- Геологическая деятельность вод
Тема: Геологическая деятельность поверхностных текущих вод, дождевых и талых вод, ледников и льда.
1. Геологическая деятельность поверхностных текучих вод.
2. Геологическая деятельность ледников
3. Геологическая деятельность ветра
4. Типы речных террас
1. Геологическая деятельность поверхностных текучих вод.
Поверхностные воды разливают на своем пути породы, смывают со склонов продукты размыва и смыва в местах замедления или прекращения течения. Мы знаем, что процесс размыва горных пород водными потоками называют эрозией. Места с наименьшими отметками рельефа, на уровне которых прекращается эрозия, называется базисом эрозии. Для бассейна реки в целом, базисом эрозии является уровень моря или озера, в которые впадает данная река. Для притока базисом эрозии будет уровень воды в реке, в которую он впадает. Подножие склона является базисом эрозии для водных потоков, образующихся во время дождя или таяния снега.
Рекомендуемые материалы
а) работа осадков
Осадки, стекая по овражным водотокам смывают почву и размывают пахотные земли.
Продукты выветривания пород, смываемые со склонов и накапливающиеся у их подножия, называются делювием (d).
Эти отложения характеризуются неотсортированностью, различны по хрупкости!
Делювием могут быть суглинки, щебень, пески и другие отложения.
б) работа рек (самостоятельная работа)
Реки могут быть дождевого, снегового, ледникового и смешанного питания. В зависимости от рельефа водосборного бассейна реки делят на горные и равнинные. Горным рекам свойственны: большие уклоны и скорости течения; интенсивная глубинная эрозия и грубообломочный характер переносимого и откладываемого материала. Равнинные реки отличаются меньшими уклонами и скоростью течения; боковая эрозия преобладает над глубинной; переносимый материал - мелкий и тонкообломочный (пески, супеси, суглинки, глины). Ширина речных долин тесно связана с особенностями их геологического строения. Речные долины суживаются в местах пресечения рекой крепких пород и расширяются в легко разливаемых породах (показать по плакату). Нередко, особенно в горных районах, долины рек приурочены к линиям тектонических нарушений, представляющих собой ослабленные и поэтому легко размываемые участки поверхности земли (по плакату показать). Выходы крепких пород в русле реки придают ей порожистый характер.
Для проектирования плотин важно учитывать тектонические типы речных долин.
Наносы, откладываемые реками называют аллювиальными (а). Для аллювия характерны косая слоистость, изменчивость крупности материала и мощности слоев — по площади и вертикали.
Аллювий заполняет речные долины, образуя аккумулятивные террасы, косы, отмели. Наносы, не отложившиеся в речной долине, выносятся в устье, где из них формируются приморские дельты.
в) работа селевых потоков
Селевыми называют потоки, образующиеся в горных районах после выпадения обильных осадков и быстро стекающие по руслам рек или оврагов.
Наносы, откладываемые временными водными потоками, называют пролювиальными (р). Представлены плохо отсортированными валунами, щебнем, галечниками и песчаноглинистыми отложениями. Крупность которых уменьшается с отдалением горных хребтов.
Пролювиальные отложения образуют формы рельефа, называемые конусами выноса.
2. Геологическая деятельность ледников
Ледниками называют скопления льда и фирна, медленно движущиеся в сторону падения рельефа.
Выделяют 3 основные типа ледников:
1. горные;
2. материковые;
3. промежуточные.
Горные ледники расположены в долинах молодых высокогорных районов. Материковые покрывают целые острова (Гренландия) или континенты (Антарктида). Промежуточные покрывают плоскогорья полярных областей и предгорные расширенные участки долин, занятые выше горными ледниками.
Рост ледников составляет от 8-9 см (Антарктида) до 310 см в год (Исландия). Движение ледников обусловлено давлением, которое испытывает лед во всех частях ледника под действием собственной массы. Если мощность ледника достигает 15-30 м, то благодаря пластичности этого своеобразного материала масса льда начинает двигаться. Скорость движения ледников изменяется от 0,01 до 20 м/сутки. Наблюдения советской экспедиции на станции Молодежная с применением лазеров показали, что ледник постоянно находится в напряженном состоянии. Временами массы льда вибрируют, накапливая кинетическую энергию, после чего начинается сложное движение до полной остановки.
Фирн - (от нем. Firm - прошлогодний старый), крупнозернистый уплотненный снег, состоящий из связанных между собой ледяных зерен. Является переходной стадией между снегом и льдом. Он образуется, где атмосферные осадки выпадают в виде снега и за лето не успевают растаять.
На территории бывшего СССР ледники занимают 75 тыс.км2 (Новая Земля, Земля Франца- Иосифа, Северная Земля) и содержат 10 тыс.км3 воды. В настоящее время существуют 2 крупнейших ледниковых щита: Антарктический (w = 13,5 млн.км2; hM= 1,86 км, hmax= 5 км) и Гренландский (1,7 млн.км2, h = (1,5-
3,3)км). Ледниковые щиты характеризуются постоянными отрицательными температурами.
Часто ледники доходят до побережья и обрушиваются в море в виде гигантских ледяных гор - айсбергов. Крупные айсберги существуют десятки лет, достигают длины 565 км, надводная часть 87 м и подводная 500 м.
Геологическая работа ледников проявляются в разрушении движущимся льдом ложа ледника, его склонов, а также в формировании специфических форм рельефа и разнообразных типов отложений. Особенно велика разрушительная работа древних ледников четвертичного времени.
При движении ледник отрывает, срезает и.уносит обломки пород своего ложа - от глинистых и пылеватых частиц до очень крупных валунов. Этот обломочный материал, попадающий в тело ледника и перемещаемый им, называют мореной (q). Наиболее распространенный состав морен: глинистые породы с включениями грубообломочного материала, грубообломочные рыхлые породы. Рельеф территории распространения ледниковых отложений имеет каменистый характер (по плакату). В результате таяния материковых ледников появились мощные потоки вод, размывавшие морены и переносившие продукты размыва в виде наносов. Отложения ледниковых потоков этих наносов называются флювиогляциальными (f). Они представлены песчано-гравелисто- галечниковыми отложениями (рисунок). Перед таявшими ледниками эти потоки образовали озера, в которых откладывались озерно-ледниковые (lg) породы. Представленные тонкими слоями глин и мелких песков и называемые ленточными глинами Область распространений флювиогляциальных отложений имеет рельеф, существенно отличающийся от моренного - волнистые равнины.
3. Геологическая деятельность ветра
Деятельность ветра проявляется в различных климатических зонах, но особенно она продуктивна в областях сухого климата, характеризующиеся следующими особенностями:
1) низкие суточные изменения температуры, обусловливающие интенсивность физического выветривания;
2) незначительное количество осадков, выпадающих, в основном, в виде ливней;
3) превышение испарения (5–15 раз) количество выпадения атмосферных осадков;
4) разреженность растительного покрова или полное его отсутствие;
5) частые ветра большой силы;
6) наличие материала, способного перемещаться ветром.
Перечисленные особенности свойственны пустыням и отчасти полупустыням.
Деятельность ветра проявляется также на низменных песчаных побережьях морей, озер, рек (в различных климатических зонах) при условии отсутствия и сильной разреженности растительности, и в ряде мест на вершинах гор.
Геологическая деятельность ветра состоит из процессов дефляции (выдувание и развеивание, от лат. «deflare» — сдувать), корразии (обтачивании горных пород и их обломков при помощи переносимых ветром частиц «corrasus» — обтачивать), переноса и аккумуляции (отложения).
Под ДЕФЛЯЦИЕЙ понимается процесс выдувания и развевания ветром различных частиц горных пород (лат. «deflatio» — выдувание, развеивание). Очень эффектно этот процесс действует в пустынных районах, где трещины в горных породах не заполнены рыхлым материалом, как это наблюдается во влажных местах. Интенсивность дефляции усиливается при длительных ураганных ветрах — суховеях. Периодически она проявляется в степных засушливых земледельческих районах на западе США (вспомните сказку «Волшебник Изумрудного города»), южных республиках СНГ (Казахстане, нижнем Поволжье, Предкавказье и на юге Украины).
Различают: «Черные бури» — в пределах черноземной полосы; «Красные бури» — типичны для пустынь; «Белые бури» — редкое явление, характерное для районов распространения солончаковых и загипсованных почв (Приаралье, побережье Каспийского моря). Во время бурь скорость ветра достигает 15–20 м/с, а местами до 30–40 м/с. Пахотные слои иногда сдуваются до глубины 5–6 см, а местами и до 10–20 см. Это так называемая плоскостная дефляция.
В некоторых областях Китая существует бороздовая дефляция, которая развивается в лессовых отложениях и образует вдоль колеи дорог борозды глубиной до нескольких метров. КОРРАЗИЯ (лат. «Corrasus» — обтачивать, «сorrado» — соскабливаю, соскребаю) представляет собой механическую обработку обнаженных горных пород ветром при помощи переносимых им твердых частиц — обтачивание, шлифование, высверливание.
Частицы песка поднимаются до 2–3 м, изредка до 8–10 м, но наибольшей концентрации они достигают в нижних приземных частях воздушного потока (до 1,0–2,0 м), где и происходит небольшая корразионная работа. Здесь песок как бы подрезает нижние части скал, и они внизу утоняются.
Наглядный пример действия корразии можно наблюдать в степях, где нижние части телеграфных столбов ничем не защищенные быстро подрезаются и они падают. Часто встречаются скалы грибообразной формы. При преобладании ветров одного направления в основании скал образуются ниши, небольшие пещеры; в известняках возникают каменные полые сундуки; в порфировидных гранитах — ячеистая поверхность, напоминающая пчелиные соты и т. д.
ПЕРЕНОС частиц ветром , в основном, осуществляется двумя способами: 1) во взвешенном состоянии и 2) волочением.
Способность ветра переносить песок зависит от его скорости и от размеров песчинок.
При скорости ветра до 6,5 м/с переносятся частицы до 0,25 мм;
при скорости 10 м/с — до 1 мм;
при скорости 20 м/с — до 4–5 мм.
В течение 10 мин ветер способен перенести средний объем песка: при скорости 4–5 м/сек — 105 куб.см, при скорости 9–10 — 879 куб.см и при скорости 14–15 — 2805 куб.см.
Пыль африканских пустынь уносится сильными пассатными ветрами в Атлантику до 2000–3500 км, а эоловая пыль Сахары иногда достигает стран Западной Европы.
В результате АККУМУЛЯЦИИ формируются эоловые отложения пески и лёссы.
Эоловые пески представляют собой, большей частью, продукты перевеивания отложений рек, морей, озер и элювиальных образований, возникших при физическом выветривании. Для них характерно:
1) относительно хорошая окатанность зерен, нередко с блестящей полированной поверхностью (пленки пустынного загара из окиси железа);
2) хорошая отсортированность по размеру зерен. Это преимущественно мелкозернистые и тонкозернистые пески (0,05 до 0,25 мм);
3) в составе песков преобладают устойчивые твердые минералы — кварц и др. Менее стойкие уносятся и истираются;
4) цвет преимущественно желтый, желтовато-коричневый, а в субтропиках и тропиках — красный;
5) косая, неправильная слоистость, то пологая, то крутонаклонная, иногда перекрещивающаяся. Мощность отложений небольшая и достигает нескольких десятков метров.
Лёсс — представляет собой своеобразный генетический тип континентальных отложений. Это светло-желтая, палево-желтая неслоистая, местами неясно слоистая горная порода, в составе которой преобладают частицы пыли от 0,05 до 0,01 мм (более 50%). Для лесса характерно: 1) высокая пористость (42–50%); 2) наличие системы коротких вертикальных канальцев (следы растений, засыпанных пылью); 3) сильная карбонатность и присутствие известковых стяжений, называемых журавчиками (нем. лессовые куколки); 4) вертикальная отдельность и способность держать отвесные стенки в естественных обнажениях и искусственных выработках; 5) покровный характер; 6) значительные просадки при увлажнении.
Мощность лессовых отложений от нескольких метров до десятков и 100–150 метров. Существует много гипотез о происхождении лесса: эоловая (В. А. Обручева), пролювиальная, аллювиальная, делювиальная, почвенно-элювиальная и др.
4. Типы речных террас
Береговые ступени, наблюдаемые в поперечном разрезе речной долины называют террасами. Образование их связано с изменением высотного положения базиса эрозии, поднятием верховьев реки или периодическими изменениями расходов воды. Различают пойменную, наиболее молодую и затапливаемую рекой во время паводков, и надпойменную террасы. Чем выше терраса, тем она древнее. Террасы имеют близкую к горизонтальной поверхность., расположены параллельно руслу реки и имеют продольный уклон. Они могут быть эрозионными и эрозионно- аккумулятивными.
Эрозионные террасы образованы в коренных породах, прикрыты небольшим слоем аллювия и встречаются в горных районах. Число террас может достигать 10 и более, причем верхние, наиболее древние террасы нередко превышают современное русло реки на сотни метров.
Эрозионно-аккумулятивные террасы образуются в результате заполнения речной долины, промытой в коренных породах, аллювием и последующего размыва рекой этих отложений. Таких террас может быть 5,6 и более. Эрозионно-аккумулятивные террасы бывают двух типов: вложенные и наложенные.
Вложенные террасы формируются в результате неоднократного частичного размыва аллювия. При этом в каждой фазе размыва река может углубляться до коренных пород, а затем вновь заполнять аллювием долину, промытую в ранее отложенных породах. Наложенные террасы отличаются от вложенных тем, что при размыве река не достигает коренных пород. В результате размыва могут возникнуть несколько эрозионных уступов и на древний аллювий «наложатся» более молодые отложения. Эрозионно- аккумулятивные террасы сложены материалом разной крупности в зависимости от характера рек.
По месту образования аллювия различают русловые, пойменные и старичные отложения.
Русловые отложения образуются в русле реки, где скорости течения воды наибольшие. Здесь остается наиболее крупный материал - валуны, галечники, гравий (в руслах горных рек), пески (на равнинных участках).
Ещё посмотрите лекцию "8 лекция" по этой теме.
Пойменные отложения образуются в паводках
Контрольные вопросы
1. Какие виды экзогенных процессов существуют на Земле?
2. Что такое лесс и какие существуют гипотезы о его происхождении?
3. Охарактеризуйте геологическую работу ледников.
4. Назовите и охарактеризуйте типы речных террас.
