Выветривание горных пород
Химическое выветривание
Этот вид выветривания связан с тем, что вода способна растворять многие вещества и горные породы. К таким породам относится известняк, гипс и многие соли.
Представьте себе последствия проникновения воды в подземные слои отложений каменной соли. Что произойдёт? То же самое, что случится с солью, попавшей из солонки в кастрюлю с варящимися пельменями. Соль просто растворится. Она, конечно, никуда не исчезнет, она перейдёт в раствор, но как это будет выглядеть внешне? Соль исчезнет.
В слоях таких пород появляются пустоты, промоины, пещеры (рис. 91).
Таким образом: химическое выветривание — это разрушение водой растворимых горных пород.
Биогенное выветривание
Биогенное выветривание менее распространено, хотя привести примеры его проявления не так и сложно. Многие, наверное, видели, как прорастает трава или грибы сквозь асфальт. Их же невозможно остановить, они буквально взламывают этот прочный покров, уложенный на поверхность земли (рис. 92).
Асфальт, конечно, имеет искусственное происхождение. Но неужели, если на пути этих растений оказались бы слои природных горных пород, они не стали бы прорастать? Побоялись бы? Нет, горные породы были бы точно так же разрушены, как и асфальт.
Другой пример. Семечко попадает в трещину скалы. Из этого семечка вырастет деревце, корни которого разрушают скалу (рис. 93). Это тоже проявление биогенного выветривания.
Можно привести и другие примеры. Черви разрыхляют поверхностный слой земной коры. Ласточки-береговушки роют в обрывистых берегах рек норы. Этих нор порой оказывается так много, что берег просто обваливается. Хорошие примеры? А сами можете что-нибудь вспомнить?
Источник
Разрушение горных пород
Горные породы, даже самые твердые, скальные, на поверхности суши постепенно разрыхляются и рассыпаются на обломки. Это происходит в результате процессов, которые в совокупности называются выветриванием. Силы, вызывающие разрушение горных пород, разнообразны.
В пустынях, в высоких скалистых торах, а также в полярных странах, т. е. везде, где горные породы не защищены почвой и растительностью и в виде камней и скал обнажаются на земной поверхности, в разрушении основную роль играет разница температуры между ночью и днем, зимой и летом. Горные породы, как любые тела, при нагревании расширяются, при охлаждении сжимаются. При этом разные минералы, из которых состоит горная порода, расширяются и сжимаются в различной степени. В пустынях с их сухим прозрачным воздухом и в высоких горах с их разреженной атмосферой суточные колебания температуры воздуха бывают весьма значительны: нередко вслед за очень жарким днем наступает морозная ночь. В Сахаре, например, воздух в наиболее жаркое время года днем накаляется до 53°, а в наиболее холодное время ночью охлаждается до —8°. В пустыне Атакаме (Южная Америка) суточные температуры колеблются от +37° до —12°. Еще больше колебания температур самих горных пород. В Кара-Кумах днем песок нагревается до 80°, а ночью охлаждается до 15°. В этих условиях породы сильно расширяются днем и столь же сильно сношаются ночью, связи между минералами расшатываются, порода растрескивается и постепенно рассыпается сначала на крупные глыбы, а потом и на мелкие обломки. Так образуются каменные глыбы и щебенка, которые покрывают склоны скалистых гор и скапливаются у их подножья.
Таково же происхождение значительной части песков пустынь: эти пески образовались в результате растрескивания твердых горных пород. Но тут на помощь процессам разрушения приходит ветер; он поднимает песчинки, не сдерживаемые растительностью. Рои песчинок ударяют в скалы и отбивают от них новые песчинки. Так в пустынях пески, перевеваемые ветрами, ускоряют процесс разрушения горных пород.
В местах с сильными колебаниями температуры дождевая вода, топавшая днем в трещину, ночью замерзает. Это способствует расширению трещины, так как вода при замерзании расширяется.
В местах, где горные породы прикрыты с поверхности почвой и растительностью, колебания температуры не столь значительны и не играют основной роли. В таких местах над разрушением пород работают другие силы — химические. Эти силы действуют с помощью воды, которая во время дождей или таяния снега повсеместно просачивается сквозь почву.
Просачиваясь по трещинам вглубь, вода постепенно растворяет породы и уносит с собой растворенные частицы. Большей растворяющей способностью обладает вода, содержащая газы — углекислый газ, кислород, а также кислоты.
Кислород попадает в воду из воздуха, а углекислый газ и кислоты она обычно получает, просачиваясь сквозь почву, в которой имеются остатки растений и животных. Углекислым газом богата также вода, протекающая по известнякам.
Не все породы одинаково хорошо растворяются водой, даже содержащей газы и кислоты. Некоторые, например, песчаник, гранит, почти вовсе не растворяются. Но существуют породы, которые растворяются очень быстро, — известняки, каменная соль, гипс. Если в слои известняка, соли или гипса попадает по трещинам вода, то она быстро растворяет и уносит с собой частицы, этих пород, а трещины, по которым течет вода, при этом расширяются. Вертикальные трещины превращаются в ряды широких и глубоких воронок, колодцев или естественных шахт; горизонтальные трещины превращаются в обширные пещеры.
Вследствие растворения пород водой, особенно текущей по трещинам, местность, где имеются большие толщи известняков, соли или гипса, приобретает своеобразный облик. На поверхности наблюдаются многочисленные провалы, воронки, шахты, котловины диаметром и глубиной до нескольких десятков, а иногда и сотен метров. Внутри известняковой или гипсовой горы образуются пещеры, которые со своими разветвлениями тянутся иногда на несколько километров. На своем протяжении пещера образует то узкие и низкие проходы, по которым с трудом можно пробираться, то обширные залы диаметром и высотой в десятки метров. Стены пещер покрыты натеками красивой формы из известковистых солей, а с потолка свешиваются образовавшиеся из таких же натеков «сталактиты», имеющие вид гигантских сосулек. По дну пещер часто текут ручьи и речки, образующие в расширенных участках озера.
Нередко пещеры достигают таких огромных размеров, что в них скрываются целые реки, протекающие десятки километров под землей, чтобы дальше снова выйти на поверхность.
Такие местности с провалами и пещерами известны у нас, например, в Крыму (на Яйле), на Северном Кавказе, в Приуралье, на Алтае. Знаменитая Кунгурская пещера в гипсе длиной в полтора километра образовалась описанным выше образом. Большие пещеры известны в окрестностях Бахчисарая и на горе Чатыр-Даг (в Крыму). Самой большой из известных пещер является Мамонтова пещера (США), достигающая в длину со всеми своими разветвлениями 250 км. Эту пещеру знаменитый писатель Марк Твен избрал в качестве места действия для некоторых увлекательных эпизодов, рассказанных им в книге «Приключения Тома Сойера».
Весь комплекс явлений, связанный с растворением известняков водой и выражающийся в своеобразном ландшафте (с пещерами, воронками и т. п.), называется карстом по имени горного района в Югославии.
Разрушающее действие на горные породы оказывают организмы. Корни растений, проникая в трещины, раздвигают горные породы и нередко отламывают от них большие куски. Кислоты, выделяемые корешками мхов и лишайников, разъедают поверхность даже твердых скал. Многие микроорганизмы также участвуют в разрушении пород.
Все перечисленные процессы разрушения разрыхляют поверхностный слой горных пород. Поэтому он всегда состоит из кусков и частиц, потерявших свою связность. Такой разрыхленный слой легко может быть удален; этому способствуют главным образом сила тяжести и проточная вода.
Источник: В.В. Белоусов. Земля, ее строение и развитие. Издательство Академии наук СССР. Москва. 1963
Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.
Источник
Разрушение водой растворимых горных пород это что
3. РАЗРУШЕНИЕ ГОРНЫХ ПОРОД. ФОРМИРОВАНИЕ И СГЛАЖИВАНИЕ РЕЛЬЕФА
Сразу же за формированием гор, а иногда и одновременно с ним, начинается разрушение горных пород и изменение рельефа. Этот процесс называется денудацией. Немного о масштабах денудации: ежегодно в моря и океаны смывается 12,5 миллиардов тонн нерастворимых и 5 миллиардов тонн растворимых продуктов разрушения горных пород. Волга за год смывает 255 кубических километров осадков, река Конго — 4000! За год, благодаря денудации, горы становятся ниже на полмиллиметра, равнины понижаются примерно в 10 раз медленнее. В результате, всего за каких-то 2 миллиона лет горы теряют 1 километр высоты. К счастью для нас, туристов, при этом горные массивы становятся легче и постепенно «всплывают» из мантии, частично компенсируя потери. В противном случае ни Кавказа, ни Тянь-Шаня, ни Памира, как объектов горных походов, в наше время не существовало бы.
В недалеком геологическом прошлом в два раз выше были Уральские горы, а равнинные части Крыма скрывают под наносами остатки гор, возникших 25 миллионов лет назад.
3.1 ПРОЦЕССЫ, ВЕДУЩИЕ К СГЛАЖИВАНИЮ РЕЛЬЕФА
ВЫВЕТРИВАНИЕ
Наиболее распространено среди денудационных явлений выветривание. Различают физическое и химико-биологическое выветривание.
Физическое выветривание обусловлено сменой температур в течение суток. При нагреве объемное расширение у различных минералов, входящих в состав горных пород не одинаково, а у одного и того же минерала различно линейное расширение по разным кристаллографическим осям, поэтому многократный нагрев и остывание ведет к расшатыванию, ослаблению сцепления между отдельными зернами минералов и их выкрашиванию. Поры и трещины в горных породах заполняет вода. При замерзании она расширяется, оказывая давление в 90 атмосфер на стенки пустот. Трещины увеличиваются, отдельные зерна и целые блоки отрываются от массива. Так возникают вечерние камнепады.
Химическое и биологическое выветривание является результатом воздействия на горные породы паров и газов из воздуха, а также растворов, содержащих углекислоту, кислород, органические кислоты. Такое выветривание характерно для теплого влажного климата и в высокогорье большой роли не играет.
Под действием растворенных веществ некоторые минералы окисляются, а содержащие железо и марганец покрываются коркой окислов. Это — краснокаменное изменение или «загар» камней. Другие минералы гидролизуются, в них, как правило, становятся заметными зеленые соединения хлора. Это — зеленокаменное изменение. В результате химических реакций, отдельные элементы, переходя в раствор, удаляются, другие, нерастворимые, остаются, образуя рыхлые шлакообразные корки — коры выветривания. Так при гидролизе некоторых минералов (слюд, полевых шпатов и других, в состав которых входят соединения алюминия и кремниевой кислоты) вымываются растворимые соли калия и натрия, образуется и вымывается каолин — белая глина, из-за которой вода во многих горных реках становится мутной. На месте остается гель кремниевой кислоты — опал. Правда, ювелирный или, как говорят, благородный опал встречается нечасто, однако, неювелирный опал образуется в больших количествах.
Обитающие в природе микроорганизмы выделяют продукты жизнедеятельности, ускоряющие химические реакции. Это явление называется биологическим выветриванием. Вслед за микроорганизмами следуют лишайники, мхи и высшие растения, вносящие свою лепту в разрушение гор.
Активно способствуют разрушению горных пород и сглаживанию рельефа вода и ветер. Если гора вдруг рассыпется на песок и мелкие камешки, то на ее месте останется груда обломков, высота которой окажется не намного меньше первоначальной. Однако, обломки пород постепенно уносятся водой и ветром, при этом обнажаются не затронутые выветриванием коренные породы, которые, в свою очередь, подвергаются разрушению. Движущиеся обломки сами служат причиной разрушений.
Сильный ветер, унося песок и мелкие камни, шлифует поверхность скал, выбивает ниши, оставляя, в конце концов, причудливые каменные столбы, грибы, и целые эоловые города — скопление останцев на месте скальных массивов, уничтоженных ветром. Этот процесс называется ветровой эрозией и характерен для сухих пустынных районов.
Огромную роль в сглаживании рельефа играет вода. Она не только разрушает горные породы, но и переносит обломки на большие расстояния, откладывая их на предгорных равнинах. Процесс разрушения горных пород текущей водой называется водной эрозией или просто эрозией.
Результатом эрозии на равнинах становятся овраги, а в горах, на крутых склонах — кулуары — долины горных ручьев. Обычно кулуары остаются сухими и служат путями схода камнепадов. Во время дождя и таяния снега они наполняются водой, и снос обломков резко возрастает. Зимой кулуары становятся путями схода снежных лавин. В верхней части кулуары имеют водосборную воронку (зимой лавиносбор), переходящую в канал стока или собственно кулуар и конус выноса, где собирается обломочный материал.
СЕЛИ
В определенных условиях вода образует селевые потоки. Сель — это кратковременный грязекаменный поток, скатывающийся с большой скоростью по долинам ручьев и рек. На 40% сель состоит из воды, на 60% из глины, песка и крупных обломков. Во время дождя на склонах, богатых глиной, образуется эмульсия со значительным удельным весом. Стекая по склону, она уносит с собой песок и мелкие камни. За счет этого растет ее удельный вес и ударная сила камней, плывущих в потоке.
Сель имеет огромную разрушительную силу. На своем пути он подобно бульдозеру, выпахивает траншеи с отвесными стенами значительной глубины. За счет большого удельного веса грязевой массы, в ней всплывают и переносятся на большие расстояния валуны и каменные глыбы. Рекорд был зафиксирован в 1937 году на реке Азазань, где селем были снесены глыбы весом около 300 тонн.
Особенно страшны сели, вызванные прорывом горных озер. Из-за большого объема, они скатываются по долинам на десятки километров, сметая все на своем пути. Высота селевого вала в ущельях может достигать 80 метров (25-этажный дом).
КАРСТ
Если вода, опускаясь по трещинам, встречает растворимые породы, то, размывая их, она образует карстовые полости: колодцы, воронки, пещеры. Пещеры могут достигать огромных размеров: сотен метров в глубину и десятки километров в длину. Карстовые явления серьезно осложняют работу строителям. Даже в Москве с ними приходится считаться. Карстовый провал задержал пуск завода «Атоммаш», чем предопределил строительство атомных электростанций чернобыльского типа, вместо более безопасных, но требующих установки крупногабаритного оборудования, производить которое должен был «Атоммаш».
ОПОЛЗНИ И ОБВАЛЫ
Отрыв и перемещение значительных земляных масс под действием силы тяжести называется оползнем. Аналогичное перемещение масс горных пород, льда, снега называется обвалом.
Если вода, просачиваясь сквозь горные породы, встречает водоупорный пласт, имеющий выход на берегу реки или на склоне горы (рис. 7), то двигаясь по водоупорным породам и размывая верхние пласты, она образует плоскость скольжения, по которой могут скатиться все вышележащие породы. Спровоцировать оползень или обвал способны землетрясения. Так, например, образовался Усойский завал на Памире, за которым возникло Сарезское озеро. Обвалом образовано и знаменитое озеро Рица на Кавказе.
Источник
