Зал XVI. Динамическая геология

Динамическая геология изучает разнообразные геологические процессы, формы рельефа земной поверхности, взаимоотношения различных по генезису горных пород, характер их залегания и деформации. Известно, что в ходе геологического развития происходили многократные изменения состава, состояния вещества, облика поверхности Земли и строения земной коры. Эти преобразования связаны с различными геологическими процессами и их взаимодействием. Среди них выделяются две группы:

эндогенные (греч. "эндос" - внутри), или внутренние, связанные с тепловым воздействием Земли, напряжениями, возникающими в ее недрах, с гравитационной энергией и ее неравномерным распределением;

экзогенные (греч. "экзос" - снаружи, внешний), или внешние, вызывающие существенные изменения в поверхностной и приповерхностной частях земной коры. Эти изменения связаны с лучистой энергией Солнца, силой тяжести, непрерывным перемещением водных и воздушных масс, циркуляцией воды на поверхности и внутри земной коры, с жизнедеятельностью организмов и другими факторами. Все экзогенные процессы тесно связаны с эндогенными, что отражает сложность и единство сил, действующих внутри Земли и на ее поверхности.

Экспозиция, рассказывающая об экзогенных процессах, была создана в 1919 г. проф. Д.И. Мушкетовым при участии преподавателей Горного института Е.В. Иванова и В.А. Елизаровского с использованием каменного и фотографического материала, собранного профессором института И.В. Мушкетовым, а экспозиция, иллюстрирующая эндогенные процессы, создана к XVII Международному геологическому конгрессу 1937 г.

Эндогенные процессы

• Тектонические деформации (витрина 5)
• Продукты вулканической деятельности (витрины 2, 3, 23, 25, шкаф 1)

Экзогенные процессы

• Выветривание (витрины 8, 11-14)
• Геологическая деятельность ветра (шкаф 6, витрина 8)
• Геологическая деятельность проточных поверхностных вод (витрины 16, 24)
• Геологическая деятельность подземных вод (витрина 19)
• Геологическая деятельность вод озер и болот (витрина 19)
• Геологическая деятельность вод морей и океанов (витрина 16, шкаф 17)
• Ледники (шкаф 9)

Эндогенные процессы

Тектонические деформации (витрина 5)

Тектоническими деформациями в геологии называются вторичные формы залегания горно-породных тел, возникающие вследствие движений земной коры. Наиболее наглядно такие деформации представлены в слоистых толщах осадочных горных пород. Если слои реагируют на усилия, приложенные к ним извне, как пластичные тела, то они изгибаются, образуя складки, такие деформации называются пликативными. В одних случаях это очень мелкие складки, измеряемые первыми сантиметрами, в других – они достигают человеческого роста, но иногда эти деформации приобретают гигантские размеры. В тех случаях, когда происходит разрыв горно-породных тел, возникающие таким образом деформации называются дизъюнктивными.

В экспозиции представлены образцы различного рода складчатостей, разрывных нарушений, плоскостей скольжения и следов давления, брекчий и др.).

Вулканизм (витрины 2, 3, 23, 25, шкаф 1)

Наиболее отчетливо эндогенные процессы выражаются в явлениях вулканизма, под которыми понимаются процессы, связанные с перемещением магмы. В зависимости от характера движения магмы и степени ее проникновения в земную кору вулканизм может быть поверхностным (эффузивным), когда магма прорывает земную кору и изливается на поверхность, и глубинным (интрузивным), когда перемещение магмы заканчивается внутри земной коры. Проявления поверхностного вулканизма происходят не повсеместно, а приурочены к определенным участкам земной коры. В процессе вулканической деятельности на поверхность Земли выбрасываются вулканические продукты трех типов: жидкие, твердые и газообразные.

В экспозиции представлены продукты вулканической деятельности (столбчатые призматические отдельности базальта, продукты извержения грязевых вулканов Керчи и Мангышлака, вулканические бомбы, лапилли, различные типы застывших лав, вулканический пепел и др. из разных регионов мира: Исландии, Италии, Камчатки и др.)

Экзогенные процессы

Выветривание (витрины 8, 11-14)

Ветер - один из важнейших экзогенных факторов, преобразующих рельеф Земли и формирующих специфические отложения. Наиболее ярко эта деятельность проявляется в пустынях, где сильные ветры сочетаются с малым количеством выпадающих атмосферных осадков; резким колебанием температуры и отсутствием или разреженностью растительного покрова.

Разрушение горных пород в результате выветривания происходит под влиянием различных физических, химических и биохимических факторов: колебания температур, роста кристаллов солей, расклинивающего действия замерзающей воды в трещинах, корневой системы деревьев; под воздействием воды, кислорода, углекислого газа. Имеют место процессы окисления, гидратации, растворения и гидролиза. С корами выветривания, сформировавшимися в различные этапы геологической истории, связаны важнейшие полезные ископаемые: железо, алюминий, никель и др.

В экспозиции представлены: каменные эоловые грибы; валун в виде нарезанного батона, растрескавшийся от перепада температур и др.

Геологическая деятельность ветра (шкаф 6, витрина 8)

Все процессы, обусловленные деятельностью ветра, создаваемые ими формы рельефа и отложения называют эоловыми (Эол в древнегреческой мифологии - бог ветров).

Геологическая работа ветра состоит из следующих видов: дефляции (выдувание и развевание); корразии (обтачивание, соскабливание); переноса и аккумуляции (накопление). Все указанные стороны работы ветра в природных условиях тесно связаны друг с другом, проявляются одновременно и представляют единый сложный процесс. Основными формами аккумуляции являются холмы, дюны, барханы и продольные песчаные гряды. С деятельностью ветра связано образование лесса.

В экспозиции представлены образцы горных пород, поверхность которых покрылась своеобразными цилиндрическими и коническими углублениями в результате дефляции и корразии.

Геологическая деятельность проточных поверхностных вод (витрина 16, 24)

Под проточными поверхностными водами понимают всю воду, стекающую по поверхности суши, начиная от мелких струек, возникающих во время дождей и таяния снега, до самых крупных рек, подобных Волге, Амуру или Амазонке. Хорошо известно, что поверхностная текучая вода - один из важнейших факторов денудации суши и преобразования лика Земли. Все воды, стекающие по поверхности Земли, производят различного вида работу. Разрушая горные породы и перенося продукты их разрушения в виде гальки, песка, глины и растворенных веществ, текучие воды способны в течение миллионов лет сравнять с землей самые высокие горные хребты. В то же время вынесенные ими в моря и океаны продукты разрушения горных пород служат главным материалом, из которого возникают мощные толщи новых осадочных пород.

Реки производят эрозионную, переносную и аккумулятивную работу. В большинстве речных долин развиты поймы и надпойменные речные террасы: эрозионные; эрозионно-аккумулятивные, или цокольные; аккумулятивные. В устьевых частях одних рек формируются дельты, в других - эстуарии.

Экспозиция представлена образцами речных (аллювиальных) отложений. Обращает на себя внимание макет Большого каньона р. Колорадо, Северная Америка.

Геологическая деятельность подземных вод (витрина 19)

К подземным водам относятся все природные воды, находящиеся под поверхностью Земли в подвижном состоянии. Вопросы происхождения, движения, развития и распространения подземных вод являются предметом изучения специальной отрасли геологической науки - гидрогеологии (греч. "гидро" - вода). Подземные воды тесно связаны с водой атмосферы и наземной гидросферы - океанами, морями, озерами, реками. В природных условиях происходит непрерывное взаимодействие этих вод, так называемый гидрологический круговорот. Скорость движения подземных вод зависит от водопроницаемости пород. С подземными водами связан карстовый процесс, выраженный в виде различных форм: карр, понор, карстовых воронок, котловин и пещер. В пещерах формируются сталактиты и сталагмиты. С подземными водами связаны оползни, суффозии и грязевой вулканизм.

Рисунки и схемы экспозиции рассказывают об особенностях циркуляции подземных вод, накоплении их в артезианских бассейнах, образовании карстовых пещер и воронок. В витрине выставлены гипсовые и кальцитовые розы, коллекция сталактитов, сталагмитов и других натечных образований.

Геологическая деятельность вод озер и болот (витрина 19)

Озерные впадины могут быть экзогенного и эндогенного происхождения, которые делятся на плотинные и континентальные. Широко развиты платинные впадины экзогенного происхождения. Котловинные впадины экзогенного происхождения разнообразны по своему происхождению (из них наиболее распространены котловины связанные с ледниковой деятельностью). Озерные отложения образуются за счет сноса с континента механически разрушенного материала (терегеные осадки), х имически преобразованного (в солевых озерах – накопление галоидных соединений, скопление известняков и мергелей; в пресных озерах – доломит; в озерах тропического климата – образуются, залежи алюминиевых руд) или за счет жизнедеятельности живых организмов (известняк ракушечник, диатонические водоросли – диатомит, сапропель).

Большое значение, как горючие полезные ископаемые, имеют органические отложения, образующиеся в болотах. Низинные болота часто образуются на месте открытых озерных впадин в результате заполнения их осадками или донной растительностью. Верховные болота располагаются на возвышенностях и образуются путем заболачивания лугов, лесов. Их питание происходит за счет атмосферных осадков. Приморские болота расположены на низменных морских побережьях с влажным климатом. В тропиках и субтропиках такие болота покрыты мангровой растительностью. Органические осадки в болотах постепенно превращаются в торф, бурый уголь, каменный уголь и наконец, в антрацит. Главным источником накопления торфа и угля служит растительная клетчатка. Возникающая за счет крахмала, который синтезируется растениями.

Экспозиция представлена коллекцией образцов озерных отложений (илы, соль, сода, сапропель и др.). Графический материал экспозиции знакомит посетителей с различными по происхождению типами озер и процессами образования болот.

Геологическая деятельность вод морей и океанов (витрина 16, шкаф 17)

Мировой океан занимает 71,8% поверхности Земли. К планетарным формам рельефа относятся: подводная окраина материков - шельф, материковый склон с подножьем, ложе океана, глубоководные желоба, срединно-океанские хребты, подводные вулканы. Абразионная работа моря вызывает образование волноприбойных ниш и отступание берега. При наличии прибрежных течений образуются пляжи, косы, пересыпи (томболо), примкнувшие намывные террасы. Средняя соленость морской воды 3,5%. Среди органического мира выделяются бентос, планктон и нектон. В океанах и морях распространены различные типы осадков: терригенные; органогенные; вулканогенные; хемогенные; полигенные. Все генетические типы осадков в своем распространении подчиняются климатической, вертикальной и циркум-континентальной зональностям.

В экспозиции представлены образцы пород из прибрежных и более глубоководных зон (песок, галька, ракушняк, глубоководные илы, железо-марганцевые конкреции и др.).

Ледники (шкаф 9)

Ледники - это естественные массы кристаллического льда (вверху - фирна), находящиеся на поверхности Земли в результате накопления и последующего преобразования твердых атмосферных осадков (снега). Площадь современных ледников 16 млн. км2 или около 11% суши. Среди них развиты материковые и горные ледники. Предгорные ледники представляют собой слившиеся горные ледники, выходящие в предгорья. Движение ледников связано с пластическим или вязкопластическим течением льда. При движении ледников происходит интенсивная экзарация (разрушение) горных пород подледного ложа. Одновременно с экзарацией происходит перенос и аккумуляция. К ледниковым отложениям относятся морены, среди которых различают донные, абляционные, конечные. К водно-ледниковым отложениям относятся озы, камы, камовые террасы, а в приледниковых областях - зандры, лимногляциальные (озерные) отложения и лёссы.

Продукты деятельности движущихся ледников представлены образцами валунов с сохранившимися шрамами и бороздами, ленточных глин, плитами коренных пород ледникового ложа с полированными поверхностями, царапинами и шрамами и др. На стенде «Работа льда» показаны формы современного ледникового рельефа, типы ледников и ледниковых отложений.