строений и механизмов твердыми частицами, переносимыми силой ветра. Ветровая эрозия подразделяется на два типа:
Повседневная
Пыльные бури
Начало пыльной бури связано с определенными скоростями ветра, однако из-за того, что летящие частицы вызывают цепную реакцию отрыва новых частиц, окончание её происходит при скоростях существенно меньших.
Валун из гнейса, подверженный ветровой эрозии (горы Наньшань, Китай)
Наиболее сильные бури имели место в США в 1930-е годы («Пыльный котёл») и в СССР в 1960-е годы, после освоения целины. Чаще всего пыльные бури связаны с нерациональной хозяйственной деятельностью человека, а именно — массированной распашкой земель без проведения почвозащитных мероприятий.
Выделяют и специфические дефляционные формы рельефа, так называемые «котловины выдувания »: отрицательные формы, вытянутые по направлению господствующих ветров.
Водная эрозия
Промоины на пшеничном поле, США
Водная эрозия происходит под воздействием временных потоков атмосферных вод (ливневые дожди, талые воды и т. д.).
Капельная эрозия
Разрушение почвы ударами капель дождя. Структурные элементы (комочки) почвы разрушаются под действием кинетической энергии капель дождя и разбрасываются в стороны. На склонах перемещение вниз происходит на большее расстояние. Падая, частички почвы попадают на плёнку воды, что способствует их дальнейшему перемещению. Этот вид водной эрозии приобретает особое значение во влажных тропиках и субтропиках .
Плоскостная эрозия
Под плоскостной (поверхностной) эрозией понимают равномерный смыв материала со склонов, приводящий к их выполаживанию. С некоторой долей абстракции представляют, что этот процесс осуществляется сплошным движущимся слоем воды, однако в действительности его производит сеть мелких временных водных потоков.
Поверхностная эрозия приводит к образованию смытых и намытых почв, а в более крупных масштабах —делювиальных отложений.
Линейная эрозия
В отличие от поверхностной, линейная эрозия происходит на небольших участках поверхности и приводит к расчленению земной поверхности и образованию различных эрозионных форм (промоин, оврагов, балок, долин). Сюда же относят и речную эрозию, производимую постоянными потоками воды.
Смытый материал отлагается обычно в виде конусов выноса и формирует пролювиальные отложения.
Линейная эрозия бывает двух видов:
Глубинная (донная) — разрушение дна русла водотока. Донная эрозия направлена от устья вверх по течению и происходит до достижения дном уровня базиса эрозии;
Боковая — разрушение берегов.
В каждом постоянном и временном водотоке (реке, овраге) всегда можно обнаружить обе формы эрозии, но на первых этапах развития преобладает глубинная, а в последующие этапы — боковая.
Пример совмещённых боковой и глубинной эрозий. Берег Сухоны
Распространение эрозии
Процессы эрозии распространены на Земле повсеместно. Ветровая эрозия преобладает в условиях аридного климата, водная эрозия — в условиях гумидного климата.
Корра́зия (лат. corrado — скоблить, скрести) — процесс механической эрозии, обтачивания, истирания, шлифования и высверливания массивов горных пород движущимися массами обломочного абразивного материала, перемещаемого водой, ветром, льдом или смещающегося под действием силы гравитации по склонам. Так, в пустынях корразия происходит под действием песка, в ложе ледника — валунами, в русле реки — влекомыми водой обломками. В результате на поверхности пород образуются ячеистая структура, борозды, ложбины и другие углубления.
Суффозия (от лат. suffosio — подкапывание) — вынос мелких минеральных частиц породы фильтрующейся через неё водой. Процесс близок к карсту, но отличается от него тем, что суффозия является преимущественно физическим процессом и частицы породы не претерпевают дальнейшего разрушения. Одна из характеристик азмываемости грунтов.
Суффозия приводит к проседанию вышележащей толщи и образованию западин (суффозионных воронок, блюдец, впадин) диаметром до 10 и даже 100 метров, а также пещер. Другим следствием может быть изменение гранулометрического состава пород как подверженных суффозии, так и являющихся фильтром для вынесенного материала.
Одна из диковинных форм рельефа, осложняющая Улуру. Здесь существует множество пещер, генезис которых пока не ясен. Возможно, их формирование связано с суффозией или карстом. По-видимому, эти процессы имели здесь место на протяжении миллионов (или десятков миллионов лет), что и привело к образованию форм рельефа, которые, скорее, можно ожидать на известняковом плато...
Наиболее широкое развитие суффозия получает в области распространения лёссов и лёссовидных суглинков, под склонами долин рек, часто по ходам роющих животных. Одним из необходимых условий суффозии является наличие в породе как крупных частиц, образующих неподвижный каркас, так и вымывающихся мелких. Вынос начинается лишь с определенных значений напора воды, ниже которых происходит только фильтрация.
В карбонатных и гипсоносных песчано-глинистых отложениях и мергелях карст и суффозия могут проявляться одновременно. Это явление носит название глинистый карст или глинистый псевдокарст .
Кигиляхи (якут. кисиляхи, киси — человек) — высокие скальные столбы причудливой формы, образованные в результате криогенного выветривания. Камни, торчащие на поверхности плоских гор или из-подо льда со снегом, похожи на человека, откуда и происходит название.
Кигиляхи. Каменные великаны и их секреты
Фото: meic/ykt.ru
На нашей планете множество мест, происхождение которых не способен в полной мере объяснить человек. Вокруг таких объектов рождается множество легенд и сказаний, объясняющих то, что с трудом поддается рациональному объяснению. Кигиляхи, или кисиляхи, — одни из таких объектов. Они представляют собой высокие столбы, образованные из горных пород, которые обычно располагаются на вершинах скал в ходе выветривания. Неудивительно, что высокие столбы, напоминающие собой застывшие фигуры великанов, стали героями многих легенд Якутии, где они и располагаются.
ИСТОРИЯ ОБРАЗОВАНИЯ КИГИЛЯХОВ
Самое большое количество столбов-кигиляхов находится в северной Якутии, самые впечатляющие каменные фигуры расположены на Новосибирских островах, именно сюда приезжает большинство туристов. Интересно, что с якутского «кисилях» дословно переводится как «место, где есть люди», так как само слово «кис» — «человек». Известно, что якутские кисиляхи возникли около 120 млн. лет назад. Примерно в это время образовались Верхоянский и Черский хребты в результате наезда Северо-Американской континентальной плиты на Евразийскую. Именно после образования складок на этих хребтах начали формироваться и кигиляхи. Правда, своим происхождением они обязаны выветриванию, которое в условиях морозной погоды и местонахождения (вершины скал) и образует каменные столбы. Материал, из которого состоят кигиляхи, — это твердые горные породы, в основном гранит.
Есть другая версия происхождения этих скал, она, как водится, связана с потусторонними силами. Легенда гласит, что когда-то землю еще не покрывали снега и вечная мерзлота, люди тогда обитали в основном именно в горных местностях. Но с течение времени менялся и климат, жилище в скалах стало непригодным, так как началось сильное похолодание. В момент, когда жизнь стала совсем невозможной, люди решили переселиться на юг, спуститься с гор. Но во время перехода Кисиляхского хребта многие из них, не выдержав холода, замерзли. Со временем они превратились в каменные столбы, которые, покрываясь все новыми и новыми слоями камня, достигли своих настоящих размеров.
Фото: meic/ykt.ru
РАСПОЛОЖЕНИЕ
Кигиляхи достаточно распространены по всему миру, они есть в Казахстане — известен массив Койтас, есть горные ряды в Забайкалье. В разных странах каменные столбы называют по-разному, где-то — «каменными монахами», из-за того что они напоминают застывших молящихся священнослужителей. В России же самые известные кигиляхи находятся в Якутии, куда ежегодно съезжаются заинтересованные магическими камнями туристы. Наиболее известные места нахождения камней — Кисиляхский хребет, Медвежьи и Ляховские острова. Вообще само слово «кигилях» стало употребляться геологами всего мира сравнительно недавно, это произошло после открытия Ляховских островов, когда были обнаружены и названы мыс Кигилях и одноименный полуостров. Два острова, входящих в группу Ляховских, — Четырехстолбовой и Столбовой — находятся преимущественно в море Лаптевых. Еще одно известное место «обитания» кигиляхов — гора Кисилях-Тас, она расположена в 100 километрах от берега Восточно-Сибирского моря, на берегу протекающей по тундре реки Алазея. Именно на этой горе кигиляхи образуют так называемый хребет, так как гряда столбов тянется по всей вершине горы. Важно также уметь отличить кигиляхи от нунатаков (от эскимосского «нуна» и «так», что дословно означает «одинокая вершина»). Эти различные каменные столбы очень похожи, нунатаки — скалы, которые стоят поодиночке, или скалистые вершины, которые образуются на поверхности ледника. Именно в этом основное их отличие от кигиляхов — нунатаки образуются не только в результате выветривания, на их появление влияют также разрушающиеся ледником горные породы. Но если лед вокруг исчезает и нунатак остается стоять на голой скалистой поверхности, вы вряд ли сможете отличить этот каменный столб от кигиляха. Пожалуй, только ученые-геологи могут точно определять причину образования каменных столбов.
Фото: meic/ykt.ru
КИСИЛЯХСКИЙ ХРЕБЕТ
Кисиляхский хребет — одно из наиболее живописных мест обитания кигиляхов, он располагается на водоразделе рек Адычи и Яны. Кроме того, в горной системе Черского этот хребет один из самых малых. Его протяженность около 80 метров, а самая высокая вершина достигает отметки в 1548 метров. Хребет состоит из множества различных горных пород, что позволяет считать его сложнообразованным, в его состав входят: глинистые сланцы, песчаники юры, аргиллиты и другие минералы, ученые считают, что все эти гранитоиды по возрасту относятся к меловому периоду. Именно эти осадочные породы и образуют кигиляхи, некоторые из которых в высоту могут достигать 30 метров. Они расположены на главном гребне хребта и, кроме того, тянутся по всему водоразделу. Интересно, что именно на Кисиляхском хребте кигиляхи образуют иногда непроходимые стены или лабиринты с небольшими ходами между столбов. Чем ниже находится кигилях, тем он ниже, но при этом на вершине располагаются идеально ровные столбы, а ниже они приобретают интересные и причудливые формы. Кигиляхам присваиваются такие же странные названия, которые говорят о том, на что похож столб. Вообще многие туристы считают своим долгом как-нибудь необычно назвать полюбившийся им кигилях. Поэтому, если вы будете читать путевые заметки разных путешественников, которые побывали в одном месте, не найдете одинаковых названий каменных столбов. Каждый даст им названия на свое усмотрение, ориентируясь на то, что напомнил ему камень. Кисиляхский хребет покрыт множеством трещин и расщелин, а северная его сторона сплошь покрыта лишайниками и мхами. Многие исследователи отмечают еще одну особенность кигиляхов — наличие ножки. Известный геолог Г. Майдель в своих исследованиях писал, что ножка у каменных столбов — это основание высотой в рост человека, при этом оно немного тоньше, чем сам кигилях. При этом точный возраст камней остается неизвестным: сколько ученых, столько и догадок.
Фото: Айар Варламов/yakutiaphoto.com
ЭКСПЕДИЦИИ ПО ИЗУЧЕНИЮ КИСИЛЯХОВ
Многие ученые в разное время совершали экспедиции на острова Якутии, для того чтобы выяснить истинное происхождение кигиляхов. Так, в 1921-1923 годах Ф. П. Врангель проводил экспедицию, в ходе которой его группой были исследованы Медвежьи острова, которые располагаются в Восточно-Сибирском море. В группу этих островов входил остров Четырехстолбовой, именно на нем-то Врангель и обнаружил впервые кигиляхи, в своих заметках о походе он стремился выяснить их причины образования. «Можно заключить, что три ныне разделенных камня составляли некогда один большой утес: постепенно расщеливаясь и разрушаясь от силы мороза или других физических проблем, он утратил свой первобытный вид», — писал он, первым отметив выветривание как главный фактор образования новых кигиляхов.
А в 1935 году на этот же остров с новой экспедицией прибыл геолог С. Обручев, который также исследовал кигиляхи. В своих мемуарах он описал не только теорию об образовании камней, но и рассказал историю их открытия. По его словам, Медвежьи острова были открыты еще в 1702 году и впервые посещены в 1720 году. Интересен другой отмеченный им факт: столбы очень быстро разрушались. Обручев писал, что если в 1720 году было четыре столба, то уже в 1935 году обнаружилось только три, а четвертый превратился в каменную россыпь и лежал у подножия остальных. При этом геолог отмечает, что достаточно лишь 200 лет, для того чтобы все кигиляхи на Четырехстолбовом были разрушены. Но исследование Обручева не было воспринято всерьез, так как в своих записях он допустил слишком много неточностей. Так, в этом же 1935 году на острове побывала другая экспедиция — исследователя Воробьева, которая обнаружила и описала все четыре кигиляха. Однако на данный момент известно, что столбы, находящиеся на Кисиляхском хребте, покрыты вертикальными трещинами и потому достаточно неустойчивы. Но, несмотря на существующую опасность обрушения, местные жители с древних времен считают кигиляхи лучшим местом отдыха. Сидя у них, по поверьям, можно набраться душевных сил и спокойствия. А в 1986 году у подножия Кисиляхского хребта археологами было обнаружено более 68 стоянок древних людей и захоронение. Эти находки говорят о том, что горная местность Якутии в древние времена была достаточно плотно заселена. И возможно, местные жители правы, веря в то, что кигиляхи несут в себе силы древних предков.
Фото: Айар Варламов/Yakutia
Вопрос 1. Что такое горные породы и минералы?
Горными породами называют тела, состоящие из нескольких минералов. По происхождению выделяют магматические, осадочные и метаморфические горные породы. Минералы - это тела, имеющие однородный состав.
Вопрос 2. Чем отличаются горные породы и минералы?
Горные породы - состоят из минералов более или менее постоянного состава. Минералы, как правило, – однородные кристаллические вещества с упорядоченной внутренней структурой и определенным составом, который может быть выражен соответствующей химической формулой.
Вопрос 3. Какие бывают виды горных пород и минералов?
По происхождению горные породы делятся на три группы: Магматические, Осадочные, Метаморфические.
Вопрос 4. Всегда ли горные породы и минералы разрушаются только под воздействием природных сил?
Нет, их так же разрушает человек, когда добывает полезные ископаемые.
Вопрос 5. Что такое выветривание?
Выветривание - процесс разрушения горных пород и минералов под влиянием физических, химических и биологических факторов. Соответственно различают физическое, химическое и биогенное выветривание.
Вопрос 6. Какие существуют виды выветривания?
Различают физическое, химическое и биогенное выветривание.
Вопрос 7. Что является главными причинами физического выветривания?
Физическое выветривание связано с действием движущейся воды, ветра, а также температурного расширения и сжатия горных пород. В результате физического выветривания образуются обломочные горные породы.
Вопрос 8. Что такое биогенное выветривание?
Биогенное выветривание - разрушение горных пород и минералов, связанное с деятельностью растений и животных.
Вопрос 9. Что такое техногенное выветривание?
Хозяйственная деятельность человека приводит в техногенному (или антропогенному) разрушению горных пород.
Вопрос 10. Почему силы выветривания называют внешними силами?
Силы выветривания называют внешними, чтобы отличать их от внутренних сил, связанных с процессами, происходящими в недрах земного шара.
Вопрос 11. Что является основной причиной возникновения химического выветривания?
Химическое выветривание - растворение горных пород и минералов. Этот вид выветривания связан с тем, что вода способна растворять многие вещества и горные породы. К таким породам относится известняк, гипс и многие соли.
Вопрос 12. Как в процессе физического выветривания образуются обломочные горные породы?
В результате физического выветривания при температурном расширении и сжатии горных пород они разрушаются и образуются обломочные горные породы.
Вопрос 13. Приведите примеры техногенных процессов, формирующих рельеф Земли.
Примером может быть разработка песчаных, каменных и прочих карьеров, угольных шахт.
Вопрос 14. Приведите примеры взаимосвязи техногенных и природных процессов разрушения горных пород.
В результате добычи песка изменяется водный баланс территории, стенки карьеров начинают размываться ручьями, в результате возникают обвалы породы и затопление нижних горизонтов карьера.
Вопрос 15. На основе текста параграфа составьте схему «Выветривание горных пород».
Одной из самых распространенных проблем в содержании сельскохозяйственных угодий является Она имеет место в засушливых регионах на открытой местности. Чаще всего к этому приводит естественное выветривание, с которым борются разными способами, как правило, базирующимися на регулировании гидротехнических показателей земельного покрова. Но есть и более широкое понимание выветривания, которое затрагивает не только почвенный слой, но и горные породы. В данном случае уместно ставить вопрос о том, что такое выветривание минералов? Это тоже естественный процесс разрушения, который, впрочем, может возникать не только по причине чрезмерной засушливости.
Общие сведения о выветривании
Под выветриванием понимается процесс внешнего воздействия на горную породу, при котором происходит разрушение или разложение ее материальной основы. Факторы, обуславливающие такие явления, могут иметь разный характер - от химических водных до атмосферных реакций. В большинстве случаев на минералы действует совокупность разных факторов, в итоге приводящих к обеднению горной породы. Причем в вопросе относительно того, что такое выветривание, нельзя опираться на классическое понимание деятельности непосредственно ветра или другого Даже привычные химические и физические процессы не полностью отражают полноту этого явления. Например, в разрушении могут участвовать и реакции газового действия. В частности, углекислота и кислород обеспечивают активное биохимическое влияние. Другое дело, что предпосылки для них могут быть связаны с результатом человеческой деятельности - к примеру, в рамках содержания того же сельского хозяйства.
Виды выветривания
Обычно выделяют химические и физические процессы выветривания, которые чаще всего взаимосвязаны и дополняют друг друга. Разве что интенсивность их может отличаться в зависимости от условий среды. Но также в некоторых регионах распространены процессы биогенного и радиационного влияния. Более того, именно такие явления зачастую носят наиболее выраженный характер разрушения. Химические и физические процессы все же более естественны и, можно сказать, происходят в постоянном режиме, только с разной степенью влияния на структуру природных материалов. Биогенные виды выветривания также могут быть следствием уже интенсивного химического разложения.
Активность того или иного фактора выветривания зависит не только от внешнего воздействия, но и от характеристик горной породы. Чаще всего специалисты рассматривают совокупность явлений. Так, в качестве первостепенных факторов, которые обуславливают те или иные процессы выветривания, выделяют климат, особенности рельефа, тектонические характеристики, состав и структуру породы.
Процесс физического выветривания
Среди основных причин возникновения данного рода выветриваний специалисты называют резкие и регулярные перепады температур. Если в дневное время поверхность минерала нагревается и расширяется, то ночью на фоне похолодания происходит обратный процесс сокращения структуры. В итоге имеет место растрескивание и дробление породы на мелкие частицы. Это своего рода деформирование, которое, опять же, носит постоянный характер, хоть и малозаметный. Особенно выражено физическое выветривание в холодных регионах, где часто бывают и заморозки. Дело в том, что скапливающаяся в структуре минерала влага в такие периоды твердеет и кристаллизуется, что повышает напряжение и закономерно приводит к более интенсивному растрескиванию. Способствуют разрушающей активности и вибрации рельефного покрова, которые часто проявляются в нестабильных с точки зрения тектонического устройства регионах.
Процесс химического выветривания
Явления такого характера также могут быть связаны с обширной группой факторов, причем не всегда способствующих именно разрушению. В зависимости от химической реакции, влияющей на структуру горной породы, могут наблюдаться и процессы деформации, и образование новых минералов. В обоих случаях будет происходить качественное изменение состава и структуры объекта. В списке непосредственных факторов, которые активизируют химическое выветривание, выделяют воду, кислород и углекислый газ. Например, водные ресурсы естественно выступают своего рода растворителем горной породы. Интенсивность взаимодействия воды и минерала зависит от химического состава жидкости. При этом и сами реакции могут быть разными. Так, на минералы магматических пород вода оказывает влияние посредством реакции гидролиза. Ее итогом может быть замена щелочных элементов на ионы водорода.
Биогенное или органическое выветривание
Как уже отмечалось, не меньшее воздействие на минералы могут оказывать и биологические факторы. К таким можно отнести деятельность растений, мелких грызунов и особенно микроорганизмов с грибками и бактериями. В комплексе эти факторы могут обеспечить и более серьезный разрушающий процесс, чем физические или химические факторы. Но это также зависит от конкретных условий местности, в которой залегает горная порода. Что такое выветривание биогенного характера на практике? Это может быть, например, активность живых организмов, дробящих минерал в слое почвы. Таким образом действует корневая система деревьев. А некоторые могут выступать также источником химической реакции, выделяя кислоты, которые в дальнейшем разлагают отдельные компоненты горного конгломерата.
Особенности радиационного выветривания
Одним из самых опасных является процесс радиационного воздействия. Он характеризуется высокой интенсивностью и длительностью, причем во многих случаях остановить его просто невозможно. Но тут же стоит выделить естественное солнечное излучение, которое входит в группу радиационных факторов, и техногенные процессы. Во втором случае выветривание пород происходит в результате человеческой деятельности. Классическим примером является работа полигонов, на которых хранятся токсически опасные отходы. Соответственно, ближайшие массивы с горными породами будут подвергаться и разрушающему воздействию, и активным факторам разложения.
Что такое кора выветривания
Разберемся и с этим вопросом. Процессы выветривания могут происходить постоянно или периодами. Но в обоих случаях поверхность, на которую действуют те или иные факторы качественной деформации, обретает характерный облик. Это и будет кора выветривания, которой свойственна рыхлость и обедненный химический состав.
Как правило, верхние слои таких пластов менее разложены и отличаются наличием металлических компонентов. Это могут быть, к примеру, гидроксиды кремния или же алюминия. Далее следует зона, в которой будут присутствовать гидроксиды железа, на образование которых оказывало влияние химическое выветривание с меньшей интенсивностью. В нижних пластах коры обычно залегают известняковые и гипсовые стяжения.
Продукты выветривания
Обычно в процессе выветривания остаются каменные обломки, частицы песка, щебень, глинистые фракции и каолин. При этом отсоединившиеся от основной породы элементы могут иметь различные размеры и формы - это уже зависит от конкретных условий и факторов выветривания. В некоторых случаях возможно и образование курума. Это массивные глыбы и валуны, сформированные из свежеобломанных вышеупомянутых фракций. Стандартные размеры курумов варьируются от 1 до 2 м, хотя бывают и экземпляры, значительно выходящие за эти рамки. Чаще всего образование таких глыб обеспечивает физическое выветривание, результатом которого может стать и создание каменного панциря с курумовым настилом.
Заключение
Выветривание происходит не только с разной степенью интенсивности, но и отличается стадиями реализации. Простейшим примером может быть физический процесс разрушения из-за температурного воздействия. Далее может подключиться и химическая реакция, в которой будет участвовать жидкость с активными элементами. Теперь стоит обратиться к вопросу о том, что такое выветривание органического характера. Отчасти это процесс биологического разрушения, который может закономерно повлечь и формирование новых пород. Соответственно, выветривание нельзя рассматривать только как разрушение существующего минерала. Даже если деформация завершится на этапе физического отделения некоторого массива частиц, это изменение может способствовать образованию новых минералов или конгломератов, что подтверждают своим существованием курумы.
