ЭКЗОГЕННЫЕ ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ Экзогенные геологические процесс протекают в

Скачать презентацию ЭКЗОГЕННЫЕ ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ Экзогенные геологические процесс протекают в

Lektsia_2_Vyvetrivanie_veter.ppt

Количество слайдов: 169

ЭКЗОГЕННЫЕ ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ Экзогенные геологические процесс протекают в приповерхностной части земной коры на её границе с внешними геосферами Земли. Их энергетической основой являются энергия солнечной радиации и сил гравитации, а основными движущими факторами – ветер, вода, лёд, организмы, силы тяжести. Во всех экзогенных процессах можно выделить следующие стадии: денудация (разрушение); перенос (транспортировка); аккумуляция (накопление).

ВЫВЕТРИВАНИЕ Выветривание – это совокупность сложных процессов физического разрушения, химического и биохимического разложения минералов и горных пород. Эти процессы вызываются рядом факторов: Суточными и сезонными колебаниями температур. Механическим воздействием замерзающей воды. Разрастающейся корневой системы растений. Химическим воздействием воды и газов. Биохимическим воздействием органических кислот, образующих при жизни растений и животных. Выветривание – общепланетарный геологический процесс, происходящий повсеместно на территории суши. В едином и сложном процессе выветривания условно выделяют физическое, химическое и органическое (биогенное).

ФИЗИЧЕСКОЕ ВЫВЕТРИВАНИЕ Процессы физического выветривания приводят к механическому разрушению минералов и горных пород, т. е. к их измельчению и превращению исходной породы в щебень, дресьву, песок или глину. В зависимости от природы воздействующего фактора выделяют разновидности физического выветривания: температурное и морозное. Температурное выветривание. Этот вид физического выветривания происходит в результате колебания суточных и сезонных температур, вызывающих переменное нагревание и охлаждение горных пород. Это приводит к расширению и увеличению или к сжатию и уменьшению объёма пород. Многократное сжатие и разрушение минеральных зёрен разрушает породу. Поскольку прочность и монолитность даже у одной и той же горной породы разная, то одни её участки поддаются выветриванию быстрее, чем другие. Благодаря такому избирательному выветриванию появляются разнообразные «чудеса» природы в виде арок, столбов и ворот.

ФИЗИЧЕСКОЕ ВЫВЕТРИВАНИЕ

Морозное выветривание. При температурах 0 С вода замерзает в трещинах и порах горных пород. Она превращаясь в лёд, увеличивается в объёме более чем на 8 %, оставаясь при этом практически несжимаемой, она буквально разрывает горные породы. Наиболее подвержены морозному выветриванию микропористые, влагоёмкие осадочные породы (глины, суглинки, мергель, мел, карбонатные породы). Одним из результатов этого выветривания является образование 1. «Каменных морей» - сплошных россыпей глыб и щебня па плоских поверхностях скал; 2. Курумы – «каменные потоки» на склонах гор.

ХИМИЧЕСКОЕ ВЫВЕТРИВАНИЕ Химические процессы, протекающие в приповерхностной части земной коры с участием воды и кислорода, изменяют минералы и разрушают горные породы. Все химические реакции подразделяются на четыре группы: окисление, гидратация, растворение и гидролиз. Окисление Оно выражается в переходе низковалентных соединений в высоковалентные с присоединением кислорода. Уровень содержания кислорода в холодных водах в два раза больше чем в тёплых. Окислению, в первую очередь, подвержены минералы и горные породы, содержащие железо, серу, марганец, никель, кобальт и другие легко соединяющиеся с кислородом химические элементы. Наиболее интенсивно происходит окисление сульфидов. Так, окисление пирита может происходить по схеме: Fe. S+m. O 2+n. H 2 O – Fe 2 O 3*n. H 2 O Пирит лимонит

Гидратация Она связана с воздействием на минерал воды в жидком и газообразном состоянии. В процессе гидратации происходит перестройка внутренней структуры вещества за счёт присоединения к нему молекул воды. Примерами могут служить превращение ангидрита в гипс и гематита в лимонит. Ca. SO 4+2 H 2 O – Ca. SO 4*2 H 2 O Ангидрит гипс Растворение, или переход минерального вещества в раствор происходит под воздействием минеральных органических веществ. Интенсивность растворения зависит от химического состава горных пород и от температуры воды. Наиболее подвержены растворению осадочные породы, в меньшей степени метаморфические и магматические.

Гидролиз – это реакция разложения минералов под воздействием воды с разрушением и перестройкой их кристаллических решёток. Разложению подвергаются труднорастворимые минералы: силикаты и алюмосиликаты. Например, биотит, мусковит, серицит, которые переходят в каолинит по схеме слюды – гидрослюды – каолинит. Гидрослюды – неустойчивые, промежуточные продукты гидролиза. А химически устойчивый каолинит в зонах с умеренным климатом образует довольно мощные залежи. В тропическом, влажном климате каолинит распадается на гидрооксид алюминия Al 2 O 3*n H 2 O и кремнезёма Si. O 2*n. H 2 O. Гидрооксид алюминия – составная часть боксита. Эти продукты обычно остаются на месте и не выносятся за пределы места разрушения.

ОРГАНИЧЕСКОЕ ВЫВЕТРИВАНИЕ Животные и растения разрушают горные породы и минералы либо в процессах физического выветривания, либо химически, с помощью органических кислот, кислорода и углекислого газа. К продуктам выветривания относятся элювий и почвы.

Почвы представляют собой приповерхностный слой земной коры, способный к плодородию. В создании почвы принимают участие растительность, микроорганизмы, животные. В состав почвы входят также азот, углерод, водород, кислород. Кроме того, в ней содержится клетчатка растений, сера, фосфор, железо, органические кислоты. Почвы чрезвычайно разнообразны. На их состав влияют климат, растительный и животный мир и многое другое.

Почвы

Полезные ископаемые, связанные с процессами выветривания Наибольшее значение имеют элювиальные россыпи и месторождения коры выветривания. Элювиальные россыпи распространены очень широко. При разрушении гранитов образуются россыпи из зёрен кварца и полевых шпатов. Это аркозовые пески, которые используют в строительстве. При разрушении кварцевых песчаников и кварцитов образуются россыпи стекольных и кварцевых песков. С месторождениями коры выветривания связаны месторождения железа и бокситов.

ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ ВЕТРА Геологическая деятельность ветра связана с динамическим воздействием воздушных струй на горные породы. Она выражается в разрушении, размельчении пород, сглаживании и полировке их поверхности, перенесение мелкого обломочного материала с одного места на другое. Геологическую работу ветра часто называют эоловой (по имени бога ветров – Эола). Ветер – это движение воздуха относительно земли из области высокого атмосферного давления в область низкого давления. При перемещении воздушные массы с силой давят на препятствия; чем больше скорость перемещения, тем больше эта сила. По 12 бальной шкале Бофорта: 3 балла (скорость 5 м/с) имеет бриз, 8 -10 баллов (20 -25 м/с) - буря, 11 баллов (30 м/с) – штор, 12 баллов (более 35 м/с) - ураган.

Типы сильных ветров Циклоны – гигантские вихри. В начальной стадии диаметр циклона достигает 1000 км, а в конечной – значительно больше. Скорость ветра до 20 м/с. Тропические циклоны. В Атлантике их называют ураганами, в западной части Тихого океана – тайфунами. Скорость ветра достигает 70 м/с и более. Тропические циклоны опасны не только сильнейшими ветрами, но и высокой морской волной, которая смывает всё на своём пути.

Циклон

Ураган

Типы сильных ветров Наибольшие скорости ветра возникают в грозовых облаках. Струи воздуха закручиваются и образуют смерч – вращающуюся воздушную воронку, которая суживается в сторону Земли. Смерч, как штопор, ввинчивается в землю, разрушает горные породы и втягивает рыхлый материал в глубь воронки. Скорость движения ветра в воронке измеряется сотнями километров в час (до 1000 – 1300 км/ч). Смерч может производить огромную разрушительную работу. Ветер совершает большую работу, непосредственно изменяя лик Земли. Он разрушает горные породы и минералы, перенося продукты разрушения, и отлагая их там, где скорость ветра уменьшается.

Смерч

Разрушительная работа ветра Разрушение ветром горных пород происходит наиболее интенсивно в районах с резко континентальным климатом, где мал или отсутствует растительный покров: в пустынях, в горах, на морских побережьях. Дефляция (в переводе с лат. – выдувание) – это непосредственное воздействие ветра на рыхлые породы. 1. Плоскостная дефляция действует там, где скорость ветра велика, а растительный покров мал или уничтожен человеком. Сильный ветер сдувает верхний слой почвы, а иногда и весь почвенный покров. Суховеи, или чёрные бури, - страшный бич юга Европейской части России. Дефляция широко развита и в пустынях. Наиболее эффективное средство борьбы с ней – растительность, так как она гасит дефляцию.

2. Бороздовая дефляция возникает в расщелинах, колеях дорог, в углублениях, где резко увеличивается скорость ветра. Результаты бороздовой дефляции пород поразительны. Так, в Средней Азии выемки дорог местами опущены до 6 м; в Китае такие каньонообразные дороги достигают глубины в 30 м. 3. Сотовое или ячеистое выветривание – разновидность избирательной дефляции на крутых подветренных склонах выходов коренных пород. Из них выдуваются продукты выветривания легко разрушающихся минералов – кальцита,

Корразия (лат. обтачивание) – процесс обтачивания горных пород и минералов твёрдым материалом в виде различных обломков, которые переносят движущийся воздух, вода, лёд. Миллиарды песчинок, царапающих горные породы миллионы лет, значительно изменяют облик Земли. Вместе с дефляцией корразия приводит к образованию различных форм отдельности: столбов, каменных грибов, качающихся камней и др.

Транспортирующая способность ветра Чем больше скорость ветра, тем крупнее обломки он может переносить. Ветер со скоростью 7 м/с переносит во взвешенном состоянии пыль и мелкий песок; при скорости 20 м/с – обломки до 5 мм. Но скорости ветра бывают и значительно больше, соответственно возрастают и размеры переносимых предметов. Так в 1904 г. в Москве смерч поднял городового на 4 м и опустил на землю, протащив в общей сложности около 100 м.

Аккумулирующая способность ветра Обломочный материал, который переносит ветер, с уменьшением его скорости начинает оседать на землю. Вначале это крупные обломки: щебень, песок, затем - мелкие: песок и пыль; дальше всего переносятся глинистые частицы. Среди аккумулятивных отложений, образующихся в результате геологической деятельности ветра, выделяются два основных генетических типа: эоловые пески и лёссы.

Особенности эоловых песков Эоловые пески – отличаются от песков иного генезиса целым рядом характерных особенностей: хорошей окатанностью зёрен; значительной отсортированностью по зернистости; преобладанием в составе устойчивых минералов (кварц, полевой шпат, реже частицы соли, глин, гипса, вулканического песка и пепла); преимущественно жёлтой, желтовато- коричневой или красноватой окраской; неправильной слоистостью, что свидетельствует о частом изменении направления ветра.

Наиболее интенсивная аккумуляция песков происходит в области пустынь, где их мощность может достигать нескольких десятков метров. Массы постоянно перемещающихся песков создают своеобразные формы микрорельефа: песчаные бугры, дюны, барханы и гряды.

Аккумулирующая способность ветра Песчаные бугры образуются наподобие снежных бугров при хаотичном движении ветра путём накопления материала возле различных препятствий. Дюны – удлинённые холмы с округлыми вершинами и более пологими наветренными склонами. Дюна не остаётся на месте, а постепенно передвигается под воздействием ветра в глубь материка. Высота дюн колеблется от 5 до 30 м. Дюны соединяются вместе и выстраиваются в дюнные гряды, расположенные перпендикулярно к направлению господствующих ветров.

Дюна

Дюны

Аккумулирующая способность ветра В песчаных пустынях процесс образования холмов, аналогичных дюнам, приводит к образованию барханов – холмов, в плане напоминающих полумесяц. Характерной чертой их являются заострённые концы (рога), выдающиеся вперед по направлению движения ветра. Высота барханов колеблется от 3 до 15 м. Одиночные барханы встречаются редко, чаще они сливаются друг с другом, образуя барханные гряды.

Барханы

Аккумулирующая способность ветра Лёсс – это пористая светло-жёлтая порода, в составе которой преобладают частицы размером от 0, 05 до 0, 1 мм. В состав лёсса входят кремнезём, глинозём, карбонаты, органические вещества. Типичные лёссы распространены в Европе, Азии, Северной и Южной Америке. Классической страной распространения лёсса является Китай. Полезные ископаемые, связанные с геологической деятельностью ветра не имеют большого значения. Исключение составляет песок, как строительный материал. Из эоловых россыпей заслуживают упоминание месторождения золота в Австралийской пустыни.

ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ ПОВЕРХНОСТНЫХ ТЕКУЧИХ ВОД Текущая вода представляет огромную силу. Энергия текущей воды – это преобразованная солнечная энергия, которая обеспечивает полный круговорот воды в природе. Вода в водоёмах нагревается Солнцем, испаряется, причем на испарение тратится около 40% всей энергии, получаемой Землей от Солнца. Влажный воздух, облака и тучи ветер переносит на континенты. Здесь они проливаются дождём, выпадают в виде снега и града.

Количество воды, ежегодно испаряющейся с поверхности Земли, в среднем составляет: С поверхностей морей и океанов – 448 тыс. км 3, С поверхности суши - 63 тыс. км 3. В виде же осадков на моря и океаны выпадает – 412 тыс. км 3, А на сушу - 99 тыс. км 3. Таким образом, на сушу выпадает на 36 тыс. км 3 воды больше, чем с неё испаряется. Это вода стекает по поверхности Земли и под Землей опять в моря и океаны, являясь составной частью бесконечного круговорота воды в природе.

Вода, которая течёт обратно в водоёмы по поверхности Земли, образует поверхностный сток, а часть воды просочившись под землю, совершает тот же путь, но уже под землей, образуя подземный сток. На этом пути вода, имея большие запасы потенциальной энергии, реализует её, разрушая горные породы, перенося продукты разрушения и преобразуя лик Земли.

Любой водный поток, постоянный (река, ручей) или временный (в овраге), большой или маленький, протекает по углублению в рельефе, которое называют долиной. Часть долины, заполненную водой называют руслом потока. На всём протяжении потока выделяют верховья, верхнее среднее и нижнее течения и устье. Устье – это место, где водный поток впадает в другой поток, озеро, море или океан. Скорость потока уменьшается до нуля, он теряет свою живую силу и уже не может углублять русло. Уровень, где прекращается разрушительная деятельность потока, называют базисом эрозии.

Речная эрозия и её виды Эрозия (с лат. – разъедание) – это разрушительное действие текущей воды. Выделяют две формы эрозии: плоскостной смыв и размыв. Плоскостной смыв – происходит тогда, когда вода, дождевая или талая, стекающая по склонам сплошным потоком, не вырабатывает русел, а постепенно разрушая склон, смывает продукты разрушения вниз, к подножию, выравнивая рельеф. Размыв – разрушение горных пород водными потоками, текущими в русле. Чем больше скорость текущей воды, тем более прочные породы она будет разрушать.

Перенос осадков водными потоками Обломочный материал, который образуется в результате эрозии, переносится вниз по течению во взвешенном состоянии, а более крупный и тяжёлый – перекатывается волоком по дну или растворяется. О масштабах этого процесса можно судить по таким цифрам: Нил в 1 т воды переносит 1 кг обломков, Амударья – 4 кг, Хуанхэ – 34 кг. Транспортирующая способность воды многократно увеличивается с увеличением скорости потока. Поэтому даже небольшое уменьшение скорости текущей воды приводит к тому, что обломочный материал, который она переносит, начинает оседать на дно. Эти осадочные отложения называют аллювиальными, или аллювием.

Аллювиальные отложения

Осадки временных потоков Атмосферные осадки в горах, стекая по склонам вниз, сносят продукты выветривания – элювий. Плоскостной смыв приводит к образованию делювия, который окружает горы в виде пологих делювиальных шлейфов, достигающих большой мощности. Обломочный материал делювия грубослоистый, плохо окатан и отсортирован: наряду с крупными обломками в нём могут встретиться более мелкие и даже глины. К подножиям крутых склонов обломочный материал может попадать и без участия воды, только под действием силы тяжести. Такие осыпи, или коллювий, широко распространены в горах. Курумы, или каменные реки, пример коллювия. Сила тяжести и вода постепенно стаскивают глыбы, накопившиеся у подножий обрывов, в пониженные участки рельефа. Элювий, делювий и коллювий не имеют чётких границ.

Эллювий

Коллювий

В условиях вечной мерзлоты полярных и высокогорных районов происходит солифлюкация – это стекание пересыщенного водой обломочного материала из верхнего, оттаявшего под действием солнечного тепла слоя, по поверхностям, для которых угол наклона 3 -5. В районах плоскостного смыва возникают временные русла, по которым в сезон дождей или таяния снега и льда текут бурные потоки. Д Долины таких потоков – овраги, рытвины, лога - имеют V – образный поперечный профиль. Обломочный материал, который несут временные потоки оседает в устье. Образуются конусы выноса грубослоистого обломочного материала, который называют пролювием.

Сели К пролювию относятся осадки селевых потоков. В горах, где накопилось большое количество неустойчивых масс элювия и ледниковых отложений, во время дождей, а чаще всего во время совпадения ранних дождей с поздним снеготаянием, пересыщенные водой массы обломочного материала срываются с гор и несутся вниз по оврагам, сметая всё на своём пути. Сели бывают: материал); 2. Каменными ( обломки могут достигать огромных размеров); 3. Грязекаменными. В 1933 г. селем был буквально смыт город Лос-Анджелес; в 1960 г. сель разрушил город Слюданка на Байкале. Там, где сели угрожают народному хозяйству, строят дамбы и противоселевые платины.

В верхнем течении рек, если они берут начало в горах, поперечный профиль долины похож на овражный: V – образный или U – образный. Из-за большой скорости воды здесь преобладает донная эрозия, и поэтому русло обычно прямолинейное. Большую роль в строении долины играют состав пород и их устойчивость к размыванию. Там, где река пересекает твёрдые породы, образуются изгибы русла, прижимы, пороги, водопады. Долины в горах проходят по ущельям или каньонам. Осадки в долинах верховья представлены аллювием.

Ниже по течению аллювий становится более мелким и отсортированным. В нём хорошо развита косая слоистость. Образование которой связано с частым изменением направления струй воды и резкими изменениями формы русла из-за непостоянства потока и преобладания турбулентного типа движения воды. В среднем и нижнем течении течение становится спокойным, ламинарным, изменяется и строение долины. Она приобретает корытообразный профиль.

Боковая эрозия приводит к тому, что долины становятся широкими, а русло, не занимая всего дна долины, прижимается то к одному, то к другому её борту. Излучины, которые образуют русло реки, называют меандрами. Образование меандров связано с поперечной циркуляцией воды в русле. Меандры не остаются постоянно на одном и том же месте, а всё время перемещаются.

Речная долина с меандрами

Переход меандры в старицу

Пойменный аллювий В среднем и нижнем течениях скорость воды уменьшается и происходит интенсивное накопление аллювиальных отложений. Продолжается образование донного аллювия, который из-за того, что русло перемещается, покрывает всё дно долины. Здесь накапливается крупнообломочный, хорошо окатанный материал. Горизонтальная площадка на дне долины называется поймой, а породы, её слагающие – пойменным аллювием. Для пойменного аллювия характерна параллельная слоистость, которая свойственна осадкам спокойной воды или ламинарным потокам.

Формирование русловой и пойменной фаций

Косы, отмели и дельты После образования донного и пойменного аллювия река не прекращает перенос обломочного материала. Часть его образует накопление выше профиля равновесия – в виде кос и отмелей. Косы накапливаются за препятствиями – островами, выступами берега – там, где резко уменьшается скорость воды. Отмели образуются в русле реки. Весь избыточный материал вода переносит к устью; здесь скорость потока уменьшается до нуля, часть обломочного материала накапливается в дельте, а большая часть выносится в открытое море, где происходит образование морских осадочных пород. Дельта имеет треугольную в плане форму. Размеры дельт бывают разнообразными и зависят от величины реки и количества обломочного материала, который она переносит.

Дельта реки

Террасы Нередко борта долин рек осложнены ступенями, образованными горизонтальными площадками. Эти площадки, сложенные аллювиальными отложениями, называют речными террасами. Аллювий террас, залегающий выше современного русла, свидетельствуют о том, что река когда-то текла на его уровне. В какой-то момент её жизни базис эрозии резко понизился, река выработала новый профиль равновесия, прорезала свои же отложения и стала течь ниже их. У реки образовалась новая пойма, а старая стала поверхностью первой надпойменной террасы. образования Возможно несколько таких террас (от 4 до 10 и более).

Террасы

Водопады Водопадами называют течение (падение) воды в реке с обрыва, пересекающегорусло. Различают три типа водопадов: Ниагарский (катаракты), с которых вода падает широким потоком и ширина которых равна или значительно больше их высоты.

Водопады

Водопады Иосемитский (каскадный), когда водопад образует узкую струю, падающую с большой высоты (водопад на реке Йосемити в Калифорнии 795 м).

Водопады Карельский (падуны или водоскаты). Это водопады, на которых вода стремительно стекает по скалистому руслу, имеющий наклон 40500. Длина таких водопадов находится в пределах от нескольких метров до нескольких километров. Водопад Тугела в Африке, где вода падает с высоты 933 м.

Водопады

Водопады образуются тогда, когда базис эрозии потока оказывается ниже профиля равновесия из-за вертикальных движений земной коры, понижения уровня воды в устье. Там, где скорость воды становится максимальной, в месте, где базис эрозии опустился, начинает формироваться новый профиль равновесия. Донная эрозия быстро прорезает рыхлые породы, но если на пути воды окажутся твёрдые породы (известняки, песчаники, магматические породы), то возникают условия для образования водопада. На водопаде скорость воды очень велика. Это приводит к тому, что твёрдые породы, которые служили ему основой, довольно быстро разрушаются и водопад прекращает своё существование.

Полезные ископаемые 1. Речная вода – ценнейшее вещество, без которого существование человека становится проблематичным. 2. Россыпи – формируются в процессе разрушения коренного источника полезного ископаемого и последующего передвижения продуктов физического выветривания. В них содержатся тяжёлые минералы – золото, платина, алмазы. 3. В дельтах образуются угли и нефти.

Свойства подземных вод Подземными называют все виды воды, которые находятся ниже поверхности Земли до глубины около 15 км. Они могут передвигаться (подземные потоки) или быть неподвижными (застойные воды). Вадозные подземные воды образуются за счёт паров атмосферы и воды гидросферы. Ювенильные воды – первичные, они возникают из кислорода и водорода магматического происхождения, обладают высокой температурой и содержат большое количество растворённых газов.

Виды воды в горных породах 1. Кристаллизационная вода находится в составе кристаллической решетки некоторых минералов (например, в гипсе Ca. SO 4 * 2 H 2 O - около 21% в массе). 2. Твёрдая вода представляет лёд в виде кристаллов, образовавшийся под землёй в условиях многолетней мерзлоты. 3. Вода в виде пара содержится в воздухе, который находится в порах горной породы.

4. Прочносвязанная вода образует тонкую плёнку вокруг частиц рыхлой породы. Эта плёнка удерживается силами молекулярного сцепления и не может стечь с поверхности частицы. 5. Рыхлосвязанная вода представляет собой более толстую плёнку из нескольких слоёв молекул воды вокруг частиц рыхлой породы. 6. Гравитационная вода (капельно-жидкая) свободно передвигается по трещинам и порам в горных породах под действием силы тяжести. Эти воды являются главным движущимся телом подземного стока. 7. Капиллярная вода заполняет в порах горных породах узкие трещины и поры, где удерживаются силами поверхностного натяжения.

Виды воды в горных породах В верхней части земной коры вода образует зону аэрации, где она находится под атмосферным давлением в смеси с воздухом. Количество такой воды крайне непостоянно и целиком зависит от количества воды, которая фильтруется с поверхности Земли. Мощность этой зоны редко превышает 25 м. Зона аэрации представляет собой переходный слой между атмосферой и гидросферой. В зоне полного насыщения все поры заполнены капельножидкой (гравитационной) водой и тогда образуется водоносный горизонт. Вода в горных породах содержится благодаря пористости. Под пористостью понимают совокупность полостей, а именно это поры, карсты и трещины.

Подземные воды бывают: 1. Поровыми – движутся по порам; 2. Трещинными – по трещинам; 3. Карстовыми – по карстовым полостям. Горные породы в различной степени проницаемы для воды. Они подразделяются на три вида: Водопроницаемы – песок, гравий, галечники, конгломераты, трещиноватые песчаники, доломиты, известняки. К слабопроницаемым породам относятся суглинки, лёссы. Водоупорными породами считаются глины, плотные сцементированные породы.

Типы подземных вод по условиям залегания Верхние части земной коры материков слоисты. Слои, обладающие пористостью содержат воду и пропускают её через себя – это водоносные горизонты. Вода при фильтрации через первый от поверхности водоносный горизонт рано или поздно встречает водоупор и растекается по нему. Ниже все водоносные горизонты уже заключены между водоупорами и вода в них течет, как по плоской трубе.

Часть водоносного горизонта, где он насыщается водой, называют областью питания. Площадь передвижения воды в водоносном горизонте называют областью транзита. Место, где вода выходит на поверхность – областью стока, разгрузки или дренажа.

Типы подземных вод по условиям залегания

Типы подземных вод по условиям залегания Подземные воды по условиям залегания и гидродинамическому режиму образуют две группы: безнапорные и напорные (артезианские). К безнапорным водам относятся верховодка, грунтовые и межпластовые. Верховодка – это временное скопление воды в близповерхностном слое в пределах зоны аэрацию. В водоносном горизонте содержится ряд линзовидных тел водоупорного материала, обычно глин.

Грунтовые воды – насыщают первый от поверхности водоносный горизонт со сплошным водоупором. Особенностью залегания грунтовых вод является то, что водоносный слой имеет водоупор только снизу; сверху водоупора нет, и поэтому области питания и транзита здесь совпадают. Вода в водоносных горизонтах грунтовых вод подчиняется законам гидравлики. Межпластовые воды – располагаются ниже грунтовых вод, и поэтому водоносные горизонты с этими водами залегают между двумя водоупорами.

Напорные (артезианские) воды Эти воды находятся в водоносных горизонтах сверху перекрытых водоупором. Они обычно полностью заполняют водоносный слой и находятся под давлением выше атмосферного. В скважинах и колодцах такие воды поднимаются выше водоносного слоя и могут, выйдя на поверхность, фонтанировать. Механическая работа, которую производят подземные воды на своём пути, невелика, так как мала их скорость. Главные геологические результаты работы подземных вод заключается в растворении частиц горных пород, через которые они протекают, и образовании цемента в рыхлых породах.

Источники Источниками называют выходы подземных вод на земную поверхность. В зависимости от причин образования источники могут быть естественными и искусственными. Естественные источники образуются на склонах гор, в долинах рек. Часто ниже уровня воды в реке (их называют ключами). Водоносные горизонты вскрываются там, где они выходят на поверхность. Водоносные горизонты безнапорных вод образуют нисходящие источники, вода из которых вытекает свободно. Источники из напорных водоносных горизонтов образуют восходящие источники, вода в них вытекает под давлением. К искусственным источникам относятся колодцы, скважины, канавы, вскрывающие тот или иной водоносный горизонт. Колодцы обычно роют до горизонта грунтовых вод, обычно в аллювиальном водоносном горизонте.

Выщелачивание горных пород Выщелачивание – это перевод в водный раствор молекул из горных пород, через которые протекает вода. Вода – хороший растворитель, и при длительном воздействии на горные породы она растворяет даже такие устойчивые к растворению минералы, как кварц и калиевый полевой шпат. Хорошо растворяются галоидные соли, сульфаты, сульфиды и карбонаты. Скорость выщелачивания зависит от температуры воды, пористости пород, присутствия в воде активных кислот. В результате подземные воды всегда оказываются минерализованными, т. е. содержащими то или иное количество растворённых веществ.

КАРСТ С выщелачиванием тесно связаны процессы образования карста. Карст – это совокупность пустот в хорошо растворимых породах – известняках, гипсах, доломитах, каменной соли. Название своё карст получил от известнякового плато в Динарских горах на границе Югославии и Италии. У нас карст распространён очень широко: в Предуралье, на Урале, в Крыму, на Кавказе, в средней Азии, Сибири, и на Дальнем Востоке.

Образование карста начинается с появления на поверхности полого залегающих растворимых пород небольших впадин и выпуклостей. Затем развиваются рытвины с крутыми склонами глубиной до 2 м – карры. Часто кары развиваются вдоль трещин и в местах их пересечения образуются углубления – воронки. Несколько воронок сливаются вместе и образуют полье – большую котловину. На дне польев часто встречаются поноры – отверстия, поглощающие поверхностные воды. Колодцы и шахты, соединяясь на глубине, образуют пещеры и гроты.

КАРСТ

КАРСТ Изучением подземных полостей занимаются спелеологи, а наука об их образовании называется спелеологией. Хорошо известна Кунгурская ледяная пещера на Урале. Она расположена в гипсовом карсте длиной 4, 6 км; в пещере насчитывается более 50 гротов на четырёх уровнях и там много подземных озёр. На дне пещер часто встречаются красноватые глинистые отложения, так называемые «красная земля» , представляющие собой нерастворимую часть карбонатных пород, обогащённую окислами железа и алюминия.

КАРСТ Наиболее впечатляющей особенностью ряда карстовых пещер являются сталактиты (на потолке) и сталагмиты (на днище) – это причудливые натёчные образования, создающие неповторимый облик пещерных залов. Вода, капающая с потолка пещер, насыщена газом CO 2 за счёт растворения карбонатных пород и насыщена бикарбонатом кальция. Вода, капая с потолка, теряет часть углекислоты, в результате чего реакция сдвигается влево и бикарбонат снова переходит в Ca. CО 3, который откладывается как на потолке, так и на днище.

Сталактиты и сталагмиты

ОБВАЛЫ Обвалы – это быстрое перемещение горных пород вниз по склону или обрыву, с дроблением и потерей связи с массивом, от которого произошёл обвал. В горах на крутых склонах, где развиты трещины, увеличивающиеся в размерах и количестве за счёт процессов выветривания, вероятность обвалов очень велика.

ОПОЛЗНИ Оползни возникают на берегах водоёмов и представляют собой медленное перемещение вниз части склона, без существенного нарушения его внутреннего строения. Возникают оползни и на склонах гор, и там, где есть подходящие условия: полого залегающий в сторону склона водоупор и насыщенный водой лежащий выше водоносный горизонт.

ОПОЛЗНИ

ГРЯЗЕВЫЕ ВУЛКАНЫ Они образуют вулканический конус, высота которого может достичь 400 м и более. На вершине конуса расположен кратер. Продуктами извержения являются грязевулканические брекчии, состоящие из жидкой глины с обломками различных пород, а также вода и углеводородные газы. Газы горючие, поэтому при извержениях нередко возникает столб пламени высотой в десятки и сотни метров. Периоды между извержениями могут составлять от нескольких часов до сотен лет, в среднем два-три извержения в год. Длительность извержения обычно исчисляется минутами и часами, максимум в пределах суток.

ГРЯЗЕВЫЕ ВУЛКАНЫ

ГРЯЗЕВЫЕ ВУЛКАНЫ Образование грязевых вулканов происходит, если в земной коре имеются подземные воды, мощные толщи глин и нефтяные газы. Они встречаются на Сахалине, в Грузии, Азербайджане, Туркмении, на Северном Кавказе. Грязевые вулканы служат прямыми признаками мощных глубоких залежей нефти и газа. Полезные ископаемые, связанные с деятельность подземных вод. Полезным ископаемым огромной важности является сама вода, которая используется в лечебных целях.

ГРЯЗЕВЫЕ ВУЛКАНЫ

ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ ЛЬДА Лёд на поверхности континентов занимает 11% суши. Общий объём его достигает 30 млн. км 3. По способу и месту образования льды делятся на озёрные, речные, морские, горные и материковые. Льды первых трёх типов геологическую работу практически не производят, так как не входят в непосредственный контакт с землёй. Накопление льдов происходит там, где среднегодовые температуры устанавливаются ниже 0 С и образовавшийся зимой лёд не успевает таять летом. Озёрные, речные и большая часть морских льдов – сезонные, которые накапливаются зимой и исчезают летом.

Лёд обладает удивительным свойством: в обычном состоянии он хрупок на столько, что рассыпается на мелкие обломки даже при слабом ударе. Но это происходит при кратковременном динамическом воздействии. Длительное же приложение сил, например силы тяжести, приводит к тому, что лёд начинает течь не разрушаясь. Скорость течения льда на склонах различна – от едва заметной (несколько сантиметров в сутки) до нескольких метров в сутки.

Горные ледники Чем выше в горах, тем становится холоднее. В зависимости от климата и широты местности расположена снеговая линия – граница, выше которой среднегодовая температура не бывает выше 00 С. Над этой границей атмосферные осадки, выпавшие в виде снега не тают и появляются все условия для образования льда. Это область питания ледника. Выделяют область движения и область таяния.

Горные ледники

Область питания горных ледников Снег, выпавший в горах, постепенно накапливается на больших площадях. Часть его не удерживается на склонах и скатывается вниз лавинами. Снежные лавины представляют огромную опасность для всего, что окажется на их пути. Толщина снежного покрова, который удерживается в горах, постепенно увеличивается и достигает сотен метров.

Под большим давлением снег уплотняется и превращается в фирн. Фирн – это плотная зернистая масса. В отличие от снега, фирн как и лёд, способен течь. Из фирновых полей начинается большинство горных ледников. Многие ледники начинаются в ледниковых цирках – котловинах в виде амфитеатра с большим количеством снега, фирна и льда.

При общем потеплении фирновые поля исчезают и под ними обнажаются формы снегового выветривания – кары. Кара – это ниша на склоне горы с высотой вертикального обрыва, превышающей 300 м.

Область питания горных ледников

Область движения горных ледников Фирн в нижней части толщи фирнового поля рано или поздно превращается в лёд. Этому способствуют: Большое давление. Оттаивание снега на поверхности фирнового поля под действием инсоляции днём. Просачивание талых вод вниз. Образование льда ночью.

Кристаллы образованного такими способами льда смерзаются и образуется белый фирновый лёд, который в дальнейшем перекристаллизовывается в прозрачный глетчерный лёд. Лёд под действием силы тяжести начинает медленно передвигаться вниз по склону. Мощность движущегося льда достаточно велика, активно движется нижняя часть толщи, переносящая верхнюю часть её на себе. .

Движущийся лёд начинает разрушать горные породы, по которым он передвигается. В отличие от воды, лёд выпахивает ложе, по которому он движется. Поэтому ледниковая эрозия называется экзарация. Текущий лёд оказывает огромное давление на горные породы и разрушает их. Обломки разрушенных пород впаиваются в подошву ледника

Область движения горных ледников

Область таяния ледников Спускаясь ниже по склону, лёд приближается к снеговой линии и пересекает её. Здесь начинается интенсивное таяние льда. Снеговая линия в зависимости от климата может подниматься выше или опускаться. Область таяния ледника вслед за ней также меняет своё положения. В этой области находится конец ледника, называемый языком. Из - под языка ледников вытекают потоки талой воды.

Область таяния ледников

Область таяния ледников Айсберги – плавающие ледяные горы – образуются тогда, когда язык ледника достигает моря и спускается в воду. Отколовшиеся от него льдины могут иметь очень большие размеры – до 130 км в длину и 180 м в высоту. Высота надводной части айсберга составляет около 1/8 его общих размеров. Ежегодно возникает более ста тысяч айсбергов. Они представляют опасность для судоходства (Титаник).

Айсберг

Аккумулятивная деятельность ледников Аккумуляция ледниками обломочного материала происходит постоянно в области движения и таяния льда. Осадки, связанные со льдом называют моренами. Морены бывают: 1. Боковыми – материал которых попадает на лёд с бортов трога. Трог – это ложбина, по которой двигается ледник. 2. Срединными, образованными из боковых при слиянии двух или более ветвей ледники.

Морены

К ледниковым образованием относятся: 1. Озы – длинные (до нескольких десятков километров) насыпи из слоёв косослоистых песков, гравия и галечников, высотой 15 -50 м. 2. Друмлины – это холмы длины до 2, 5 км, шириной до 150 м и высотой до 25 м. Друмлины сложены древними ледниковыми отложениями. 3. Камы беспорядочно расположенные конусовидные холмы с крутыми склонами и одинаковой высотой. Они сложены хорошо отсортированным, слоистым гравием и песком. 4. Глыбы и валуны твёрдых пород. Они представлены гранитами и гнейсами. Размеры десятки метров в поперечнике. Предполагают, что их переносили плавающие льдины, в которых они были впаяны. 5. Зандровые поля – это равнины с озерами талых вод. Они сложены галечниками, гравием, песками.

Аккумулятивная деятельность ледников

Типы горных ледников Горные ледники отличаются большим разнообразием. Фирновые и каровые ледники практически не выходят за пределы фирнового поля, висячие ледники лишь немного выходят из фирна, но в долины не спускаются, нависая над ними время от времени срываясь ледяными лавинами.

Долинный ледник

Каровый ледник

Материковые ледники В отличие от горных, материковые ледники располагаются относительно низко, занимая огромные пространства вблизи полюсов Земли. Самым большим материковым ледником следует считать Антарктический, где толщина льда местами превышает 4 км. В Северном полушарии большой материковый ледник покрывает Гренландию. Здесь лёд имеет толщину до 3 км. Лёд материковых ледников отличаются чистотой.

Причины Великих оледенений Оледенение является результатом ощутимого похолодания климата. Причины этого явления многочисленны и могут быть подразделены на две группы: 1) эндогенные (или тектонические), связанные в основном с тектоническими процессами, которые определяют облик Земли. 2) экзогенные (или атмосферно-космические), природа которых связана с процессами, происходящими за пределами литосферы.

Эндогенные причины 1. Периодическое прохождение Солнечной системы через облака космической пыли, которые уменьшают количество тепла, поступающего на Землю от Солнца. 2. Большая интенсивность вулканических извержений. Это когда пепел, рассеиваясь в атмосфере, на многие годы закрывает Землю от Солнца. Отсутствие теплого течения, омывающего берега Европы, приводит к охлаждению огромных площадей и росту материковых ледников.

3. Поднятие земной коры и горообразование ведёт к образованию оледенений на больших площадях. 4. При распаде древнейших суперконтинентов Гондваны и Лавразии возникли мелкие континенты. Они меняли своё положение по отношению к полюсам и к экватору. Двигаясь согласно существующей теории дрейфа в сторону полюсов, они могли оказаться в высокоширотных прохладных поясах Земли и подверглись быть закованными в ледяные панцири.

Экзогенные причины 1. Колебания инсоляции, т. е. облучение Земли Солнцем, которое уменьшается с возрастанием косого угла падения солнечных лучей на поверхность и с удалением её от Солнца. 2. Колебания активности, солнечной которые выражаются в периодическом появлении на поверхности солнца тёмных пятен. розрачности газового атмосферы. 3. и состава Изменения Похолодание климата может происходить по причине уменьшения содержания в атмосфере углекислого газа. Углекислый газ хорошо пропускает солнечные лучи к Земле, но задерживает отражённые тепловые лучи, тем самым вызывая появление парникового эффекта. По этой причине, в городе температура более высокая по сравнению с воздухом городских окрестностей. Причин мы перечислили много, но этот вопрос остаётся дискуссионным.

Полезные ископаемые, связанные с ледниками Морены – хороший строительный материал. Булыжник, валуны, гравий, пески, глины – всё это ценный строительный материал. Сами льды представляют собой колоссальные скопления пресной воды.

Морены

Река из под морены

Вечная мерзлота и причины её образования Мерзлотой называют участки верхней части земной коры с замёрзшими подземными водами. Горные породы, пропитанные замёрзшей водой, называют грунтовым льдом. Большие площади суши охвачены сезонной мерзлотой. На этих площадях вода летом оттаивает. Вечная мерзлота, где вода не оттаивает и летом, занимает площадь около 25 млн. км 2. Она расположена в основном в северном полушарии. Образование вечной мерзлоты связано с поднимающимся из недр Земли небольшим тепловым потоком.

ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ МОРЕЙ И ОКЕАНОВ Моря и океаны занимают около 71% поверхности Земли. Мировой океан Земли включает океаны Атлантический, Тихий, Индийский, Северный Ледовитый и многочисленные моря. Среди морей выделяют окраинные – Баренцево, Берингово, охотское и другие, находящиеся по окраинам океанов и внутриконтинентальные – Средиземное, Чёрное, Балтийское и другие, связанные с океанами через проливы.

Объёмы воды в морях и океанах огромны, велика и работа, которую производит вода. Она находится в непрерывном движении: это морской прибой, волны открытого моря, приливы и отливы, и морские течения. Движение воды в морях и океанах обеспечивается энергией, поступающей к Земле из космоса, и главным образом от Солнца: волны вызывает ветер, морские течения обязаны своим происхождением климату, а приливы и отливы – силами притяжения Луны и Солнца

Морской прибой возникает из-за разности скоростей частиц воды на поверхности водоёма, где волны ничем не сдерживаются, и у дна, где они тормозятся трением. Обладая большой энергией, прибой разрушает берег, ударяя в него всей массой воды.

Морской прибой

Волны открытого моря вдалеке от берега, в штормы достигают 10 м и более. Перемещения частиц воды, вызванные волнами, в сильные штормы ещё ощущаются на глубине 200 -250 м. Ниже этой границы – базиса действия волн – вода неподвижна.

Морские течения Морскими течениями называют перемещения масс воды на большие расстояния в горизонтальной плоскости. По происхождению выделяют: ◦ Дрейфовые, вода которых передвигается устойчиво дующим в одну сторону ветром. ◦ Бароградиентными, у которых движение воды вызывает разница атмосферного давления в разных частях моря. ◦ Стоковыми, вызванными продолжением течения рек под водой. ◦ Конвекционными, образующимися в результате изменения плотности воды в различных частях моря. ◦ Компенсационными, когда вода перемещается, компенсируя её избыток или недостаток в той или иной части моря.

Геологическая работа, которую производят морские течения, достаточно велика. Поверхностные течения переносят растительность, простейших животных. Подводные течения перемещают огромные массы обломочного материала по дну.

Приливы и отливы Морские приливы представляют собой волны высотой в узких заливах более 10 м. Дважды в сутки накатываются на берег и затем отступают от него в отлив. Приливы вызываются притяжением воды Луной и Солнцем. Наиболее высокими приливы бывают тогда, когда Луна, Солнце и Земля выстраиваются по одной линии. Приливы, обладая большой энергией, разрушают берег.

Приливы и отливы

Морские осадки Обломочный материал, который сбрасывается в море реками и распределяется по дну океана. - У берега, в прибрежной зоне накапливается крупнообломочный материал: гравий, песок, галечники. - На шельфе, накапливается 80 % осадочных пород: терригенные и карбонатные осадки. - На континентальном склоне накапливаются глубоководные осадки: мелкозернистые обломочные. - Осадки ложа Мирового океана характеризуются маломощными органогенными илами, которые образуются за счёт планктона. - Ниже 4 -6, 5 км на дне развиты красные глубоководные глины.

Осадки лагун и прибрежных низин В береговых лагунах жаркого климата происходит интенсивное испарение воды и осаждение гипса, ангидрита, галита, калийных солей. Прибрежные низины – место, где из-за большого количества влага создаются условия для бурного роста болотных растений, кустарников и деревьев. Здесь формируются торфы и угли.

Лагуна

Атолл

Большой барьерный риф

Полезные ископаемые, связанные с геологической деятельностью моря 1. Строительный материал: известняки, глины, песчаники, гравий, галька, конгломераты т. д. 2. Шельф служит площадью, где интенсивно добывается нефть. На шельфах добывают фосфориты, сидериты. На более глубоких частях океанов находятся железомарганцевые конкрекции. 3. Морские россыпи, которые образуются по берегам марей, аналогичны речным, отличаются большими размерами. Из россыпей добывают золото, алмазы, янтарь. 4. Большую роль в жизни людей играют соли, достаточно упомянуть только поваренную соль.

ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ ОЗЁР И БОЛОТ Осадки солёных озёр Солёных озёр на Земле много. По происхождению среди них выделяются остаточные, прибрежные и на соляных массивах. 1. Остаточные солёные озера образовались за счёт сокращающихся морских бассейнов. Как правило они очень большие: это Аральское море и Балхаш в Азии, Большое Солёное озеро в Северной Америке, Мёртвое море в Палестине. Содержание солей в таких озёрах повышено по сравнению с морской водой. Несмотря на это, осаждения не происходит, засолонены, как правило, только их берега. 2. Прибрежные озёра находятся на прибрежных равнинах. По количеству растворённых элементов они уступают морской воде.

Солёное озеро Баскунчак

3. Соляные массивы - это древние пласты солей, выжатые на поверхность давлением пород. Вода озёр на таких массивах имеет максимальную солёность, в ней сосредоточены большие запасы солей. К озёрам такого типа относятся Эльтон, Баскунчак и др. Вода солёных озёр называется рассолом, или рапой. По её составу выделяют карбонатные или содовые, сульфатные и хлоридные озёра. Наиболее распространены хлоридные озёра, меньше – сульфатные и карбонатные. Если испарение хотя бы временами превышает приток в озеро воды, начинается осаждение солей. Если же приток воды очень мал , то озеро, в начале у берегов, а затем все целиком превращается в солончаки. Полезные ископаемые, которые добывают в солёных озёрах, - каменная соль (галит), сода, гипс и др. – имеют большое значение в народном хозяйстве.

Солёное озеро Баскунчак

Осадки пресных вод Пресные озёра образуются уже в готовых впадинах. 1. В долинах горных рек, перегорожённых обвалами. 2. Ледниковые озёра располагаются за конечной мореной. 3. Карстовые озера. 4. Тектонические озёра, впадины которых образуются движениями земной коры (Байкал, Ладожское, Онежское). 5. Долинные озёра находятся в долинах рек. 6. Прибрежные озёра по берегам морей образуются в отделённых от моря лагунах, либо на месте дельт.

Ледниковое озеро

Озеро

Озеро в кратере

Байкал

Полезные ископаемые пресных озёр – железистые руды, марганцевые руды. Распространённым озёрным образованием является сапропель. Образуется он в результате гниения мельчайших остатков растительных и животных организмов без доступа кислорода.

БОЛОТА И ИХ ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ РОЛЬ Болота чаще всего связаны с пресными и значительно реже солёными водоёмами. Избыточное увлажнение в районе болот происходит обычно из-за того, что зеркало грунтовых вод поднимается к самой поверхности Земли. По способу образования избыточного увлажнения различают: Низинные, которые поддерживаются грунтовыми водами. Верховые, где кроме грунтовых вод большую роль играют атмосферные осадки. Болота образуются по берегам морей и рек (береговые), в дельтах рек (дельтовые), на равнинах (равнинные) и в горах (высокогорные).

Верховые болота

Низинные болота

Геологическая роль болот Главная геологическая роль болот заключается в концентрации и накоплении углеводородных горючих соединений, главным образом торфа и каменных углей. Только у самого берега образуются маломощные илистые осадки, а далее в глубь болота начинается господство гниющих растений. Болота по строению и характеру растительности разнообразны. Общим для них является образование торфа – плотной тёмно-коричневой, иногда черной массы не до конца разложившихся вследствие недостатка кислорода в болотных условиях остатков растений. Распространёнными растениями, за счёт которых образуется торф, являются мхи.

Развитие торфа под действием вышележащих слоёв и повышения температуры, приводит к образованию гумусовых углей. Углефикация торфа происходит по схеме: торф (содержание углерода 60%) – бурый уголь – каменный уголь – антрацит (содержание углерода 95%).