Главная Случайная страница


Полезное:

Как сделать разговор полезным и приятным Как сделать объемную звезду своими руками Как сделать то, что делать не хочется? Как сделать погремушку Как сделать так чтобы женщины сами знакомились с вами Как сделать идею коммерческой Как сделать хорошую растяжку ног? Как сделать наш разум здоровым? Как сделать, чтобы люди обманывали меньше Вопрос 4. Как сделать так, чтобы вас уважали и ценили? Как сделать лучше себе и другим людям Как сделать свидание интересным?


Категории:

АрхитектураАстрономияБиологияГеографияГеологияИнформатикаИскусствоИсторияКулинарияКультураМаркетингМатематикаМедицинаМенеджментОхрана трудаПравоПроизводствоПсихологияРелигияСоциологияСпортТехникаФизикаФилософияХимияЭкологияЭкономикаЭлектроника






Экзогенные процессы





Экзогенными (греч. " эксос " - снаружи, " генесис " - происхождение) процессами называются процессы внешней динамики Земли, обусловленные действием внешних агентов и происходящие в приповерхностной зоне.

Экзогенные причины условно можно поделить на 2 группы:

1) земные: выветривание, геологическая деятельность ветра, поверхностных текучих вод, подземных вод, ледников, морей и океанов, гравитационные процессы и др.

2) космические: воздействия Луны; планет; комет и астероидов; Солнца; Галактики (звезд). В этом случае вихри и бури разнообразных солнечных (и космических) излучений; энергия развития собственного земного вещества и силы вращения Земли, приливные напряжения, вызванные притяжением Луны, Солнца и планет.

Условность такого деления обусловлена тем, что такие земные процессы как изменения климата и метеорологических условий в значительной степени обусловлены космическими процессами.

Особняком стоят экологические воздействия (человеческий фактор): техногенные изменения, связанные с производством и разработкой недр, войнами, строительными работами и др.

Экзогенные геологические процессы (земные.)

Выветриванием называется совокупность процессов физического, химического и биологического преобразования и разрушения минералов и горных пород. Процессы выветривания тесно связаны с взаимодействием поверхностной части земной коры с атмосферой, гидросферой и биосферой. Часть земной коры, где происходит преобразование минералов, называется зоной выветривания или зоной гипергенеза.

Условно выделяют 2 взаимосвязанных фактора выветривания: химический и физический.

Химическим выветриванием называется качественное изменение структуры и состава минералов и замещение их новыми под воздействием обладающих окисляющей и растворяющей способностью кислорода, углекислоты и других химически активных элементов, содержащихся в атмосферных и почвенно-грунтовых водах. Химическое выветривание сопровождается процессами окисления, гидратации, растворения и гидролиза. Воздействие на горные породы оказывают находящиеся в воде растворенные ионы ОН-, НСО3 -, SO2 2-, Cl-, Ca2+, Mg2+, Na+, K+. Они способны замещать заряженные атомы в кристаллах или взаимодействовать с ними, нарушая первичную кристаллическую структуру минералов.

Насыщенные углекислотой поверхностные атмосферные осадки, просачиваясь сквозь поры и трещины в горных породах, окисляют и растворяют (выщелачивают) их. При этом из горных пород выносятся такие химические компоненты, как хлориды, сульфаты, карбонаты, и образуются новые минералы, соответствующие определенным физико-химическим условиям. В результате растворяющей деятельности атмосферных вод на поверхности растворимых пород образуются борозды, воронки, котловины. С процессами химического выветривания в самой верхней части земной коры связано образование слоя плодородной почвы.

Химическому выветриванию содействует деятельность животных и растительных организмов. Например, моллюсков, просверливающих норы в прибрежных скалах. Они разлагают первичные минералы, поглощая из разрушаемой породы питательные химические элементы. Корни деревьев, растущих в трещинах горных пород, также оказывают на них биохимическое воздействие.

Физическое выветривание (или физическое разрушение) горных пород происходит под воздействием солнечной энергии (температурное выветривание) и воды (механическое выветривание). Оно сильнее всего проявляется в областях с резким колебанием температуры дня и ночи. Теплым днем горные породы разогреваются и расширяются в объёме. А ночью, охлаждаясь, вновь сжимаются. При этом одни минералы расширяются больше, а другие - меньше. Этого достаточно для того, чтобы ослабить силы сцепления между отдельными минеральными зернами. В результате в горных породах возникают трещины, и породы раскалываются на отдельные обломки.

Вода участвует в физическом выветривании следующим образом. Так, 1 г воды при 4°С имеет объем равный 1 куб. см. А в твердом агрегатном состоянии (0°С) объём 1 г льда занимает 1,000132 куб. см. Проникая в трещины и пустоты горных пород, вода замерзает и оказывает на их стенки громадное давление (более 2000 кг/см2). Это приводит к разрушению и дроблению коренных пород.

Геологическая деятельность ветера (Эоловая деятельность) (греч. «Эол» - Бог ветра) – это процессы, обусловленные деятельностью ветра по созданию им форм рельефа и отложений.

Переносимые воздушными струями твердые песчинки обтачивают, истирают и полируют поверхность горных массивов. Ветер, разрушая горные породы и выдувая из них песчинки и более крупные обломки, создает замысловатые "формы рельефа" (рис.6.1).

Видыгеологической деятельности ветра. Геологическая деятельность ветра состоит из 4 видов: дефлязии (выдувание и развевание), коррозии (обтачивание и соскабливание), пореноса, аккумуляции (отложение).

Дефляция - разрушение, раздробление и выдувание ветром (воздушными струями) рыхлых горных пород на поверхности Земли (дефляцией - лат. " дефляцио " - выдувание).

Коррозия (корразия). Процесс разрушения горных пород с помощью переносимых ветром твердых частиц называется коррозией (лат. «корразио» - обтачивание).

Перенос и аккумуляция. Ветер не только оказывает динамическое воздействие на горные породы. Он переносит на огромные расстояния рыхлый материал. Наиболее ярко деятельность ветра проявляется в пустынях, которые занимают 20% поверхности континентов. Таким путем накапливались мощные толщи лессовых отложений.

Деятельность поверхностных текучих вод. Под текучими водами понимаются все виды поверхностного стока на суше от струй, возникающих при выпадении дождя и таяния снега, до самых крупных рек. В их деятельности выделяют 3 составляющие: разрушение, перенос, отложение (аккумуляция).

По характеру и результатам деятельности выделяют 3 вида поверхностного стока вод: плоскостной безрусловой склоновый сток, сток временных русловых потоков, сток постоянных водотоков (рек).

Эрозия - разрушение горных пород и почв путем смыва их частиц (лат. " эродо " - размываю). Различают эрозию водными потоками:

- поверхностная - сглаживает неровности рельефа;

- линейная - расчленяет рельеф, вырабатывает ложбины, овраги и в конечном итоге долины;

- боковая - подмыв берегов рек;

- глубинная - углублении дна русла реки.

Эрозионная деятельность реки зависит от ее уклона: разности высот между истоком (или данной точкой в течении реки) и ее базисом эрозии – уровнем конечного бассейна, куда впадает река. Чем больше уклон русла, тем больше энергия водного потока. Наибольшая глубинная эрозия (наибольшее углубление дна русла) происходит в верхнем течении реки вследствие значительного уклона поверхности ее русла. В нижнем течении склоны пологие, и углубление русла здесь незначительное.

Режим рек изменяется во времени и проявляется чередованием в течение года периодов высокого (половодье или паводк) и низкого (межень) уровня воды. Количество воды в реках о время половодий увеличивается в 5-20 раз и более. Поймой называется возвышающаяся в межень непосредственно над руслом часть долины реки. В случае появления молодых эрозионных врезов в реке (при понижении базиса эрозии или поднятии суши) на месте плоскодонных хорошо разработанных долин формируется новая пойма на более низком гипсометрическом уровне. Участки прежнего дна долины, возвышающиеся в несколько ярусов над современной поймой, называются надпойменными террасами. Нумерацию надпойменных террас обычно начинают снизу от наиболее молодой к более древней (I, II, III, IV и т.д. рис. 6.2).

По строению террас различают:

- эрозионные (террасы размыва) характерные главным образом для горных рек с большим уклоном,

- аккумулятивные, когда все площадки и уступы сложены аллювиальными отложениями и

цокольные, или эрозионно-аккумулятивные, где нижняя часть уступа (цоколь) сложена коренными породами, а верхняя часть – аллювиальными отложениями.

Текучие воды существенно преобразуют рельеф поверхности континентов. В течение миллионов лет они уничтожают самые высокие горные хребты. Реки не только разрушают коренные горные породы, но и перемещают вниз по течению - в моря продукты разрушения и все, что попадается на их пути. В целом по земному шару денудация понижает поверхность суши со средней скоростью около 0,09 мм в год, или 9 см в тысячелетие. Количество переносимого реками обломочного материала и растворенных веществ велико. Подсчитано, что все реки земного шара ежегодно выносят в моря и океаны примерно 20 млрд. твердых веществ, полученных за счет разрушения суши.

Совокупность процессов сноса и удаления с возвышенностей продуктов выветривания горных пород с последующим их накоплением в понижениях рельефа называется денудацией (лат. " денудацио " - обнажение).

Осадконакопление. Текучие воды производят огромную геологическую работу по разрушению горных пород и переносу их обломков. Ежегодно реками к устью выносится около 20-25 куб. км. Песчано-глинистого материала. Переносимые текучими водами продукты разрушения горных пород осаждаются по пути продвижения водных потоков. На склонах возвышенностей скапливается делювий (лат. " делюо " - смываю). У выхода временного потока из горного ущелья на предгорную равнину поток теряет силу и переносимый им обломочный материал осаждается. Так образуются конусы выносов - веерообразно накопленные грубообломочные отложения, состоящие главным образом из галечников (более общее название - пролювий от лат. " пролюо " - промываю).

На дне пологого речного русла осаждается обломочный материал, называемый аллювием (лат. " аллювио " - нанос). В аллювии часто концентрируются различные ценные минералы, вымываемые из коренных пород. Они образуют россыпные месторождения золота, платины, алмазов, рубина, титанистого железняка, касситерита и других минералов. При впадении рек в моря и озера происходит резкое понижение скорости речного потока. Вследствие этого принесенный реками обломочный материал осаждается в устье реки. Здесь образуется широкий песчаный треугольный конус выноса - дельта. Дельты рек занимают иногда значительные площади. Наземная дельта переходит в подводную дельту (авандельту).

Выносимые в огромном количестве реками обломки горных пород и растворенные химические вещества являются источником образования морских осадков. Последние играют основную роль в строении осадочного слоя земной коры.

Особое экологическое значение на границе литосферы с атмосферой и гидросферой имеют почвы, илы и коры выветривания.

Осадконакопление и почвообразование. Почва— верхний горизонт лито­сферы, который нередко называют кожей нашей планеты, вовлеченный в биологический круговорот при участии микроорганизмов, растений и жи­вотных, область наивысшей геохимической энергии жи­вого вещества. Особенно велика в почве роль ми­кроорганизмов, которых в каждом грамме почвы содержатся миллионы и миллиарды. Сущ­ность процессов почвообразования заключается в разложении органических веществ микроорганизмами. Поэтому мерилом интенсивности почвообразования слу­жит количество органического веще­ства, разлагающегося в почве за год. Наиболее интенсивны процессы раз­ложения во влажных тропиках и сла­бы в тундре и пустынях.

Разлагая остатки растений и жи­вотных, микроорганизмы поставляют в почвенные растворы СО2, органиче­ские кислоты и другие органические соединения, делают их химически вы­сокоактивными. Чем больше ежегод­но разлагается органического веще­ства, тем богаче почва химически ра­ботоспособной энергией, тем дальше она от равновесия. Почвы — это особо неравновесные, чрезвычайно динамич­ные биокосные системы. По составу, строению и физико-химическим условиям в почвах выделяют несколько горизонтов почвенного профиля. Для большинства почв максимальное накопление гумуса и многих элементов наблюдается в верхней части (горизонт А1). Под верхним гумусовым горизонтом располагается горизонт А2 из которого вымыто большинство подвижных элементов. Ниже располагается горизонт В, обогащенный минеральными и органическими веществами, вымытыми из верхней части почвы.

Средний элементарный состав почв отличается от среднего состава литосферы повышенным содержанием основных биогенных элементов (углерода, водорода, азота, серы) и пониженными концентрациями некоторых тяжелых элементов (хрома, кобальта, никеля, мышьяка, цинка) (рис.6.3).

Состав индивидуальных почв зависит от химического состава подстилающих горных пород и видового состава развивающейся в данных ландшафтно-климатических условиях флоры.

Почву можно рассматривать как особую природную мембрану (биогеомембрану), регулирующую взаимодействие между биосферой, гидросферой и атмосферой Земли, роль которой для планеты также важна, как роль кожного покрова для человека. Знание свойств почв позволяет заранее давать необходимые рекомендации правительствам для предотвращения угрозы локальных или широкомасштабных катастроф.

Почвенный покров – одно из главныхбогатствлюбого государства, поскольку на ней и в ней производится около 90% продуктов питания человечества.

Илы - это подводные осадки, развивающиеся на границе твердой и жидкой оболочек планеты. Как и в почвах в них происходят интенсивные процессы разложения органических и минеральных веществ, вынос и накопление отдельных элементов, их перераспределение между различными формами нахождения. В отличие от почв они растут снизу вверх, а потому твердое основания здесь играет значительно меньшую роль. Минеральное вещество здесь поступает сверху в результате гравитационного осаждения. Кроме того, здесь обычно не участвуют высшие растения.

Подводный аналог почв – ихнолиты – продукты подводного выветривания и растворения осадка, переработанные илоедами.

С отложения илов начинается первая стадия осадконакопления.

Н. М. Страхов выделяет четыре основных горизонта зональности илов (рис.6.4).

В верхнем, относительно маломощном горизонте, наблюдается наиболее интенсивная деятельность микроорганизмов и, связанное с этим накопление органического вещества. Под влиянием микроорганизмов и продуктов их жизнедеятельности происходит образование аутигенных минеральных новообразований (зона II). Дальнейшее перераспределение вещества в осадках приводит к образованию конкреций (concretio – стяжение) и окружающего их цемента (зона III). Дальнейшее уплотнение осадков приводит к отжатию влаги, дегидратации и литофикации – превращению илов в осадочные породы.

Корой выветривания называются рыхлые продукты изменения горных пород, образующиеся под почвой за счет поступающих из нее растворов. Для коры выветривания характерна инфильтрация атмосферных осадков, выщелачивание растворимых соединений, выветривание первичных алюмосиликатов с образованием глинистых минералов. Во всех этих процессах микроорганизмы принимают самое активное участие.

Основоположниками учения о корах выветривания являются Б.Б. Полынов и И.И. Гинзбург (1882-1965).

Поведение элементов в корах выветривания зависит от ландшафтно-климатических условий и минерального состава пород. Особое значение здесь приобретают процессы окисления минералов воздушным кислородом. Во многих случаях микроорганизмы являются активными катализаторами процессов разрушения первичных пород.

Выветривание протекало уже в докембрии. С древними корами выветривания, погребенными под более молодыми отложениями, связаны месторождения бокситов, каолинов, никеля, редких земель и других полезных ископаемых.

Подземные воды. К подземным водам относятся все природные воды, находящиеся под землей в подвижном состоянии. Вопросы происхождения, движения, развития, распространения подземных вод изучает гидрогеология.

Атмосферные осадки и талые снеговые воды сливаются в реки. Большая их часть впадает в моря или озера. Меньшая часть испаряется с поверхности Земли в атмосферу. Другая часть поверхностных текучих вод просачивается вглубь, пополняя подземные воды. Под воздействием подземных вод внутри пластов осадочных пород происходит растворение и вынос хлоридов, сульфатов, карбонатов, а следствием - формирование пустот, полостей и пещер. Этот процесс называется карстом - по названию горного известнякового плато Карст близ г. Триеста на побережье Адриатического моря, где карстовый процесс и карстовые формы наиболее полно развиты.

Горные породы содержат различные виды воды:

- пар,

- физически связанная, гигроскопическая и пленочная,

- свободная, капиллярная и гравитационная

- твердое состояние, кристаллизационная и химически связанная.

Выделяют зоны аэрации (почвенные воды и верховодка) и зонынасыщения (пластовые воды).

Геологическая работа льда (ледников). Немалую роль в разрушении коренных горных пород играют и ледники. Они занимают около 11% поверхности суши земного шара. А общий объем заключенного в них льда составляет около 30 млн. куб. км. Выделяют 3 основных типа ледников:

1) материковые (покровные)

2) горные

3) промежуточные (смешанные).

Антарктида занимает площадь 15 млн. кв. км. (с покровом до 4 км. высотой). Это естественные массы кристаллического льда. Лед обладает пластичностью и способностью течь под давлением. Скорость движения ледников составляет от 0,25 мм/ч до 1,25 м/ч.

Ледники. Существенно отличаются от морских и речных аллювиальных осадков ледниковые отложения. Переносимый и откладываемый ледниками обломочный материал – от тонких глинистых частиц до крупных валунов и глыб – называется мореной (рис.6.5). При отступлении ледника формируется конечная морена.

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.

Оледенения. По реконструкциям Н.М. Срахова и в периоды великих оледенений существовали тропические и аридные зоны, в которых формировались толщи красноцветов (рис. 6.6). Тем не менее, отступая, оледенения оставляли после себя области многовековой мерзлоты.

Вековая мерзлота (криолитозона) (греч. " криос " - холод) в настоящее время существует на значительной части приповерхностной зоны Земли. Она характеризуется отрицательной температурой почв и горных пород и наличием подземных льдов. В зоне мерзлых пород находится около четверти всей суши земного шара и 60% территории России (рис.6.7.). На севере мерзлые породы лежат сплошным пластом, южнее - в виде островов. Нижней границей криолитозоны является поверхность с температурой 0°С. Глубина ее залегания от нескольких метров в умеренных широтах до нескольких километров в высоких. В северных районах Сибири и Канады криолитозона уходит на глубину до 700 м.

На 1500 м в глубь земной коры ушла зона отрицательных температур в 450 км севернее алмазной столицы Якутии - г. Мирный. На той же широте у Верхоянска толща мерзлоты всего 250 м.

По времени существования выделяют области многолетнего и сезонного промерзания пород. Летом слой почвы оттаивает не более чем на 2 м, а глубже залегают ледяной грунт, промерзшие породы. Современная вековая мерзлота – это следы грандиозных оледенений, которые неоднократно охватывали нашу планету и особенно интенсивно в последний миллион лет. Тогда ледяные покровы в Европе продвигались южнее Киева и Воронежа, а в Северной Америке занимали большую ее часть. Всего лишь 10 тыс. лет назад ледяным панцирем целиком были покрыты Скандинавия и Карелия.

На территориях развития многолетней мерзлоты замедляются поверхностные биогеохимические процессы миграции элементов, в результате чего время реабилитация нарушений экологических равновесий существенно увеличивается.

Моря. Большую геологическую работу по разрушению горных пород и переносу их обломков производит море. Разрушительная работа моря называется абразией (лат. «абрасио» - соскабливание). Морские волны обладают колоссальной разрушительной силой. При сильных штормах сила удара морских волн может достигать 40 т/м2. Они разбивают даже самые крепкие породы. Под напором волн берег постепенно отступает в сторону суши.

Под действием волн обломки горных пород постоянно перемещаются, дробятся, истираются и постепенно превращаются в гальку, гравий и песок. Они образуют пляж – прибрежную полосу, покрытую галькой, гравием и песком.

Гравитационные процессы. Под действием силы тяжести продукты выветривания либо остаются на месте своего образования, либо скатываются вниз по склонам гор и оврагов и накапливаются у подножий. В первом случае они называются элювием (лат. " элюо " - вымываю), во втором - осыпями. На крутых обрывах под влиянием сил гравитации вследствие подмыва или насыщения водой склона могут происходить оползни, приводящие к большим разрушениям и человеческим жертвам. Крупные массы горных пород перемещаются (оползают) вниз по наклонной поверхности глинистого слоя. В горах с крутыми обрывистыми склонами под влиянием силы тяжести возникают обвалы больших масс горных пород, особенно во время землетрясений.

Date: 2015-09-25; view: 3170; Нарушение авторских прав; Помощь в написании работы --> СЮДА...



mydocx.ru - 2015-2024 year. (0.004 sec.) Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав - Пожаловаться на публикацию