Вивітрювання

Вивітрювання — сукупність багатьох чинників: коливань температури; хімічного впливу різних газів (02) і кислот (вуглекислота) растворённых у питній воді; впливу органічних речовин, які виникають внаслідок життєдіяльності рослин та тварин і за розкладанні їх залишків; расклинивающего дії коренів чагарників і дерев. Іноді ці чинники діють разом, іноді окремо, але вирішальне значення мають різка зміна температури водну режим. У залежність від переважання тих чи інших чинників виділяють фізичне, хімічне і биогенное вивітрювання. г.

Фізичне вивітрювання проявляється у механічному руйнуванні корінних гірських порід під впливом сонячної енергії, атмосфери і води. Гірські породи піддаються то нагріванню, то охолодження. При нагріванні відбувається розширення й збільшення його обсягу, при охолодженні - стиснення і зменшення обсягу. Це розширення й стиснення досить низькі; але, переміняючи одне одного не що і не на два, а цілі сотні й тисячі років, вони, зрештою, знайдуть свою дію. Гірські породи складаються із різних мінералів, одні у тому числі розширюються більше, інші менше. За рахунок різного розширення цих мінералах виникають великі напруги, кількаразові дії яких призводять, зрештою, до послаблення перетинів поміж мінералами і порода розсипається, перетворюючись на скупчення дрібних уламків, щебеню, грубого піску. Особливо інтенсивно руйнуються багато мінеральні гірські породи (граніти, гнейси та інших.). З іншого боку, коефіцієнт лінійного розширення у однієї й тієї ж мінералу є неоднаковим у різних напрямах. Ця обставина при коливаннях температури викликає напруження і порушення зчеплення мінеральних зерен й у одно-минеральных породах (вапняк, піщаник), що призводить зі временим до разрушению.

На швидкість вивітрювання впливає величина що становлять її мінеральних зерен, і навіть їх забарвлення. Темні породи нагріваються, а отже, розширюються більше, ніж світлі, які сильніше відбивають стане сонячне проміння. Така ж значення має і колір окремих зерен в породі. У породі, що з зерен різного кольору, зчеплення зерен буде слабшати швидше, ніж у породі, що з зерен одного кольору. Найменш стійкі до зміни холоду та спеки породи, які з великих зерен різного цвета.

Послаблення зчеплення між зернами призводить до того, що це зерна відокремлюються друг від друга, порода втрачає міцність і розсипається за свої складові, перетворюючись з твердого каменю в вразливий пісок чи дресву.

Температурное вивітрювання особливо активно відбувається у областях з спекотним континентальним кліматом — в пустельних районах, з дуже великі добові перепади температури і характерно відсутність або вельми слабке розвиток рослинного покриву, мала кількість атмосферних опадів. З іншого боку, температурное вивітрювання дуже інтенсивно протікає на схилах високих гір, де повітря прозорішим і інсоляція набагато більше, ніж сусідніх низменностях.

Що Руйнує дію на гірські породи у пустелі надають кристалики солей, які утворюються при випаровуванні води в найтонших тріщинках і які збільшують тиск з їхньої стінки. Капилярные тріщинки під впливом цього тиску розширюються, і монолітність породи нарушается.

Різні породи руйнуються із швидкістю. Великі єгипетські піраміди, складені з брил жовтуватих пісковиків, щорічно втрачають 0,2 мм свого зовнішнього шару, що зумовлює нагромадженню осипів (у підніжжя піраміди Хуфу утворюються осипу обсягом 50 м3/рік). Швидкість вивітрювання вапняків становить дві -3 див на рік, а граніт руйнується набагато медленнее.

Іноді вивітрювання призводить до своєрідному чешуйчатому шелушению, званому десквамація порід. Це відшаровування тонких платівок від поверхні оголених порід. Через війну неправильні формою брили перетворюються на майже правильні кулі, схожі на кам’яні гарматні ядра (наприклад, у Східній Сибіру, в долині річки Нижня Тунгуска).

Під час дощу утёсы намокають: одні породи — пористі, сильно трещиноватые — більше, інші - щільні - менше; потім вони знову висихають. Попеременное висихання і намокання теж б'є по ослабленні зчеплення частиц.

Ще сильніше діє вода, замерзающая в тріщинах, а також дрібніших пустотах (порах) гірських порід. Це відбувається восени, коли після дощу вдарить мороз, чи навесні, після теплого дня, коли на припёке тане сніг і вода проникає вглиб утьосов, а вночі замерзає. Значне збільшення обсягу замерзала води викликає величезне тиск на стінки тріщин, і порода розколюється. Особливо це для високих полярних і субполярных широт, соціальній та гірських районах, переважно вище сніговий кордону. Тут руйнація гірських порід відбувається переважно під впливом механічного впливу періодично замерзала води, що у порах і тріщинах гірських порід (морозне вивітрювання). У високогірних областях скелясті вершини, зазвичай, розбиті численними тріщинами, які підніжжя приховані шлейфом осипів, сформованими за рахунок выветривания.

Завдяки виборчому вивітрюванню з’являються різноманітні «дива природи «як арок, воріт тощо., особливо у пластах пісковиків. Для багатьох районів Кавказу та інших гір дуже характерні звані «боввани «- пірамідальні стовпи, увінчані великими самоцвітами, навіть цілими брилами розміром 5 — 10 метрів і більш. Ці брили захищають від вивітрювання і розмивання нижележащие відкладення (що утворюють стовп) і нагадують капелюшки гігантських грибов.

На північному схилі Ельбрусу близько знаменитих джерел Джилысу є яр, званий «Яр Замків «- Кала — Кулак, «замки «представлені величезними стовпами, складеними з щодо пухких вулканічних туфів. Ці стовпи увінчані великими брилами лав, раніше слагавших морену, льодовикове відкладення, вік якого 50 тис. лет.

Морена згодом зруйнувалася, а частина брил зіграла роль «капелюшки гриба », предохранившей «ніжку «від розмиву. Такі самі піраміди є і долинах річок Чегем, Терек й у ін. місцях Північного Кавказа.

Водночас і взаємозалежне з фізичною выветриванием при відповідні умови відбувається процес хімічного вивітрювання, викликає істотних змін у первинному складі мінералів і безпеку гірничих порід й освіту нових мінералів. Головними чинниками хімічного вивітрювання є: вода, вільний кисень, вуглекислий на газ і органічні кислоти. Особливо сприятливі умови для такого вивітрювання створюються у вологому тропічному кліматі, у місцях з багатою рослинністю. Там має місце поєднання великий вологості, високої температури і впровадження величезного щорічного осаду органічної маси рослинних залишків, внаслідок розкладання яких значно зростає концентрація вуглекислоти і органічних кислот. Процеси, які відбуваються при хімічному выветривании, може бути було зведено до наступним основних хімічних реакцій: окислювання, гідратація, розчинення і гидролиз.

Окислювання добре розвинене, наприклад, в залізних рудах Курської магнітної аномалії, де мінерал магнетит (FeFe2O4) перетворюється в хімічно більш стійку форму — гематит (Fe2O3), утворює багаті рудні «залізні капелюхи », тобто. скупчення хорошою руди. Багато осадові гірські породи, такі, як піски, пісковики, глини, містять включення залізистих мінералів, вирізняються в буре чи охристый колір, який би на окислювання цих металлов.

Гідратація пов’язані з приєднанням води до мінералу. Таким чином, ангідрит (CaSo4) перетворюється на гіпс (CaSo4.2H2O), у якому дві молекули води. При гідратації відбувається збільшення обсягу породи, деформація її й покриваючих отложений.

При гідролізі, тобто. розкладанні складного речовини під впливом води, польові шпаты переходять, зрештою, в мінерали групи каолинита — білі пластичні глини (їх роблять найкращий порцеляна), містять алюміній, кремній і молекули води. Гора Каолинь у Китаї складена саме такими глинами.

При розчиненні з гірської породи видаляються деякі хімічні компоненти. Такі породи, як кам’яна сіль, гіпс, ангідрит, розчиняються у питній воді дуже добре. Вапняки, доломиты і мармури розчиняються трохи гірша. У воді завжди міститься вуглекислота, яка, вступаючи у взаємодію Космосу з кальцитом, розкладає його за іони кальцію і гідрокарбонату (HCo3-). Тому вапняки завжди виглядають як піддані травленню, тобто. виборчому розчинення. Там утворюються жолобки, пагорбки, виїмки. Якщо вапняк місцями «відчуває окремнение «(заміщення кремнезёмом) і більш міцним, то ці ділянки при выветривании завжди виступатимуть, створюючи, наприклад, таких форм рельєфу, як возвышенности.

Биогенное вивітрювання пов’язані з активним впливом на гірські породи рослинних і тварин організмів. Навіть під час самої гладкою скелі селяться лишайники. Вітер заносить їх дрібні суперечки в тонкі тріщини чи прилепляет до мокрою од дощівки поверхні, і вони проростають, щільно прикріпляючись до каменя, ссуть потім із нього разом із вологою солі, потрібні їм життю, та поступово роз'їдають поверхню каменю й розширюють тріщини. До разъеденному каменю легше чіпляються, а розширені тріщини більше набиваються дрібні піщини і порошини, які приносить вітер чи змиває вода з вышележащего схилу. Ці піщини і порошини помалу утворюють грунт вищих рослин (трав, квітів). Їх насіння приносяться вітром, потрапляють у тріщини й у пил, набившуюся між слоевищами лишайників і прилиплу до разъеденному їм утёсу, проростає. Коріння рослин заглиблюються в тріщини, розштовхують убік шматки породи. Тріщини розширюються, у яких набивається ще більше пилу й перегною від віджилих трав та його коренів, — і вже підготовлено місце для великих кущів і дерев, насіння які також заносяться вітром, водою чи комахами. У кущів і дерев коріння багаторічні і товсті; проникаючи в тріщини і товщаючи з роками, принаймні зростання, діють як клини, розширюючи тріщину дедалі більше і больше.

Руйнації порід сприяють різноманітні тварини. Гризуни риють дуже багато нір, рогатий худобу витоптує рослинність; навіть хробаки і мурахи руйнують поверхневий пласт почвы.

Котрі Виділяються при розкладанні органічних залишків вуглекислий на газ і гуминовые кислоти потрапляють у воду, котра внаслідок цього різко збільшує свою що руйнує здатність. Рослинний покрив сприяє нагромадженню вологи і органічних речовин, у грунті, завдяки чому збільшується час впливу хімічного вивітрювання. Під прикриттям грунту вивітрювання відбувається інтенсивніше, т.к. гірську породу розчиняють ще й органічні кислоти, які у грунті. Бактерії, які поширені повсюдно, утворюють такі речовини як азотна кислота, вуглекислий газ, аміак та інші, які б якнайшвидшому розчинення мінералів, які у гірських породах.

Отже, процеси фізичного, хімічного, биогенного вивітрювання йдуть постійно зростає і повсюдно. Від них повільно, але неминуче руйнуються навіть дуже міцні гірські породи, поступово перетворюючись на дресву, пісок, і глину, які водними потоками переносяться на величезні відстані і наприкінці кінців, знову отлагаются в озёрах, океанах і морях.

У процесі вивітрювання виникають дві групи продуктів вивітрювання: рухливі, які відносяться те що чи інше відстань, і залишкові, що залишаються дома своєї освіти. Залишкові, несмещенные продукти вивітрювання є одне з найважливіших генетичних типів континентальних утворень і називаються элювий.

Сукупність продуктів вивітрювання різних за складу элювиальных утворень верхню частину літосфери називається корою вивітрювання. Формування кори вивітрювання, склад що становлять її утворень і потужність змінюються залежно від кліматичних умов — поєднання температури і вологості, надходження органічного речовини, і навіть від рельєфу. Найбільш сприятливим на формування потужних корів вивітрювання є щодо вирівняний рельєф поєднання високої температури, великий вологості і кількість органічних веществ.

Элювий може складатися з великих уламків і з дрібних, які виникають при подальшому руйнуванні, у якому головну роль грають хімічні агенти. Під впливом води що містить кисень і вуглекислий газ, все породи, в результаті розширення зрештою, перетворюються на пісок, чи супесь, чи суглинок, чи глину залежно від своєї складу кварцит перетвориться на чистий пісок, білий чи жовтуватий, піщаник дасть глинистий пісок, граніт — спочатку дресву із окремих зерен, та був суглинок, сланець — глину. Вапняк, зазвичай нечистий, втрачає вапно, яку розчиняє і несе вода, залишаючи домішки як глини, чистої води чи піщаної. Ці кінцеві продукти вивітрювання в элювии змішані з перемінним кількістю щебеню і уламків, що у різних стадіях свого изменения.

З элювием пов’язані родовища бокситів, у тому числі отримують алюміній, каолінів, бурого залізняку й інших копалин. При руйнуванні корінних гірських порід вивільняються які у них стійкі мінерали. Вони можуть утворювати цінні мінеральні скупчення — розсипи. Наприклад, элювиальные розсипи алмазів над кимберлитовыми трубками, розсипи золота над золотоносними жилами.

Продукт вивітрювання які перебувають на схилах крейдяних гір і долин, називають делювием, який відрізняється від элювия тим, що його складові не перебувають у місці початкового освіти, а сповзли чи скотилися під впливом сили тяжкості вниз. Усі схили вкриті більш-менш товстим шаром делювия. Яр, смачиваемый водою, може зміщатися, повзти вниз по схилу, зазвичай надто повільно, непомітно для очей, іноді - швидко. Дуже просякнуте водою, він перетворюється на густу бруд, яка повзе вниз, зриває і бгає дерновый покрив, вириває кущі й навіть валить при своєму русі росшие на делювии дерева. Такі грязьові потоки, іноді значної довжини і ширини, спостерігалися у багатьох країнах. На дні долини вони зупиняються, створюючи поля густий бруду з грудками дёрна, поваленими деревами, і кустами.

У підніжжя разрушающихся утьосов, отвалившиеся від нього уламки накопичуються, створюючи на схилах великі осипу, часто легко рухливі й важко проходить, які з великих брил або з щебеню, що повзе під ногами вниз. На пласкою поверхні гірських вершин виходи твердих порід розпадаються при выветривании деякі частини, перетворюючись на суцільну розсип брил, стирчить врізнобіч. Ці розсипи особливо часті в Сибіру та Арктиці, де їх утворюються при спільну роботу сильних морозів і вологи туманів, дощів і який тане снігу. Та й у теплому кліматі вершини гір, поднимающиеся над лінією постійного снігу, де клімат майже арктичний, руйнуються швидко й прокурори дають стрімкі осипу і россыпи.

" Так, потихеньку, через дні, у дня з кожним роком, із століття у XXI століття, працюють непомітні сили над руйнацією гірських порід, за їх выветриванием. Як вони працюють, ми помічаємо, але плоди їх праць видно скрізь: суцільна тверда скеля, яка спочатку була розсічена лише тонкими тріщинами, виявляється, завдяки вивітрюванню, більш-менш сильно зруйнованої; перші тріщини розширено, з’явилися нові у ще більшому числі; від усіх кутів і країв відвалилися малі й великі шматки і тут ж купками біля підніжжя скелі чи скотилися вниз схилом, створюючи осипу. Гладка поверхню скелі стала шорсткуватої, поїденою; у ньому місцями видно лишаї, місцями вибої та щілини, місцями чорні чи іржаві патьоки ". (Обручев).

Список використаної литературы:

1. Обручев В. А. Цікава геологія. М.: вид-во Академії наук СССР, 1961.

2. Судно М. М. Геологія. М.: вид-во МНЭПУ, 1996 3. Енциклопедія для дітей: ГЕОЛОГІЯ. М.: Аванта+, 1995 4. Якушева А. Ф. Динамічна геологія. М.: Просвещение, 1970.