2.6. Геологическая деятельность экзогенных процессов

С тех пор как поверхность Земли...
покрылась возвышенными областями,
составившими материки, и
понижениями, в которых скопились
воды, создавшие моря, геологические
деятели... начали свою работу над
преобразованием этой поверхности...

Акад. В. А. Обручев

В разделе рассмотрена геологическая деятельность некоторых экзогенных процессов: ветра, подземных и наземных текучих вод и моря. Остальные процессы необходимо рассмотреть самостоятельно.


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.

Геологическая деятельность подземных вод

К подземным водам относятся все воды, находящиеся в порах и трещинах горных пород. Геологическая их деятельность заключается в карстовых явлениях в растворимых горных породах, оползневых явлениях, выносе различных соединений и тепла из глубоких зон земной коры.

Подземными водами, их происхождением, распространением, миграцией качественными и количественными изменениями во времени и их геологической деятельностью занимается особая наука — гидрогеология.

Результаты геологической деятельности подземных вод запечатлены в отложениях и карстовых образованиях. Формой и процессами образования карстовых полостей занимается наука спелеология. Среди отложений подземных вод наиболее распространены хемогенные натечные образования, формирующиеся по следующей схеме:

CaCO3 + H2O+CO2 = Ca(HCO3)

При протекании этой реакции в капле воды на конце сталактита при испарении улетучивается часть углекислоты и реакция сдвигается влево. Бикарбонат (Ca(HCO3) переходит в карбонат (CaCO3) и выпадает в осадок.

Геологическая деятельность моря

Площадь, занятая океанами и морями на земном шаре, почти в 2,5 раза превышает площадь суши. Работа моря представляет собой сложный комплекс взаимодействующих процессов — разрушение горных пород, перенос (разнос) поступающего в водоемы обломочного и растворенного материала, накопление или аккумуляция осадков.

Разрушительная деятельность моря связана с движением морской воды. Наибольшее значение имеют волны, в меньшей степени — приливы и отливы. Разрушительная работа моря называется АБРАЗИЕЙ. Разрушение берегов морем производится в результате:
1) гидравлического удара морской волны;
2) ударов многочисленными обломками горных пород, захватываемыми сильными волнами;
3) химического воздействия морской воды.

Под действием волн на берегу вначале образуется крутой обрыв — КЛИФФ (нем. «Kliff» — обрыв), затем ВОЛНОПРИБОЙНАЯ НИША, которая через некоторое время разрушается и образуется опять обрыв. Так постепенно берег отступает, оставляя за собой слабо наклоненную к морю подводную АБРАЗИОННУЮ ТЕРРАСУ. Между подводной террасой и береговым обрывом возникает узкая полоса, покрытая гравием, галькой и более крупными обломками горных пород, называемая ПЛЯЖЕМ.

При подходящих условиях часть обломочного материала уносится за пределы абразионной террасы и откладывается в виде постепенно растущей подводной осыпи, так называемой ПОДВОДНОЙ АККУМУЛЯТИВНОЙ ТЕРРАСЫ. Интенсивно подвергающиеся разрушению берега называются АБРАЗИОННЫМИ, а берега, у которых происходит накопление обломочного материала — АККУМУЛЯЦИОННЫМИ.

Перемещение и сортировка материала прибоем осуществляется на пологом берегу следующим образом. Прибойная волна, движущаяся перпендикулярно к берегу, передвигает обломочный материал к суше. Обратный ток волны от берега обладает меньшей скоростью и энергией и поэтому он может унести обратно только песчинки, оставляет более крупные обломки — гальку — на пол дороге. В результате такого попеременного перемещения наносов в зоне прибоя у самого берега образуется мощный береговой вал.

Если волны подходят к берегу не перпендикулярно, а под каким-то углом, то перенос материала и его отложение уже будут осуществляться в продольном направлении — вдоль берега. Здесь на более дальнее расстояние уже переносится наоборот песок, а на более близкое — галька, так образуются прибрежные песчаные косы, длина которых может достигать десятков километров (коса Тендера в Черном море, например, имеет длину более 90 км).

Геологическая деятельность поверхностных текучих вод

Геологическая работа поверхностных текучих вод зависит от массы воды и скорости ее движения, скорость же зависит от уклона. Чем больше масса воды и скорость ее течения, тем больше совершаемая работа, которая складывается из 1) смыва; 2) размыва (эрозии); 3) перемещения продуктов смыва и эрозии (транспортировка); 4) отложения перемещенных продуктов (аккумуляция). Водная денудация имеет огромное значение в формировании рельефа, она приводит к расчленению и в целом к понижению поверхности материков.

Основу поверхностного стока составляют атмосферные осадки. Поверхностный сток бывает в виде сплошной пелены или тонких недифференцированных струек, стекающих с повышенных мест по склонам (плоскостной сток), и в форме линейно направленных струй и потоков — русловый сток, приуроченный к рытвинам, русловым ложбинам, оврагам и речным долинам.

Геологическая деятельность временных водотоков

Временные водные потоки связаны с дождями и таянием снега. Различают геологическую деятельность плоскостного смыва и работу периодических русловых потоков.

Плоскостной смыв происходит на склонах гор и холмов, охватывая значительные площади кор выветривания на земной поверхности. Действие смыва обычно весьма кратковременно и быстро прекращается после дождя и таяния снега. Поверхностные и приповерхностные воды тонкими струйками перемещают мелкозем, т. е. песчаные и глинистые частицы, вниз по склону — идет эрозионная (разрушительная) работа. Ближе к подножию склона движение этих вод замедляется — идет аккумуляция (накопление) склоновых отложений, т. е. созидательная геологическая работа. Отложения (осадки) такого типа называют делювием (от лат. «делюо» — смываю). Наибольшая мощность делювия отмечается у самого подножия, где образуется т. н. делювиальный шлейф шириной до 200–300 м и более и мощностью до 20–30 м.

Следует отметить, что типичный делювий образуется в слабохолмистых районах. В горных местностях делювий всегда смешивается с коллювием — обломками различного размера (до очень крупных глыб), перемещающихся вниз под действием силы тяжести. Эти два процесса тесно сопряжены, действуют в основном параллельно, хотя гравитационное перемещение обломков, естественно, может происходить и без активной водной среды. Особо отметим солифлюкцию (от лат. слов «солюм» — почва и «флюктио» — истечение). Это медленное перемещение почв и рыхлых грунтов под влиянием силы тяжести и попеременного протаивания — промерзания (в областях развития многолетней мерзлоты). С солифлюкцией связано образование специфических форм микрорельефа — солифлюкционных террас, наплывов и гряд.

Работа временных (периодических) русловых потоков происходит как на равнинных территориях, так и в горных местностях. На равнинах эта работа ведет к образованию оврагов — узких, глубоких понижений (в России овраги широко развиты на Русской равнине). Зачаточные овраги иногда называют балками. Балками называются также прекратившие свой врез овраги, имеющие плоское дно и заполненные маломощными овражно-балочными отложениями.

В горах такие процессы идут более интенсивно, а при сильных дождях — просто катастрофически. Там, где временные потоки выходят на пониженное более равнинное место (например, в долину реки), они разливаются в виде веера, откладывая здесь принесенный рыхлый материал — образуются т.н. конусы выноса. Подобные отложения называются пролювием (от лат. «пролюо» — выношу течением). От слияния конусов выноса образуются пролювиальные шлейфы.

Сели — связанные с очень сильными ливнями грязекаменные потоки, включающие воду, грязь, различные глыбы, иногда массой в несколько тонн.

Геологическая деятельность рек

Реки производят огромную работу по разрушению горных пород, переносу рыхлого материала и отложению его на новом месте. Разрушительная работа рек называется речной эрозией. Различают донную речную эрозию, связанную с углублением русла, и боковую эрозию — подмыв берегов и расширение долины. В начале жизни реки преобладает донная эрозия (углубление), затем, по мере выполаживания продольного профиля реки, усиливается боковая эрозия. Базис эрозии — уровень того бассейна, куда впадает река. Например, для р. Селенга базисом эрозии является уровень оз. Байкал. Базис эрозии является общим для всей речной системы. Понижение или повышение базиса эрозии связано, главным образом, с тектоническими движениями — подъемом или опусканием отдельных геоблоков в земной коре.

Материалы этого раздела отражают современную научную модель геологии. Если вы желаете самостоятельно обдумать все предложенные в этом разделе понятия геологии, настоятельно рекомендую ознакомиться с альтернативной точкой зрения на геологию и все естествознание в целом В.М. Дуничева (см. приложение 4), где материал, касающийся геологической деятельности рек, горных ледников и ветра, можно найти в Интернете по этой гиперссылке [www.science.sakhalin.ru/Geography/DVM/2002/03.html].


Внимание! Тема раздела до конца не раскрыта. Необходимо самостоятельно рассмотреть множество других экзогенных процессов по любому учебнику общей геологии и представить небольшой конспект по их геологической деятельности, т.е., что создают и что разрушают. Обязательно рассмотреть геологическую деятельность склоновых процессов, рек, озер и болот, ледников.


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. В чем заключается разрушительная и созидательная деятельность моря?




 
© 2008–2011,   С.Н. Коваленко, кафедра географии ВСГАО. Все права защищены.