Геологические процессы на поверхности Земли. Эрозия и выветривание

Лик Земли непрерывно изменяется под влиянием различных геологических процессов. Одни из них приводятся в действие внешними агентами, другие — внутренними. Геологические процессы, обусловленные взаимодействием земной коры с атмосферой, гидросферой и биосферой, называются процессами внешней динамики Земли, или экзогенными (греч. «эксос» — вне, снаружи) процессами. К ним относятся: выветривание, эрозия (лат. «эрозио» — размывание) и осадконакопление.

 

Выветривание

Это процесс раздробления и разрыхления коренных горных пород вблизи дневной поверхности под действием солнечной энергии, воздуха, воды и жизнедеятельности организмов. Механическое раздробление горных пород на все более мелкие обломки и частицы называется физическим выветриванием. Оно проявляется сильнее всего в областях с резким различием в температуре дня и ночи — в пустынях, высокогорных районах. Днем горные породы разогреваются и расширяются в объеме, а ночью охлаждаются и вновь сжимаются. При этом одни минералы в зависимости от их физических свойств расширяются больше, а другие — меньше. Например, у кварца коэффициент объемного расширения равен 0,000310, у ортоклаза — 0,000170. Это вызывает ослабление силы сцепления между отдельными минеральными зернами. Возникающие трещины способствуют растрескиванию и раскалыванию горных пород на отдельные обломки и глыбы. В результате физического выветривания из коренных горных пород высвобождаются многие стойкие минералы, образующие нередко богатые россыпные месторождения некоторых ценных полезных ископаемых (золото, платина, касситерит, алмазы идр.).

 

Мощным фактором физического выветривания является замерзание воды в трещинах и пустотах горных пород, сопровождающееся ее расширением. 1 г воды при 4° С имеет объем в 1 см3, тогда как в твердом агрегатном состоянии, наступающем при 0°, он занимает объем в 1,000132 см3. Это расширение воды вызывает громадное (более 2000 кг/см 2) давление на стенки трещин и пустот, в которые проникла вода перед застыванием. И горные породы разбиваются на глыбы с последовательным их дроблением на более мелкие части.

 

Большую разрушительную работу производит ветер. Проникая в трещины и расщелины горных массивов, он выдувает из них песчинки и более крупные продукты физического выветривания. Эта деятельность ветра называется ветровой эрозией, или дефляцией (лат. «дефля-цио» — выдувание). Переносимые ветром твердые кварцевые песчинки обтачивают и истирают массивы горных пород, постепенно разрушая их. Ветер производит огромную работу по переносу рыхлого материала. Например, в пустыне Каракумы многие массивы песков перенесены ветром из районов, расположенных в 500—800 км от их современного местонахождения. Перегоняя по поверхности Земли массы сухого песка, ветер образует холмы сыпучего песка. В пустынях они называются барханами, а на морских равнинах — дюнами.

 

Разрыхление коренных пород вследствие изменения их химического состава под воздействием кислорода воздуха, углекислоты и воды называется химическим выветриванием. Оно происходит, например, при растворении компонентов горных пород в атмосферных и почвенногрунтовых водах. Эти воды содержат в растворенном состоянии кислород, углекислоту и другие газы. Благодаря этому они обладают окисляющей и растворяющей способностью. Просачиваясь сквозь трещины и поры горных пород, атмосферные осадки растворяют и выносят из них хлориды, сульфаты и карбонаты. Этот процесс называется выщелачиванием, или карстом.

 

Продукты выветривания коренных пород могут оставаться на месте своего возникновения. В этом случае они называются элювием (лат. «элювио» — разлив, наводнение). С элювиальными образованиями связаны месторождения бокситов, каолинов, бурого железняка и других полезных ископаемых. Чаще всего под действием силы тяжести продукты физического выветривания горных пород скатываются вниз по склонам оврагов и возвышенностей, образуя осыпи обломочного материала.В горах с крутыми обрывистыми склонами под влиянием силы тяжести возникают обвалы больших масс горных пород, обрывающихся по трещинам. Иногда на крутом обрыве по наклонной поверхности глинистого слоя происходит оползание вниз по склону крупных масс горных пород. Такие явления называются оползнями. Обломочный материал, смещенный под действием собственного веса и скопившийся на склонах гор и у их подножий — осыпи, обвалы, оползни, называют коллювием (лат. «кол-лювио» — беспорядочная груда).

 

Эрозия

Наиболее активную работу по разрушению горных пород и переносу на дальние расстояния их обломков производят текучие воды. Поверхностные дождевые, талые снеговые воды в конечном итоге сливаются в реки. Большинство из них впадают в моря или озера. В верхнем течении реки происходит наибольшее углубление дна вследствие значительного уклона поверхности ее русла. В нижнем течении склоны пологие, и углубление русла здесь незначительное. Самая нижняя точка русла, где река впадает в море, называется базисом эрозии. Эта точка совпадает с уровнем моря, и ниже ее река не может углублять свое русло. Но если уровень моря опустится, то базис эрозии понизится и русло вновь углубится.

 

Переносимые текучими водами твердые частицы и обломки производят механическое разрушение коренных горных пород, которые вместе с тем подвергаются и процессам выщелачивания. В течение миллионов лет текучие воды могут уничтожить самые высокие хребты и вынести в моря продукты их разрушения. Количество переносимого реками обломочного материала и растворенных веществ велико. Например, Волга ежегодно выносит в Каспийское море около 46,5 млн. т химически растворенных веществ и 40—50 млн. т взвешенного материала. По данным А. П. Лисицына, твердый сток всех рек земного шара составляет 18,53 млрд, т в год. А с учетом растворенного вещества, привноса ледниками и ветром — более 25 млрд, т в год вещества, полученного за счет разрушения суши.

 

Совокупность процессов механического разрушения и переноса продуктов разрушения горных пород называется денудацией (лат. «денударе» — обнажать). Учеными подсчитано, что вследствие процессов денудации поверхность суши в целом по земному шару понижается со средней скоростью около 0,09 мм в год, или 9 см в тысячелетие.

 

Большую разрушительную работу производит море. Морские волны обладают колоссальной разрушительной силой, разбивая даже самые крепкие породы. Например, в архипелаге Тонга (в западной части Тихого океана) в 1885 г. во время подводного вулканического извержения на месте существовавшей ранее отмели появился остров высотой 76 м. Но к 1889 г. он был размыт и вновь превращен в отмель. Волны способны перемещать на значительные расстояния глыбы весом до тысячи тонн.

 

Немалую роль в разрушении коренных горных пород играют ледники. Лед обладает пластичностью и способностью течь под давлением. Скорость движения ледников составляет от 0,25 мм/ч до 1,25 м/ч.

 

Осадконакопление

Переносимые текучими водами и морскими волнами продукты разрушения горных пород постепенно оседают на дне ручьев, рек или морей. Скопление обломочных частиц, перенесенных текучими водами, на склонах и у подножия возвышенностей называется делювием (лат. «делюо» — смываю). Обломочный материал, отложенный временным горным потоком у самого выхода его из горного ущелья на предгорную равнину, называется пролювием (лат. «пролюо» — промываю). Так образуются конусы выносов — веерообразно накопленные грубообломочные отложения, состоящие главным образом из галечников.

 

Наносы обломочного материала, отложившиеся на дне пологого речного русла, называются аллювием (лат. «аллювио» — нанос, намыв). В аллювии часто концентрируются вымываемые из коренных пород различные минералы. Они образуют месторождения золота, платины, алмаза, рубина, титанистого железняка, касситерита и других минералов.

 

При впадении рек в море или озеро происходит резкое понижение скорости течения речной воды. Вследствие этого переносимый реками более грубый обломочный материал осаждается у самого устья реки. Так образуется широкий песчаный треугольный конус выноса — дельта. Дельты рек занимают иногда значительные площади. Например, дельта реки Хуанхэ занимает около 500 тыс. км 2, что примерно соответствует территории Франции.

 

Основную роль в строении осадочного слоя земной коры играют морские осадки. Источником их образования являются выносимые в огромном количестве реками обломки горных пород и растворенные химические вещества.

 

Существенно отличаются от морских и речных аллювиальных осадков ледниковые отложения. Переносимые и переотложенные ледниками продукты разрушения коренных горных пород называются мореной. Характерным типом озерно-ледниковых отложений являются ленточные глины. Они образуются следующим образом. Летом во время интенсивного таяния льда в ледниковые озера сносится более крупный песчаный материал. А зимой ослабленные потоки приносят лишь мельчайшие глинистые частицы. Таким образом, за год образуются два прослоя (пески и глины), составляющих один годичный слой. Толщи ленточных глин насчитывают более тысячи таких слоев. Если подсчитать их общее количество, то можно установить время, в течение которого накапливалась данная толща.

Категория: Наука и Техника | Добавил: fantast (08.11.2018)
Просмотров: 12 | Рейтинг: 0.0/0