Выветривание
Категория реферата: Рефераты по геологии
Теги реферата: пяточная шпора лечение, управление персоналом реферат
Добавил(а) на сайт: Putilov.
1 2 | Следующая страница реферата
Выветривание - совокупность многих факторов: колебаний
температуры; химического воздействия различных газов (02) и кислот
(углекислота) растворённых в воде; воздействия органических веществ, образующихся в результате жизнедеятельности растений и животных и при
разложении их остатков; расклинивающего действия корней кустарников и
деревьев. Иногда эти факторы действуют вместе, иногда по отдельности, но
решающее значение имеют резкая смена температуры и водный режим. В
зависимости от преобладания тех или иных факторов выделяют физическое, химическое и биогенное выветривание. г
Физическое выветривание проявляется в механическом разрушении
коренных горных пород под воздействием солнечной энергии, атмосферы и
воды. Горные породы подвергаются то нагреванию, то охлаждению. При
нагревании происходит расширение и увеличение их объёма, при охлаждении
- сжатие и уменьшение объёма. Это расширение и сжатие очень невелики;
но, сменяя друг друга не день и не два, а целые сотни и тысячи лет, они, в конце концов, обнаружат свое действие. Горные породы состоят из разных
минералов, одни из которых расширяются больше, другие меньше. За счёт
разного расширения в этих минералах возникают большие напряжения, неоднократные действия которых приводят, в конце концов, к ослаблению
связей между минералами и порода рассыпается, превращаясь в скопление
мелких обломков, щебня, грубого песка. Особенно интенсивно разрушаются
много минеральные горные породы (граниты, гнейсы и др.). Кроме того, коэффициент линейного расширения даже у одного и того же минерала
неодинаков в разных направлениях. Это обстоятельство при колебаниях
температуры вызывает напряжения и нарушения сцепления минеральных зёрен
и в одно-минеральных породах (известняк, песчаник), что приводит со
временим к их разрушению.
На скорость выветривания оказывает влияние величина слагающих её
минеральных зёрен, а также их окраска. Тёмные породы нагреваются, а
значит, расширяются больше, чем светлые, которые сильнее отражают
солнечные лучи. Такое же значение имеет и цвет отдельных зерен в породе.
В породе, состоящей из зёрен разного цвета, сцепление зёрен будет
ослабевать быстрее, чем в породе, состоящей из зёрен одного цвета.
Наименее устойчивы к смене холода и жары породы, состоящие из крупных
зёрен разного цвета.
Ослабление сцепления между зернами приводит к тому, что эти зерна отделяются друг от друга, порода теряет прочность и рассыпается на свои составные части, превращаясь из твердого камня в рыхлый песок или дресву.
Температурное выветривание особенно активно происходит в областях с жарким континентальным климатом - в пустынных районах, где очень велики суточные перепады температуры и характерно отсутствие или весьма слабое развитие растительного покрова, и малое количество атмосферных осадков. Кроме того, температурное выветривание весьма интенсивно протекает на склонах высоких гор, где воздух прозрачнее и инсоляция гораздо сильнее, чем на соседних низменностях.
Разрушающее действие на горные породы в пустыне оказывают кристаллики солей, образующиеся при испарении воды в тончайших трещинках и увеличивающие давление на их стенки. Капилярные трещинки под действием этого давления расширяются, и монолитность породы нарушается.
Различные породы разрушаются с различной скоростью. Великие египетские пирамиды, сложенные из глыб желтоватых песчаников, ежегодно теряют 0,2 мм своего наружного слоя, что приводит к накоплению осыпей (у подножия пирамиды Хуфу образуются осыпи объёмом 50 м3/год). Скорость выветривания известняков составляет 2 -3 см в год, а гранит разрушается намного медленнее.
Иногда выветривание приводит к своеобразному чешуйчатому шелушению, называемому десквамация пород. Это отслаивание тонких пластинок от
поверхности обнажённых пород. В результате неправильные по форме глыбы
превращаются в почти правильные шары, напоминающие каменные пушечные ядра
(например, в Восточной Сибири, в долине реки Нижняя Тунгуска).
Во время дождя утёсы намокают: одни породы - пористые, сильно
трещиноватые - больше, другие - плотные - меньше; потом они опять высыхают.
Попеременное высыхание и намокание тоже сказывается на ослаблении сцепления
частиц.
Ещё сильнее действует вода, замерзающая в трещинах и мелких пустотах
(порах) горных пород. Это происходит осенью, если после дождя ударит мороз, или весной, после тёплого дня, когда на припёке тает снег и вода проникает
в глубь утёсов, а ночью замерзает. Значительное увеличение объёма
замерзающей воды вызывает огромное давление на стенки трещин, и порода
раскалывается. Особенно это характерно для высоких полярных и субполярных
широт, а также в горных районах, преимущественно выше снеговой границы.
Здесь разрушение горных пород происходит главным образом под влиянием
механического воздействия периодически замерзающей воды, находящейся в
порах и трещинах горных пород (морозное выветривание). В высокогорных
областях скалистые вершины, как правило, разбиты многочисленными
трещинами, а их подножия скрыты шлейфом осыпей, которые сформировались за
счет выветривания.
Благодаря избирательному выветриванию появляются разнообразные "чудеса
природы" в виде арок, ворот и т.д., особенно в пластах песчаников. Для
многих районов Кавказа и других гор очень характерны так называемые
"истуканы" - пирамидальные столбы, увенчанные крупными камнями, даже целыми
глыбами размером 5 - 10 м и более. Эти глыбы предохраняют от выветривания и
размывания нижележащие отложения (образующие столб) и похожи на шляпки
гигантских грибов.
На северном склоне Эльбруса около знаменитых источников Джилысу
есть овраг, называемый "Овраг Замков" - Кала - Кулак, "замки" представлены
огромными столбами, сложенными из относительно рыхлых вулканических туфов.
Эти столбы увенчаны крупными глыбами лав, раньше слагавших морену, ледниковое отложение, возраст которого 50 тыс. лет.
Морена впоследствии разрушилась, а часть глыб сыграла роль "шляпки гриба", предохранившей "ножку" от размыва. Такие же пирамиды есть и в долинах рек Чегем, Терек и в др. местах Северного Кавказа.
Одновременно и взаимосвязано с физическим выветриванием при соответствующих условиях происходит процесс химического выветривания, вызывающий существенные изменения в первичном составе минералов и горных пород и образование новых минералов. Главными факторами химического выветривания являются: вода, свободный кислород, углекислый газ и органические кислоты. Особенно благоприятные условия для такого выветривания создаются во влажном тропическом климате, в местах с обильной растительностью. Там имеет место сочетание большой влажности, высокой температуры и огромного ежегодного опада органической массы растительных остатков, в результате разложения которых значительно возрастает концентрация углекислоты и органических кислот. Процессы, протекающие при химическом выветривании, могут быть сведены к следующим основным химическим реакциям: окисление, гидратация, растворение и гидролиз.
Окисление хорошо развито, например, в железных рудах
Курской магнитной аномалии, где минерал магнетит (FeFe2O4) превращается
в химически более устойчивую форму - гематит (Fe2O3), образующий богатые
рудные "железные шляпы", т.е. скопления хорошей руды. Многие осадочные
горные породы, такие, как пески, песчаники, глины, содержащие включения
железистых минералов, окрашены в бурый или охристый цвет, указывающий на
окисление этих металлов.
Гидратация связана с присоединением воды к минералу. Таким образом, ангидрит (CaSo4) превращается в гипс (CaSo4.2H2O), содержащий две молекулы воды. При гидратации происходит увеличение объема породы, деформация ее и покрывающих отложений.
При гидролизе, т.е. разложении сложного вещества под действием воды, полевые шпаты переходят, в конце концов, в минералы группы каолинита - белые пластичные глины (из них делают лучший фарфор), содержащие алюминий, кремний и молекулы воды. Гора Каолинь в Китае сложена именно такими глинами.
При растворении из горной породы удаляются некоторые химические компоненты. Такие породы, как каменная соль, гипс, ангидрит, растворяются в воде очень хорошо. Известняки, доломиты и мраморы растворяются несколько хуже. В воде всегда содержится углекислота, которая, вступая во взаимодействие с кальцитом, разлагает его на ионы кальция и гидрокарбоната (HCo3-). Поэтому известняки всегда выглядят как подвергшиеся травлению, т.е. избирательному растворению. На них образуются желобки, бугорки, выемки. Если известняк местами "испытывает окремнение" (замещение кремнезёмом) и становится более прочным, то эти участки при выветривании всегда будут выступать, образуя, например, такие формы рельефа, как возвышенности.
Биогенное выветривание связано с активным воздействием на горные породы растительных и животных организмов. Даже на самой гладкой скале селятся лишайники. Ветер заносит их мельчайшие споры в самые тонкие трещины или прилепляет к мокрой от дождя поверхности, и они прорастают, плотно прикрепляясь к камню, сосут из него вместе с влагой соли, нужные им для жизни, и постепенно разъедают поверхность камня и расширяют трещины. К разъеденному камню легче пристают, а в расширенные трещины больше набиваются мелкие песчинки и пылинки, которые приносит ветер или смывает вода с вышележащего склона. Эти песчинки и пылинки мало-помалу образуют почву для высших растений (трав, цветов). Их семена приносятся ветром, попадают в трещины и в пыль, набившуюся между слоевищами лишайников и прилипшую к разъеденному им утёсу, и прорастают. Корни растений углубляются в трещины, расталкивают в стороны куски породы. Трещины расширяются, в них набивается ещё больше пыли и перегноя от отживших трав и их корней, - и вот подготовлено место для больших кустов и деревьев, семена которых тоже заносятся ветром, водой или насекомыми. У кустов и деревьев корни многолетние и толстые; проникая в трещины и утолщаясь с годами, по мере роста, действуют словно клинья, расширяя трещину всё больше и больше.
Разрушению пород способствуют разнообразные животные. Грызуны роют огромное количество нор, рогатый скот вытаптывает растительность; даже черви и муравьи разрушают поверхностный слой почвы.
Выделяющиеся при разложении органических остатков углекислый газ и гуминовые кислоты попадают в воду, которая в результате этого резко увеличивает свою разрушающую способность. Растительный покров способствует накоплению влаги и органических веществ в почве, благодаря чему увеличивается время воздействия химического выветривания. Под покровом почвы выветривание происходит интенсивнее, т.к. горную породу растворяют также и органические кислоты, содержащиеся в почве. Бактерии, которые распространены повсеместно, образуют такие вещества как азотная кислота, углекислый газ, аммиак и другие, способствующие скорейшему растворению минералов, содержащихся в горных породах.
Таким образом, процессы физического, химического, биогенного выветривания идут постоянно и повсеместно. Под их влиянием медленно, но неотвратимо разрушаются даже самые прочные горные породы, постепенно превращаясь в дресву, песок и глину, которые водными потоками переносятся на огромные расстояния и, в конце концов, вновь отлагаются в озёрах, океанах и морях.
В процессе выветривания возникают две группы продуктов выветривания: подвижные, которые уносятся на то или иное расстояние, и остаточные, которые остаются на месте своего образования. Остаточные, несмещенные продукты выветривания представляют собой один из важнейших генетических типов континентальных образований и называются элювий.
Совокупность продуктов выветривания различных по составу элювиальных
образований верхней части литосферы называется корой выветривания.
Формирование коры выветривания, состав слагающих её образований и мощность
изменяются в зависимости от климатических условий – сочетания температуры и
влажности, поступления органического вещества, а также от рельефа. Наиболее
благоприятным для формирования мощных кор выветривания является
относительно выровненный рельеф и сочетание высокой температуры, большой
влажности и обилие органических веществ.
Элювий может состоять из крупных обломков и из мелких, образующихся
при дальнейшем разрушении, в котором главную роль играют химические агенты.
Под действием воды содержащей кислород и углекислый газ, все породы, в
конце концов, превращаются в песок, или в супесь, или в суглинок, или в
глину в зависимости от своего состава кварцит превратится в чистый песок, белый или желтоватый, песчаник даст глинистый песок, гранит – сначала
дресву из отдельных зёрен, а затем суглинок, глинистый сланец – глину.
Известняк, обычно нечистый, теряет известь, которую растворяет и уносит
вода, оставляя примеси в виде глины, чистой или песчаной. Эти конечные
продукты выветривания в элювии смешаны с большим или меньшим количеством
щебня и обломков, находящихся в разных стадиях своего изменения.
Рекомендуем скачать другие рефераты по теме: роботы реферат, легкие реферат.
1 2 | Следующая страница реферата