Які фактори сприяють активному перебігу еолових процесів. Вивітрювання, карст, суфозія, еолові процеси
Новосибірський державний університет
Геолого-геофізичний факультет
Кафедра загальної та регіональної геології
Верт Ірина Володимирівна
Курс 1, група 054
КУРСОВА РОБОТА
Реферативна тема:
ЕОЛОВІ ПРОЦЕСИ
ЛАБЕКІНА ІРИНА ОЛЕКСІЇВНА
Рецензент (БРЕДІХІНА
ОКСАНА МИКОЛАЇВНА)
Новосибірськ
АННОТАЦІЯ
У цій роботі зібрані матеріали на тему “Еолові процеси”, також нижче викладені причини процесу і його наслідки. Робота написана на основі складного багаторівневого плану, що містить дев'ять основних пунктів (у тому числі введення, примітки, висновок і список використаної літератури) і дванадцять другорядних, що включають цілі та завдання досліджень, а також відомості про об'єкти та предмети досліджень. Вона складається з 21 сторінки, на яких розміщено 2 малюнки (стор.8 та стор.12 відповідно), 175 абзаців та 945 рядків, і ще в роботі є велика кількість прикладів. В кінці курсової роботи(Стор.21) є список всієї використовуваної літератури.
У веденні курсу роботи матеріалів на тему “Geological work of a wind ” є assembled, also reasons of considered process and its consequences are stated below. Праця є написана на основі комплексу багаторівневого плану, що містить низку основних елементів (включаючи введення, помітки, припущення і список використаних літератур) і двадцять хвилин, включаючи тенденції і дослідження проблем, а також елемент інформації на предмети і предмети Researches. Вона складається з 21 сторінок, на яких 2 фігури (сторінка 8 і сторінка 12 згідно), 175 параграфів і 945 ліній є placed, і навіть у роботі вони є повністю прикладів. Наприкінці курсу роботи (на сторінці 21) є list з використанням літератури.
Після тривалого курсу я recommend до address to a TABLE of CONTENS, and then to the NOTE.
1. Примітки (умовні позначення)……………………………...4стор.
2. Введение…………………………………………….………………….4стр.
3. Формулювання теми………………………………..………...………5стор.
4. Цілі та завдання досліджень……………………..…………………..6стор.
5. Об'єкти та предмет исследований……………..………...………….7стр.
5.1. Вітер, типи вітрів…………………………..…………...……….…7стор.
5.2. Класифікація пустель…………………………….….…………..8стор.
5.2.1. Дефляційні пустелі………………………...…….….….……8стор.
5.2.2. Акумулятивні пустелі………………………………………. 8стор
6. Сучасні знання у цій области………….………………..10стр.
6.1. Геологічна робота вітру……………………...………….……10стор.
6.1.1. Дефляція і коразія…………………………………….…..….11стр.
6.1.2. Еолова транспортування…………………..…………………..12стор.
6.1.3. Еолова акумуляція…………………….…..…………………13стор.
6.2. Вивітрювання…………………………………….…..…………….14стор.
6.2.1. Фізичне вивітрювання……………………..……….………16стор.
6.2.2. Хімічне вивітрювання…………………..…....………….…17стор.
6.2.3. Біогенне вивітрювання………………………..………………18стор.
7. Місце цієї теми в навчальних планахі тематиці ГГФ НГУ та ОИГГМ З РАН………………………………………………….…….19стор.
8. Висновок…………………………………………………………...20стор.
9. Список літератури………………………………………………….20стр.
1. Примітка.
У тексті присутні скорочення та умовні позначення:
· Стор. (Сторінка)
· Рис. (малюнок)
· ПР: (абзац, що йде за таким позначенням, містить приклад )
· Всі основні поняття та визначення виділені особливим шрифтом
Кожен пункт плану виділяється великим шрифтом, має номер, який відповідає номеру в змісті і знаходиться на сторінці, зазначеній у змісті.
2. Введення.
Перш ніж написати про те, що міститься в моїй курсовій роботі, я хотіла б розповісти, чому я обрала саме цю тему. Переглядаючи вперше запропоновані теми курсової роботи, я відразу ж звернула увагу на тему під номером 51. У цій темі мене привабило те, що ми все своє життя стикаємося з роботою вітру, з еоловими процесами, але мало хто з нас колись замислювався про тому, які причини виникнення вітру, яка його діяльність і яке значення має у нашому житті…
Вітру завжди надавалося велике значення, вітер завжди є символом змін і нововведень. Навіть у народних приказках і фразеологізмах вітру відводилося не останнє місце: кидати слова на вітер, вітер у голові, вітряна людина і так можна дуже довго продовжувати ... Ось мені і захотілося дізнатися більше про те, що завжди нам супроводжує ...
І взагалі, я вважаю, що тему для курсової треба обирати таку, щоб вона насамперед цікавила того, хто пише курсову. А по-друге, була б цікава і корисна тим, хто її слухатиме. Я думаю, що те, про що я написала у своїй роботі, не тільки цікаво, а й корисно.
3. Формулювання теми та проблеми.
Геологічна діяльність вітру пов'язана з динамічним впливом повітряних струменів на гірські породи. Вона виражається у руйнуванні, подрібненні порід, згладжуванні та поліруванні їх поверхні, перенесенні дрібного уламкового матеріалу з одного місця на інше, у відкладенні його на поверхні Землі (континентів та океанів) рівним шаром, а потім звантаженні цього матеріалу у вигляді пагорбів та гряд на певних дільницях суші. Геологічну роботу вітру часто називають еоловий (На ім'я бога вітрів-Еола-з давніх грецьких міфів).
ПР:
До еолових процесів відноситься і вивітрювання. Воно є процес зміни (руйнування) гірських порід і мінералів внаслідок пристосування їх до умов земної поверхніі полягає у зміні фізичних властивостеймінералів і гірських порід, що головним чином зводиться до їх механічного руйнування, розпушення та зміни хімічних властивостейпід впливом води, кисню та вуглекислого газу атмосфери та життєдіяльності організмів.
Обруч В.А. писав про вивітрювання наступне: "Так, потихеньку, через день у день, рік у рік, з віку в століття, працюють непомітні сили над руйнуванням гірських порід, над їх вивітрюванням. Як вони працюють, ми не помічаємо, але плоди їх праць видно скрізь: суцільна тверда скеля, яка спочатку була розсічена тільки тонкими тріщинами, виявляється, завдяки вивітрюванню, більш-менш сильно зруйнованої, перші тріщини розширені, з'явилися нові ще більшій кількості, від усіх кутів і країв відвалилися дрібні і великі шматки і лежать тут же купками біля підніжжя скелі або скотилися вниз по схилу, утворюючи осипи. Гладка поверхня скелі стала шорсткою, з'їденою;
Геологічна робота вітру значна і охоплює великі площі, адже лише пустелі Землі займають 15-20 млн. км. В межах материків вітер впливає безпосередньо на поверхню земної кори, руйнуючи та переміщуючи гірські породи, утворюючи еолові відкладення. В областях морів та океанів цей вплив непрямий. Вітер тут утворює хвилі, постійні або тимчасові течії, які, у свою чергу, руйнують гірські породи на берегах, переміщують осадові породи на дні. Не слід забувати і істотне значення вітру як постачальника уламкового матеріалу, що утворює на дні морів та океанів певний тип осадових порід.
Складні рухи повітряних мас та їх взаємодії ще більше ускладнюються утворенням гігантських повітряних вихорів, циклонів та антициклонів. Просуваючись над морями, циклони викликають величезні хвилювання і зривають з води бризки, в результаті чого в центрі утворюється водяний стовп, що обертається. Циклони мають велику руйнівну силу. Внаслідок їх діяльності небезпечні нагони води у гирла річок, особливо у районах великих припливів. Збіг нагонів та припливів викликає підйом води до 15-20 і більше метрів. У тропічному поясі при циклонах спостерігалося перекидання повітря на значну відстань досить важких предметів.
ПР:Одним із руйнівних ураганів був "Інес", що вирував у вересні-жовтні 1966 року в районі Карибського моря. Швидкість у центрі була близько 70м/сек, а тиск падало до 695мм.
4. Цілі та завдання досліджень.
Вітер виконує геологічну роботу в різних частинах поверхні Землі, але так як сила вітру на вершинах гір значно більша, ніж у улоговинах та низовинах, то і діяльність його там більш помітна. Особливо велике значення діяльності вітру в областях сухого клімату, різких добових та річних коливань температур.
Еолова діяльність, як правило, завдає шкоди людині, тому що в результаті її знищуються родючі землі, руйнуються будівлі, транспортні комунікації, масиви зелених насадженьі т.д.
ПР:Значна частина сучасної Лівійської пустелі (Північна Африка) 5-7 тисячоліть тому була родючим краєм. Піски перетворили цю область на пустелю. У середній Азії на березі Амудар'ї було розташоване місто Тарткуль. Через інтенсивний розмив прибережних вулиць водою річки люди покинули місто, і тоді протягом кількох років місто було засипане піском пустелі. Дефляція в Україні знищила величезні площі посівів. У будівлях на околицях пустель внаслідок коразії швидко каламутніють шибки, будинки покриваються подряпинами, на кам'яних пам'ятниках з'являються борозенки; наприклад, знаменитий сфінкс поблизу Каїра в Єгипті весь поцяткований борознами.
Новосибірський державний університет
Геолого-геофізичний факультет
Кафедра загальної та регіональної геології
Верт Ірина Володимирівна
Курс 1, група 054
КУРСОВА РОБОТА
Реферативна тема:
ЕОЛОВІ ПРОЦЕСИ
Науковий керівник:
ЛАБЕКІНА ІРИНА ОЛЕКСІЇВНА
Рецензент (БРЕДІХІНА
ОКСАНА МИКОЛАЇВНА)
Новосибірськ
АННОТАЦІЯ
У цій роботі зібрані матеріали на тему “Еолові процеси”, також нижче викладені причини процесу і його наслідки.
Робота написана на основі складного багаторівневого плану, що містить дев'ять основних пунктів (у тому числі введення, примітки, висновок і список використаної літератури) і дванадцять другорядних, що включають цілі та завдання досліджень, а також відомості про об'єкти та предмети досліджень. Вона складається з 21 сторінки, на яких розміщено 2 малюнки
(Стор.8 і стор.12 відповідно), 175 абзаців і 945 рядків, і ще в роботі є велика кількість прикладів. Наприкінці курсової (на стор.21) є список всієї використовуваної литературы.
У веденні курсу роботи матеріалів на тему “Geological work of a wind ” є assembled, also reasons of considered process and its consequences are stated below. Праця є написана на основі комплексу багаторівневого плану, що містить низку основних елементів (включаючи введення, помітки, припущення і список використаних літератур) і двадцять хвилин, включаючи тенденції і дослідження проблем, а також елемент інформації на предмети і предмети Researches. Вона складається з 21 сторінок, на яких 2 фігури (сторінка 8 і сторінка 12 згідно), 175 параграфів і 945 ліній є placed, і навіть у роботі вони є повністю прикладів. Наприкінці курсу роботи (на сторінці 21) є list з використанням літератури.
Після тривалого курсу я recommend до address to a TABLE of CONTENS, and then to the NOTE.
1. Примітки (умовні позначення)……………………………...4стор.
2. Введение…………………………………………….………………….4стр.
3. Формулювання теми………………………………..………...………5стор.
4. Цілі та завдання досліджень……………………..…………………..6стор.
5. Об'єкти та предмет исследований……………..………...………….7стр.
5.1. Вітер, типи вітрів…………………………..…………...……….…7стор.
5.2. Класифікація пустель…………………………….….…………..8стор.
5.2.1. Дефляційні пустелі………………………...…….….….……8стор.
5.2.2. Акумулятивні пустелі………………………………………. 8стор
6. Сучасні знання у цій области………….………………..10стр.
6.1. Геологічна робота вітру……………………...………….……10стор.
6.1.1. Дефляція і коразія…………………………………….…..….11стр.
6.1.2. Еолова транспортування…………………..…………………..12стор.
6.1.3. Еолова акумуляція…………………….…..…………………13стор.
6.2. Вивітрювання…………………………………….…..…………….14стор.
6.2.1. Фізичне вивітрювання……………………..……….………16стор.
6.2.2. Хімічне вивітрювання…………………..…....………….…17стор.
6.2.3. Біогенне вивітрювання………………………..………………18стор.
7. Місце цієї теми у навчальних планах та тематиці ДДФ НГУ та ОІДДМ СО
РАН………………………………………………….…….19стор.
8. Висновок…………………………………………………………...20стор.
9. Список літератури………………………………………………….20стр.
1. Примітка.
У тексті присутні скорочення та умовні позначення:
. Стор. (Сторінка)
. Рис. (малюнок)
. ПР: (абзац, що йде за таким позначенням, містить приклад)
. Усі основні поняття та визначення виділені особливим шрифтом
Кожен пункт плану виділяється великим шрифтом, має номер, який відповідає номеру в змісті і знаходиться на сторінці, зазначеній у змісті.
2. Введення.
Перш ніж написати про те, що міститься в моїй курсовій роботі, я хотіла б розповісти, чому я обрала саме цю тему. Переглядаючи вперше запропоновані теми курсової роботи, я відразу ж звернула увагу на тему під номером 51. У цій темі мене привабило те, що ми все своє життя стикаємося з роботою вітру, з еоловими процесами, але мало хто з нас колись замислювався про тому, які причини виникнення вітру, яка його діяльність і яке значення має у нашому житті…
Вітру завжди надавалося велике значення, вітер завжди був символом змін і нововведень. Навіть у народних приказках і фразеологізмах вітру відводилося не останнє місце: кидати слова на вітер, вітер у голові, вітряна людина і так можна дуже довго продовжувати ... Ось мені і захотілося дізнатися більше про те, що завжди нам супроводжує ...
І взагалі, я вважаю, що тему для курсової треба обирати таку, щоб вона насамперед цікавила того, хто пише курсову. А по-друге, була б цікава і корисна тим, хто її слухатиме. Я думаю, що те, про що я написала у своїй роботі, не тільки цікаво, а й корисно.
3. Формулювання теми та проблеми.
Геологічна діяльність вітру пов'язані з динамічним впливом повітряних струменів на гірські породи. Вона виявляється у руйнуванні, подрібненні порід, згладжуванні та поліруванні їх поверхні, перенесенні дрібного уламкового матеріалу з одного місця на інше, у відкладенні його на поверхні Землі (континентів та океанів) рівним шаром, а потім звантаженні цього матеріалу у вигляді пагорбів і гряд на певних дільницях суші.
Геологічну роботу вітру часто називають еолової (на ім'я бога вітрів-
Еола-з давніх грецьких міфів).
ПР: Значна частина сучасної Лівійської пустелі (Північна Африка) 5-7 тисячоліть тому була родючим краєм. Піски перетворили цю область на пустелю. У середній Азії на березі Амудар'ї було розташоване місто Тарткуль. Через інтенсивний розмив прибережних вулиць водою річки люди покинули місто, і тоді протягом кількох років місто було засипане піском пустелі. Дефляція в Україні знищила величезні площі посівів.
У будівлях на околицях пустель внаслідок коразії швидко каламутніють шибки, будинки покриваються подряпинами, на кам'яних пам'ятниках з'являються борозенки; наприклад, знаменитий сфінкс поблизу Каїра в Єгипті весь поцяткований борознами.
До еолових процесів відноситься і вивітрювання. Воно є процес зміни (руйнування) гірських порід і мінералів внаслідок пристосування їх до умов земної поверхні і полягає у зміні фізичних властивостей мінералів і гірських порід, що головним чином зводиться до їх механічного руйнування, розпушення та зміни хімічних властивостей під впливом води, кисню та вуглекислого газу атмосфери та життєдіяльності організмів.
Обруч В.А. писав про вивітрювання наступне: "Так, потихеньку, через день у день, рік у рік, з віку в століття, працюють непомітні сили над руйнуванням гірських порід, над їх вивітрюванням. Як вони працюють, ми не помічаємо, але плоди їх праць видно скрізь: суцільна тверда скеля, яка спочатку була розсічена тільки тонкими тріщинами, виявляється, завдяки вивітрюванню, більш-менш сильно зруйнованої, перші тріщини розширені, з'явилися нові ще більшій кількості, від усіх кутів і країв відвалилися дрібні і великі шматки і лежать тут же купками біля підніжжя скелі або скотилися вниз по схилу, утворюючи осипи. Гладка поверхня скелі стала шорсткою, з'їденою;
Геологічна робота вітру значна і охоплює великі площі, адже лише пустелі Землі займають 15-20 млн. км. В межах материків вітер впливає безпосередньо на поверхню земної кори, руйнуючи та переміщуючи гірські породи, утворюючи еолові відкладення. В областях морів та океанів цей вплив непрямий. Вітер тут утворює хвилі, постійні або тимчасові течії, які, у свою чергу, руйнують гірські породи на берегах, переміщують осадові породи на дні. Не слід забувати і істотне значення вітру як постачальника уламкового матеріалу, що утворює на дні морів та океанів певний тип осадових порід.
Складні рухи повітряних мас та їх взаємодії ще більше ускладнюються утворенням гігантських повітряних вихорів, циклонів та антициклонів.
Просуваючись над морями, циклони викликають величезні хвилювання і зривають з води бризки, в результаті чого в центрі утворюється водяний стовп, що обертається.
Циклони мають велику руйнівну силу. Внаслідок їх діяльності небезпечні нагони води у гирла річок, особливо у районах великих припливів.
Збіг нагонів та припливів викликає підйом води до 15-20 і більше метрів.
У тропічному поясі при циклонах спостерігалося перекидання повітря на значну відстань досить важких предметів.
ПР: Одним із руйнівних ураганів був "Інес", що вирував у вересні-жовтні 1966 року в районі Карибського моря. Швидкість у центрі була близько 70м/сек, а тиск падало до 695мм.
4. Цілі та завдання досліджень.
Вітер виконує геологічну роботу в різних частинах поверхні
Землі, але оскільки сила вітру на вершинах гір значно більше, ніж у улоговинах і низинах, те й діяльність його там помітніша.
Особливо велике значення діяльності вітру в областях сухого клімату, різких добових та річних коливань температур.
Еолова діяльність, як правило, завдає шкоди людині, тому що в результаті її знищуються родючі землі, руйнуються будівлі, транспортні комунікації, масиви зелених насаджень і т.д.
ПР: Значна частина сучасної Лівійської пустелі (Північна Африка) 5-7 тисячоліть тому була родючим краєм. Піски перетворили цю область на пустелю. У середній Азії на березі Амудар'ї було розташоване місто Тарткуль. Через інтенсивний розмив прибережних вулиць водою річки люди покинули місто, і тоді протягом кількох років місто було засипане піском пустелі. Дефляція в Україні знищила величезні площі посівів. У будівлях на околицях пустель внаслідок коразії швидко каламутніють шибки, будинки покриваються подряпинами, на кам'яних пам'ятниках з'являються борозенки; наприклад, знаменитий сфінкс поблизу Каїра в Єгипті весь поцяткований борознами.
Людина змушена боротися зі шкідливими наслідками еолової діяльності.
Для цього необхідно найдокладніше вивчити процеси, пов'язані з діяльністю вітру та усунути причини, що викликають подібні явища.
Для того щоб виявити причини еолових процесів, проводиться величезна робота зі спостереження, дослідження та аналізу наслідків даних процесів, особливостей їхнього протікання, закономірностей їхнього розподілу та інтенсивності. Тільки проаналізувавши безліч наукових працьЩо стосується цієї теми, вдалося виявити етапи усунення причин еолових процесів.
Можна виділити два види боротьби: пасивний та активний. До першого відносяться заходи, спрямовані на закріплення еолових відкладень. На барханах, дюнах та інших піщаних акумулятивних формах, що рухаються, а також на всіх оголених просторах суші висаджують дерева і кущі. Коріння їх зміцнює пухкі породи, а сам рослинний покрив захищає породи від прямої дії вітру. Активними є заходи щодо ослаблення чи зміни характеру вітрового впливу. Створюються перепони, що послаблюють силу вітру, що змінюють його напрямок. Широко застосовуються посадки лісозахисних смуг, розташованих перпендикулярно до панівного напрямку вітрів.
Ці смуги значно зменшують силу вітру та його руйнівну.
(Дефляційну) здатність.
5. Об'єкти та предмет досліджень.
Розглядаючи еолові процеси, можемо виділити найважливіші об'єкти вивчення, такі як: вітру; частинки порід, що переносяться вітрами; особливості рельєфу та погодних умов. Предметами ж досліджень відповідно є: типи вітрів за силою і складом частинок, що переносяться; типи цих частинок за розміром та за хімічного складу; а також предметом досліджень є класифікація пустель та деяких інших рельєфних особливостей. Розглянемо це докладніше.
5.1. Вітер, типи вітрів.
Інтенсивність еолового процесу залежить від типу та швидкості вітру.
Переміщення повітряних мас відбувається в основному паралельно поверхні землі. Вітер переносить уламковий матеріал у великі простори. Чим більша швидкість вітру, тим значніша робота: 3-4 бальний вітер (швидкість 4,4-6,7 м/с) несе пил, 5-7 бальний (9,3-15,5 м/с) – пісок а 8 бальний (18,9 м/с) – гравій. Під час сильних бур та ураганів
(швидкість 22,6-58,6 м/с) можуть пересуватися і переноситися дрібні камінці та галька.
В області екватора спостерігається висхідні рухи повітря – це смуга штилю, на північ і південь від екватора йде смуга пасатів-вітерів, що виникають завдяки різниці тиску в області екватора та субтропіків; вітри рухаються від субтропіків до екватора; на висоті 2,5-3 км дмуть антипасати.
Крім вітрів, що постійно дмуть, є періодичні вітри-бризи і мусони. Найбільш сильні вітри-урагани здатні проникати в тріщини, відривати шматки гірських порід і переміщати їх поверхнею Землі, штовхаючи і піднімаючи повітря.
Найбільші швидкості вітру виникають іноді у грозових хмарах. Тут струмені повітря закручуються і утворюють повітряну воронку, що смерч-вертається, яка звужується в бік Землі. Смерч, як штопор, вкручується в Землю, руйнує гірські породи і втягує пухкий матеріал у глиб вирви, оскільки там спостерігається різко знижений тиск. Швидкість руху вітру у вирві вимірюється сотнями кілометрів на годину (до 1000-1300 км/год), тобто. іноді навіть перевищує швидкість розповсюдження звуку. Такий смерч може виконувати величезну руйнівну роботу. Він розламує будинки, зриває дахи та переносить їх, перекидає завантажені вагони, автомашини, з коренем вириває дерева. Смерч разом із пилом, піском та всіма захопленими предметами переміщається зі швидкістю 10-13 м/с на десятки кілометрів, залишаючи за собою широку смугу руйнувань.
Залежно від того, яким матеріалом насичений вітровий потік, курячі бурі поділяються на чорні, бурі, жовті, червоні і навіть білі. Деякі вітри мають строго постійний напрямок і дме протягом певного часу; так, вітер хамсин, що виникає у пустелях Північної Африки, дме у північному та північно-західному напрямках протягом 50 днів. Вітер південно-афганських пустель-афганець-дме в північному та північно-східному напрямках протягом 1-3 днів із перервами, загалом до 40 діб.
5.2. Класифікація пустель.
Найбільш виразно геологічна робота вітру проявляється у сфері пустель. Пустелі розташовуються на всіх континентах, крім Антарктиди, в областях з аридним та високоаридним кліматом. Вони утворюють два пояси:
Північній півкулі між 10 і 45 пн.ш. і в Південній півкулі між 10 і 45 пд.ш.
У пустелях випадає дуже мало опадів (менше 200мм на рік). Сухе повітря пустелі викликають величезну випаровуваність вологи, що перевищує річну норму опадів у 10-15 разів. У зв'язку з такою випаровуванням часто створюється постійний вертикальний струм вологи по капілярних тріщинах від ґрунтових вод до поверхні. Ці води вилуговують і виносять до поверхні солі залізисто-марганцевих окисних сполук, що утворюють на поверхні скель, каміння тонку плівку коричневого або чорного кольору, що називається пустельним засмагою.
На кольорових аеро-або космознімках багато ділянок кам'янистих пустель у зв'язку з цим мають темно-бурий або чорний колір.
Площа пустель може значно змінюватись. У Останніми рокамивнаслідок сильної посухи на Африканському континенті південний кордон пустель почав зміщуватися на південь, перетинаючи 45 паралель.
На вигляд еоловий геологічної діяльностіпустелі поділяються на дефляційні та акумулятивні.
5.2.1. Дефляційні пустелі
(В Африці їх називають гаммадами, в Середньої Азії-Кирами) є ділянки оголених гострокутних скель, часто химерних обрисів (рис3).
Обрис цих скель завжди завалено брилами і щебенем. Колір уламків незалежно від складу і первісного забарвлення зазвичай темно-бурий або чорний, тому що всі породи вкриті кіркою засмаги.
5.2.2. Акумулятивні пустелі на кшталт їхнього матеріалу поділяються на піщані, іменовані у Середню Азію кумами, а Північної
Америці-ергами; глинисті-такіри, лесові-адири та солончакові-шори.
Піщані пустелі найпоширеніші. Тільки колишньому СРСР вони займали 800 тис. км, що становить третину всіх пустель біля колишнього СРСР. Пісок у цих пустелях в основному складається з зерен кварцу, дуже стійкого при вивітрюванні, чим пояснюються великі його скупчення. По розмірності насіння пісок неоднорідний. У ньому воно тимчасово присутні як велико-, так і дрібнозернисті різниці, а також кілька пилуватих частинок. Пісок принесений із кам'янистих пустель. В даний час доведено, що піски в пустелях переважно первинно-річкового походження: вітер перевівав, обробляв і пересував алювій річок.
ПР: У Сахарі за космознімками виявлено стародавні русла рік; піски Каракумов представляють, очевидно, перевіяний алювій Пра-Амудьр'ї. Товщина піщаного покриву в пустелях сягає кількох десятків метрів.
Своєрідний мікрорельєф піщаних пустель. Він складається з незліченної кількості дрібних пагорбів, пагорбів, гряд, валів, які часто мають певну орієнтування залежно від панівного напрямку вітру. Найбільш характерною формою скупчення пісків у пустелі є пагорби-бархани. Гребінь оксамиту зазвичай гострий. Між вершинами рогів відбувається завихрення повітря, що сприяють утворенню циркоподібної виїмки. Бархани бувають одиночні та грядові.
Гряди барханів розташовуються перпендикулярно до напрямку вітру, утворюючи поперечні ланцюги. Нерідко зустрічаються і поздовжні ланцюжки барханів, що йдуть один за одним. Барханна гряда загалом іноді має серпевидну форму, довжина її 3-5 км, але відомі гряди завдовжки 20 км за ширини 1 км. Відстань між грядами 1,5-2 км., а висота до 100 метрів.
Грядоподібні вали-довгі симетричні піщані вали з пологими схилами. Вали витягнуті у напрямку руху вітру постійного спрямування. Довжина їх вимірюється кілометрами, а висота – від 15 до 30 метрів.
У Сахарі висота деяких гряд досягає 200 метрів. Гряди відстоять одна від одної на відстань 150-200м, а іноді і на 1-2 км. У міжгрядовому просторі пісок не затримується, проноситься вздовж нього, виробляючи дефляційне поглиблення міжгрядового простору, у зв'язку з чим перевищення гряд над міжгряддями додатково зростає. Поверхня гряд іноді ускладнена ланцюжками поздовжніх барханів.
Грядово-комірчасті форми рельєфу утворюються при поєднанні вітрів, що постійно дмуть, формують поздовжні гряди, з циклонними вітрами, що утворюють піщані перемички в міжгрядових просторах і лунки видування.
Купчасті форми рельєфу є піщані безладно розкидані пагорби. Вони утворюються поблизу будь-яких перешкод, кущиків рослин, великих каменів тощо. Форма їхня округла, слабо витягнута в напрямку руху вітру. Схили симетричні. Висота залежить від розміру перешкод і становить 1-10 метрів.
Еолова бриж-найпоширеніша мікроформа в рельєфі еолових відкладень, що представляє собою дрібні валики, що утворюють серпоподібні вигнуті ланцюжки, що нагадують бриж на воді від вітру. Еолова бриж покриває навітряні сторони дюн, барханів, а також вирівняні ділянки піщаних відкладень.
Всі описані еолові форми створюють своєрідний еоловий ландшафт, який характеризує області піщаних та глинистих пустель, узбереж морів, річок тощо.
Рух піщаних нагромаджень. Під впливом вітру еолові накопичення зазнають переміщення. Вітер здуває частинки піску з навітряного схилу, і вони потрапляють на підвітряний схил. Таким чином, піщані накопичення пересуваються у напрямку руху вітру. Швидкість пересування становить від сантиметрів до десятків метрів на рік. Піски, що рухаються, можуть перекривати окремі будівлі, кущі, дерева і навіть цілі міста.
Давньоєгипетські міста Луксор та Карнак із храмами були повністю засипані піском.
Глинисті пустелі (такіри). Цей тип пустель оздоблює піщані, а нерідко розташовується всередині них. Дуже часто такири є дно висохлих озер, долини висохлих. великих річок. Поверхня токирів рівна.
Глина, що складає токір, зазвичай розсічена дрібними тріщинами, пов'язаними з висиханням верхнього шару. Тріщини обмежують невеликі полігональні ділянки. Шкірка і краї цих ділянок лущаться, перетворюються на пил, який підхоплюється і носить вітром. Такири таким чином поглиблюються.
Лесові пустелі (адири) виникають на периферії піщаних пустель рахунок пилу, видуваної з кам'янистих пустель. Поверхня адиров часто нерівна, розсічена глибокими вибоїнами тимчасових потоків. У разі штучного зрошення поверхня адирів може бути перетворена на родючі ґрунти.
Солончакові пустелі (шори) утворюються у разі, коли ґрунтові води розташовуються неглибоко. Вода з них витягується до поверхні, випаровується, а солі покривають поверхню тонкою щільною кіркою, під якою часто розташовується м'який пухнастий шар солі, перемішаної з глиною. Шори-найбільш неживий вид пустелі. Вони широко розвинені на північ і схід від
Каспійське море. Розвиток жорів може йти так само, як і токирів, з видуванням солі вітром.
Різновидом солончакових пустель є гіпсові пустелі. Їхня поверхня покрита кіркою сульфатних солей. Ці пустелі розвиваються на поверхні вапнякових порід. Ділянки гіпсових пустель добре розвинені на плато Устюрт, між Каспійським та Аральським морями.
6. Сучасні знання у цій галузі.
6.1. Геологічна робота вітру.
Під геологічною роботою вітру розуміється зміна поверхні Землі під впливом повітряних струменів, що рухаються. Вітер може руйнувати гірські породи, переносити дрібний уламковий матеріал, звантажувати його у певних місцях або відкладати на поверхні землі рівним шаром. Чим більша швидкість вітру, тим сильніша робота, яку він виконує.
ПР: Сила вітру при ураганах дуже велика. Якось на мосту через р.
Місісіпі ураганним вітром був скинутий у воду навантажений потяг. У 1876 р. у Нью-Йорку вітром була перекинута вежа заввишки 60 м, а 1800 р. в
Гарце було вирвано 200 тис. ялин. Багато ураганів супроводжуються людськими жертвами.
Геологічна діяльність вітру проявляється у всіх кліматичних зонах, але особливо велику роботу вітер робить там, де цього є сприятливі умови: 1) аридний клімат; 2) бідність рослинного покриву, що скріплює своїм корінням грунт; 3)інтенсивний прояв фізичного вивітрювання, що дає багатий матеріал для видування; 4) наявність постійних вітрів та умов для розвитку їх колосальних швидкостей. Також геологічна робота вітру особливо інтенсивна там, де породи безпосередньо стикаються з атмосферою, тобто. де відсутній рослинний покрив. Такими сприятливими районами є пустелі, гірські вершини та морські узбережжя. Весь уламковий матеріал, що потрапив у повітряні потоки, рано чи пізно осідає на поверхні Землі, утворюючи шар еолових відкладень. Таким чином, геологічна робота вітру складається з наступних процесів:
1. руйнування гірських порід (дефляція та коразія);
2. перенесення, транспортування зруйнованого матеріалу (еолове транспортування);
3. еолового відкладення (еолова акумуляція).
6.1.1. Дефляція та коразія.
Дефляцією називається руйнування, роздроблення та видування пухких гірських порід на поверхні Землі внаслідок безпосереднього тиску повітряних струменів. Руйнівна здатність повітряних струменів збільшується у випадках, коли вони насичені водою або твердими частинками (піском та ін.). руйнування за допомогою твердих частинок носить назву коразії (лат. "Коразіо" - обточування).
Дефляція найбільш сильно проявляється у вузьких гірських долинах, в щілиноподібних розщелинах, в пустельних улоговинах, що сильно нагріваються, де часто виникають запилені вихори. Вони підхоплюють підготовлений фізичним вивітрюванням пухкий матеріал, піднімають його вгору і видаляють, внаслідок чого улоговина все більше поглиблюється.
ПР:У пустельному Закаспії одна з таких улоговин-Карагі-має глибину до
300 метрів, дно її лежить нижче за рівень Каспійського моря. Багато улоговини видування в Лівійській пустелі в Єгипті заглибилися на 200-300м і займають величезні простори. Так, площа западини Каттара 18 000 квадратних кілометрів. Велику роль у формуванні високогірної улоговини Дашті-
Навар у центральному Афганістані зіграв вітер. Тут влітку можна майже безперервно бачити десятки дрібних смерчів, що піднімають пісок і пил.
Гірські породи на схилах вузьких долин часто бувають згладжені і відполіровані, а весь пухкий матеріал з них віднесений. У цьому велика роль належить вітру. З вузьких щілин, у тому числі з дорожніх виїмок, вузьких заглиблень, що залишаються колесами транспорту, вітер виносить пухкі частки, і ці поглиблення зростають. У Китаї, де широко розвинені м'які лесові породи, виїмки старих доріг перетворюються на справжні ущелини глибиною до 30 метрів (хольвеги). Цей вид руйнування називається борозенною діяльністю. Інший вид дефляції-площинне видування. У цьому випадку вітер здуває пухкі породи, наприклад, ґрунт, з великої площі.
Велику роботу з руйнування гірських порід виконує коразія. Мільйони піщин, гнаних вітром, ударяючись об стінку або виступ гірської породи, обточують їх і руйнують. Звичайне скло, поставлене перпендикулярно вітровому потоку, що несе піщинки, через кілька днів стає матовим, тому що його поверхня стає шорсткою від появи дрібних ямок. Коразія може бути точкова, дряпаюча (борозна) і свердлувальна. Внаслідок коразії у гірських породах виникають ніші, осередки, борозни, подряпини. Максимальне насичення вітрового потоку піском спостерігається у перших десятках сантиметрів від поверхні, тому саме на цій висоті у породах утворюються найбільші поглиблення. У пустелі при вітрах, що постійно дмуть камені, що лежать на піску, обточуються вітром і поступово набувають тригранної форми. Ці тригранники (німецькою дрейкантери) допомагають виявити серед стародавніх відкладень еолові і визначити напрямок вітру.
Форма скель, що руйнуються вітром, значною мірою залежить від будови і складу породи. З дивовижною точністю вітер вибирає найслабші породи та утворює виїмки-борозенки, жолобки, ніші, ямки. Так, якщо горизонтальношарова товща складається з чергування твердих і м'яких порід, то на її поверхні тверді породи утворюватимуть виступи, карнизи, що чергуються з нішами. (Рис.1). У конгломератах, що мають слабкий цемент, тверда галька утворює бугристу поверхню часто химерних обрисів.
Завихряючись навколо скель, що самотньо стоять, вітер сприяє створенню грибоподібних, стовбоподібних форм. Здатність вітру виділяти, відокремлювати в природі найбільш тверді та міцні ділянки порід зветься еоловим препаруванням. Саме вона створює найбільш химерні форми, що часто нагадують силуети тварин, людей та ін (рис.2).
У масивних породах вітер видаляє з тріщин продукти вивітрювання, розширює тріщини і створює стовпні форми з крутими вертикальними стінами, арки і т.п. У пластах із прихованоконцентричною текстурою
(ефузивні породи, іноді пісковики) вітер сприяє створенню кулястих форм. Такі ж форми виявляються в породах, що містять кулясті конкреції, які бувають напрочуд добре відпрепаровані.
Дуже цікаві форми створюються у породах, покритих пустельною кіркою засмаги. Під цією твердою кіркою зазвичай слідує розм'якшений зруйнований шар. Коразія, пробивши в кірці отвір, видує пухкі породи, утворюючи осередки.
6.1.2. Еолове транспортування.
Діяльність вітру, що транспортує величезне значення. Вітер піднімає з поверхні Землі пухкий дрібноуламковий матеріал і переносить його на великі відстані по всій земній кулі, тому цей процес можна назвати планетарним. В основному вітер переносить дрібні частинки пелітової (глинистої), алевритової (пиловатої) та псаммітової (піщаної) розмірності. Дальність перенесення залежить від величини та форми уламків, їхньої питомої ваги, а також сили вітру. Великі уламки порід-брили, валуни-під час смерчів зрушуються з місця і проштовхуються або перекочуються поверхнею Землі в межах кількох метрів. Гальки, уламки, дерева та гравій під час бур та ураганів можуть відриватися від землі, підніматися нагору, потім падати і знову підніматися, тобто. вони переміщаються поверхнею стрибкоподібно, сумарно великі відстані. Піски становлять один із найважливіших компонентів еолового перенесення. Основна маса піщин переноситься поблизу поверхні Землі на висоті 3-4 метри. Під час польоту піщинки часто стикаються один з одним, у зв'язку з чим при дуже сильному вітрі чути гудіння і дзвін маси, що рухається. Піщини шліфуються, стираються, а слабші або з тріщинами іноді розколюються. Найбільш стійкими при далеких переносах виявляються кварцові піщинки, які складають головну масу піщаного потоку.
Пиловаті та глинисті частинки (вулканічний попіл та ін) іноді складають головну частину твердого еолового потоку. Вони можуть насичувати всю тропосферу і навіть виходити її межі. Дальність перенесення цього матеріалу може бути безмежною. Особливо далеко переносяться тонкі частинки, що піднялися на більшу висоту.
ПР: Так, червоний попіл, викинутий з вулкана Кракатау (Індонезія)
1883р., облетів навколо земної кулітричі і тримався у повітрі близько трьох років.
Наведемо кілька прикладів далекого переміщення уламкового матеріалу.
Пил, піднятий вітром у пустелях Дашті-Марго, Дашті-Арбу в Афганістані, переноситься в район Каракумів. Пил із районів Західного Китаю осідає в
Північному Афганістані та в республіках Середньої Азії. Чорнозем, підхоплений вітром у Східній Україні 1 травня 1892 року, 2 травня частково випав у районі
Каунаса, 3 травня, облягався з чорним дощем у Німеччині, 4 травня в Балтійському морі, а потім у Скандинавії.
ПР: Кількість піску, що переносяться вітром, і пилу буває іноді дуже велике.
У 1863 року на Канарських островах в Атлантиці випав пил із Сахари, маса її визначалася 10 млн. тонн. Загальна кількість еолового матеріалу, що переноситься із суші в море, за підрахунками А.П.Лісіцина, перевищує 1,6 млрд. тонн на рік.
6.1.3. Еолова акумуляція.
Склад переноситься вітром часток дуже різноманітний. У піщаних і запорошених бурях переважають зерна кварцу, польового шпату, рідше гіпсу, солі, глинисті пилуваті і вапняні частинки, частинки ґрунту та ін. Більшість їх є продуктом руйнування гірських порід, оголених на поверхні Землі. Частина пилу має вулканічне походження
(вулканічний попіл та пісок), частина космічна (метеоритний пил).
Більша частинапилу, що переноситься вітром, випадає на поверхні морів і океанів і домішується до морських опадів, що утворюються там; менша частина випадає на суші та утворює еолові відкладення.
Серед еолових відкладень виділяють глинисті, пилуваті та піщані.
Піщані еолові відкладення найчастіше утворюються у безпосередній близькості до областей дефляції і коразії, тобто. біля підніжжя оголених гір, а також у нижніх частинах річкових долин, у дельтах та на морських узбережжях.
Тут вітер майорить і переносить алювій та відкладення морських пляжів, утворюючи специфічні горбисті форми рельєфу. Глинисті та пилуваті еолові відкладення можуть брати в облогу значному віддаленні області розвіювання. Значно рідше зустрічаються карбонатні, а також сольові та гіпсові еолові відкладення.
Сучасні еолові відкладення переважно пухкі породи, оскільки цементація та ущільнення їх відбуваються повільніше, ніж у водних опадів.
Колір еолових відкладень різний. Переважають жовте, біле та сіре забарвлення, але зустрічаються відкладення та інших кольорів.
ПР: Так, у 1755 році в Південній Європі випав шар пилу завтовшки 2 см червоного кольору. При перенесенні продуктів дефляції чорноземних ґрунтів випадає чорний пил.
Еолові відкладення часто виявляють не паралельне, а косі або хвилясте напластування. Такі відкладення називають косослоїстими. У напрямку косих шарів можна визначити напрямок вітру, що їх утворив, оскільки косі шари завжди нахилені у напрямку руху вітрових струменів.
Швидкість накопичення еолових відкладень дуже різна.
ПР: Якось на палубі напівзатонулого судна виявили шар пилу потужністю
1,76 м. Він утворився за 63 роки, тобто. в середньому відкладалося близько 3 см на рік. Траплялися випадки, коли шар потужністю кілька сантиметрів накопичувався за 1 день.
Маси уламкового матеріалу, що переноситься вітром, ще в процесі перельоту сортуються. Більші піщані частинки випадають раніше, ніж тонші глинисті, і тому відбувається роздільне накопичення піщаних, лесових, глинистих та інших еолових опадів. Серед еолових відкладів на суші найбільшу площу займають піщані. Поруч із ними часто можуть накопичуватися пилуваті частинки, при ущільненні яких утворюється судьба.
Лес є м'якою, пористою породою жовтувато-бурого, жовтувато-сірого кольору, що складається більш ніж на 90% з пилуватих зерен кварцу та інших силікатів, глинозему; близько 6% становить вуглекислий кальцій, який часто утворює в долі придбання, конкреції неправильної форми. Розмір складових судьб зерен відповідає пилуватій і глинистій фракціям і менш-піщаною. У долі численні пори, що мають форму порожнистих трубочок, що утворилися за рахунок колишніх корінців рослин.
Найбільша кількість лесів утворилася в четвертинному періоді на території, що простягається від України до Південного Китаю. Походження цих порід В.А.Обручев пояснив так: у четвертинному періоді північ від Євразії був суцільний покрив льоду. Перед льодовиками розташовувалась кам'яниста пустеля, складена уламками гірських порід різних розмірів, принесених сюди льодовиками. З боку льодовика на південь дмухали постійні холодні вітри. Вітер, пролітаючи над морем, захопив з неї дрібні пилувато-глинисті частинки і переносив їх на південь. Нагріваючись, вітер слабшав, частки випадали на землю і формували у вищезгаданій смузі товщі судьби. Типова судьба не має шаруватості, вона мало сипуча, у зв'язку з чим при розмиві текучими водами утворює яри з дуже крутими вертикальними стінками. Потужність древніх лесових товщ у Китаї сягає 100 метрів. Ліс і лесоподібні породи широко поширені в республіках Середньої Азії та
Закавказзя, в Україні та в Афганістані.
Еолові відкладення можуть зустрічатися практично в будь-якій частині суші, в будь-якій ландшафтній зоні. Але великі і потужні скупчення еолового матеріалу утворюються у зонах аридного клімату, сприятливих у розвиток всіх видів еолового процесу.
6.2. Вивітрювання.
У процесі вивітрювання виникають дві групи продуктів вивітрювання: рухливі, які несуть ту чи іншу відстань, і залишкові, що залишаються дома свого образования. Залишкові, незміщені продукти вивітрювання є одним із найважливіших генетичних типів континентальних утворень і називаються елювій.
Сукупність продуктів вивітрювання різних за складом елювіальних утворень верхньої частини літосфери називається корою вивітрювання.
Формування кори вивітрювання, склад складових її утворень та потужність змінюються залежно від кліматичних умов – поєднання температури та вологості, надходження органічної речовини, а також від рельєфу. Найбільш сприятливим для формування потужних кор вивітрювання є відносно вирівняний рельєф і поєднання високої температури, великої вологості та різноманітності органічних речовин.
Елювій може складатися з великих уламків і з дрібних, що утворюються при подальшому руйнуванні, в якому головну рольграють хімічні агенти. Під дією води містить кисень і вуглекислий газ, всі породи перетворюються на пісок, або в супісок, або в суглинок, або в глину в залежності від свого складу кварцит перетвориться на чистий пісок, білий або жовтуватий, пісковик дасть глинистий пісок, граніт - спочатку древесину з окремих зерен , а потім суглинок, глинистий сланець – глину. Вапняк, зазвичай нечистий, втрачає вапно, яке розчиняє і забирає вода, залишаючи домішки у вигляді глини, чистої або піщаної. Ці кінцеві продукти вивітрювання в елювії змішані з більшою чи меншою кількістю щебеню та уламків, що знаходяться у різних стадіях своєї зміни.
З елювієм пов'язані родовища бокситів, з яких одержують алюміній, каолінів, бурого залізняку та інших корисних копалин. При руйнуванні корінних гірських порід вивільняються стійкі мінерали, що містяться в них.
Вони можуть утворювати цінні мінеральні скупчення – розсипи. Наприклад, елювіальні розсипи алмазів над кімберлітовими трубками, розсипи золота над золотоносними жилами.
Продукт вивітрювання, що знаходиться на схилах гір і долин, називають делювієм, який відрізняється від елювію тим, що його складові не знаходяться на місці початкової освіти, а сповзли або скотилися під дією сили тяжіння вниз. Всі схили покриті більш менш товстим шаром делювію. Делювій, що змочується водою, може зміщуватися, повзти вниз схилом, зазвичай дуже повільно, непомітно для очей, іноді - швидко. Сильно просочений водою, він перетворюється на густий бруд, який повзе вниз, зриває і комкає дерновий покрив, вириває кущі і навіть валить при своєму русі дерева, що росли на делювії. Такі грязьові потоки, іноді значної довжини та ширини, спостерігалися у багатьох країнах. На дні долини вони зупиняються, утворюючи поля густого бруду з грудками дерну, поваленими деревами та кущами.
У підніжжя уламків, що руйнуються, відвалилися від них уламки накопичуються, утворюючи на схилах великі осипи, часто легко рухливі і важко прохідні, що складаються з великих брил або з щебеню, що повзу під ногами вниз. на плоскої поверхнігірських вершин виходи твердих порід розпадаються при вивітрюванні на окремі частини, перетворюючись на суцільний розсип брил, що стирчать у різні боки. Ці розсипи особливо часті в
Сибіру та Арктиці, де вони утворюються при спільній роботі сильних морозів і вологи туманів, дощів та снігу, що тане. Але і в теплому кліматі вершини гір, що піднімаються над лінією постійного снігу, де клімат майже арктичний, руйнуються швидко і дають рясні осипи та розсипи.
Вивітрювання-сукупність багатьох факторів: коливань температури; хімічного впливу різних газів (02) та кислот (вуглекислота) розчинених у воді; впливу органічних речовин, що утворюються в результаті життєдіяльності рослин та тварин та при розкладанні їх залишків; розклинюючої дії коріння чагарників та дерев. Іноді ці фактори діють разом, іноді окремо, але вирішальне значеннямають різка зміна температури та водний режим. Залежно від переважання тих чи інших факторів виділяють фізичне, хімічне та біогенне вивітрювання.
6.2.1. Фізичне вивітрювання проявляється у механічному руйнуванні корінних гірських порід під впливом сонячної енергії, атмосфери та води.
Гірські породи піддаються нагріванню, то охолодженню. При нагріванні відбувається розширення та збільшення їх обсягу, при охолодженні - стиск та зменшення обсягу. Це розширення та стиск дуже невеликі; але, змінюючи один одного не день і не два, а цілі сотні і тисячі років, вони зрештою виявлять свою дію. Гірські породи складаються з різних мінералів, одні у тому числі розширюються більше, інші менше. За рахунок різного розширення в цих мінералах виникають великі напруги, неодноразові дії яких призводять, зрештою, до послаблення зв'язків між мінералами і порода розсипається, перетворюючись на скупчення дрібних уламків, щебеню, грубого піску.
Особливо інтенсивно руйнуються багато мінеральні гірські породи (граніти, гнейси та ін.). Крім того, коефіцієнт лінійного розширення навіть в одного і того ж мінералу неоднаковий у різних напрямках. Ця обставина при коливаннях температури викликає напруження та порушення зчеплення мінеральних зерен та в одно-мінеральних породах (вапняк, пісковик), що призводить з часом до їх руйнування.
На швидкість вивітрювання впливає величина мінеральних зерен, що її складають, а також їх забарвлення. Темні породи нагріваються, а отже, розширюються більше, ніж світлі, які сильніше відбивають сонячні промені.
Таке значення має і колір окремих зерен у породі. У породі, що складається з зерен різного кольору, зчеплення насіння буде слабшати швидше, ніж у породі, що складається з насіння одного кольору. Найменш стійкі до зміни холоду та спеки породи, що складаються з великих зерен різного кольору.
Ослаблення зчеплення між зернами призводить до того, що ці зерна відокремлюються один від одного, порода втрачає міцність і розсипається на свої складові частини, перетворюючись із твердого каменю на пухкий пісок або древесину.
Температурне вивітрювання особливо активно відбувається в областях зі спекотним континентальним кліматом - у пустельних районах, де дуже великі добові перепади температури і характерна відсутність або слабкий розвиток рослинного покриву, і мала атмосферних опадів.
Крім того, температурне вивітрювання дуже інтенсивно протікає на схилах високих гір, де повітря прозоріше та інсоляція набагато сильніша, ніж на сусідніх низовинах.
Руйнівна дія на гірські породи в пустелі чинять кристали солей, що утворюються при випаровуванні води в найтонших тріщинах і збільшують тиск на їх стінки. Капілярні тріщини під впливом цього тиску розширюються, і монолітність породи порушується.
Різні породи руйнуються із різною швидкістю. Великі єгипетські піраміди, складені з глиб жовтих пісковиків, щорічно втрачають 0,2 мм свого зовнішнього шару, що призводить до накопичення осипів (у підніжжя піраміди Хуфу утворюються осипи об'ємом 50 м3/год). Швидкість вивітрювання вапняків становить 2-3 см на рік, а граніт руйнується набагато повільніше.
Іноді вивітрювання призводить до своєрідного лущення лущення, званого десквамація порід. Це відшаровування тонких пластинок від поверхні оголених порід. В результаті неправильні за формою брили перетворюються на майже правильні кулі, що нагадують кам'яні гарматні ядра.
(наприклад, у Східному Сибіру, у долині річки Нижня Тунгуска).
Під час дощу скелі намокають: одні породи – пористі, сильно тріщинуваті – більше, інші – щільні – менше; потім вони знову висихають.
Поперемінне висихання та намокання теж позначається на послабленні зчеплення частинок.
Ще сильніше діє вода, що замерзає в тріщинах та дрібних порожнечах
(порах) гірських порід. Це відбувається восени, якщо після дощу вдарить мороз, або навесні, після теплого дня, коли на припіку тане сніг і вода проникає в глибину стрімчаків, а вночі замерзає. Значне збільшення об'єму води, що замерзає, викликає величезний тиск на стінки тріщин, і порода розколюється. Особливо це характерно для високих полярних і субполярних широт, а також у гірських районах, переважно вище за сніговий кордон.
Тут руйнація гірських порід відбувається головним чином під впливом механічної дії періодично замерзаючої води, що знаходиться в порах і тріщинах гірських порід (морозне вивітрювання). У високогірних областях скелясті вершини, зазвичай, розбиті численними тріщинами, які підніжжя приховані шлейфом осипів, які сформувалися з допомогою вивітрювання.
Завдяки вибірковому вивітрюванню з'являються різноманітні "чудеса природи" у вигляді арок, воріт тощо, особливо в пластах пісковиків.
ПР: Для багатьох районів Кавказу та інших гір дуже характерні так звані
"стукани" - пірамідальні стовпи, увінчані великим камінням, навіть цілими брилами розміром 5 - 10 м і більше. Ці брили оберігають від вивітрювання та розмивання нижчі відкладення (утворюючі стовп) і схожі на капелюшки гігантських грибів. На північному схилі Ельбруса біля знаменитих джерел Джилісу є яр, званий "Яр Замків".
Кала - Кулак, "замки" представлені величезними стовпами, складеними із відносно пухких вулканічних туфів. Ці стовпи увінчані великими брилами лав, що раніше складали морену, льодовиковий відклад, вік якого 50 тис. років. Морена згодом зруйнувалася, а частина брил зіграла роль "капелюшка гриба", що оберігає "ніжку" від розмиву. Такі ж піраміди є і в долинах рік Чегем, Терек та в інших місцях Північного.
Кавказу.
6.2.2. Хімічний вивітрювання. Одночасно та взаємопов'язано з фізичним вивітрюванням за відповідних умов відбувається процес хімічного вивітрювання, що викликає суттєві зміни у первинному складі мінералів та гірських порід та утворення нових мінералів. Головними факторами хімічного вивітрювання є: вода, вільний кисень, вуглекислий газ та органічні кислоти. Особливо сприятливі умови для такого вивітрювання створюються у вологому тропічному кліматі, у місцях із рясною рослинністю. Там має місце поєднання великої вологості, високої температури та величезного щорічного спаду органічної маси рослинних залишків, внаслідок розкладання яких значно зростає концентрація вуглекислоти та органічних кислот. Процеси, що протікають при хімічному вивітрюванні, можуть бути зведені до наступних основних хімічних реакцій: окислення, гідратація, розчинення та гідроліз.
Окислення добре розвинене, наприклад, у залізних рудах Курської магнітної аномалії, де мінерал магнетит (FeFe2O4) перетворюється на хімічно більш стійку форму - гематит (Fe2O3), що утворює багаті рудні
" залізні капелюхи " , тобто. скупчення гарної руди. Багато осадових гірських пород, таких як піски, пісковики, глини, що містять включення залізистих мінералів, пофарбовані в бурий або охристий колір, що вказує на окислення цих металів.
Гідратація пов'язана із приєднанням води до мінералу. Таким чином, ангідрит (CaSo4) перетворюється на гіпс (CaSo4.2H2O), що містить дві молекули води. При гідратації відбувається збільшення обсягу породи, деформація її та покривають відкладень.
При гідролізі, тобто. розкладанні складної речовини під дією води, польові шпати переходять, зрештою, в мінерали групи каолініту - білі пластичні глини (з них роблять кращу порцеляну), що містять алюміній, кремній та молекули води. Гора Каолінь у Китаї складена саме такими глинами.
При розчиненні гірської породи видаляються деякі хімічні компоненти. Такі породи, як кам'яна сіль, гіпс, ангідрит розчиняються у воді дуже добре. Вапняки, доломіти та мармури розчиняються дещо гірше. У воді завжди міститься вуглекислота, яка, вступаючи у взаємодію з кальцитом, розкладає його на іони кальцію та гідрокарбонату
(HCo3-). Тому вапняки завжди виглядають як травлення, що зазнали, тобто. виборчого розчинення. Там утворюються жолобки, горбки, виїмки. Якщо вапняк місцями "зазнає окремнення" (заміщення кремнеземом) і стає більш міцним, то ці ділянки при вивітрюванні завжди будуть виступати, утворюючи, наприклад, такі форми рельєфу, як височини.
6.2.3. Біогенне вивітрювання пов'язане з активним впливом на гірські породи рослинних та тваринних організмів. Навіть на найгладнішій скелі селяться лишайники. Вітер заносить їх дрібні суперечки в найтонші тріщини або приліплює до мокрої від дощу поверхні, і вони проростають, щільно прикріплюючись до каменю, смокчуть із нього разом із вологою солі, потрібні їм для життя, і поступово роз'їдають поверхню каменю і розширюють тріщини. До роз'їденого каменю легше пристають, а в розширені тріщини більше набиваються дрібні піщинки і порошинки, які приносить вітер або змиває вода з схилу. Ці піщинки і порошинки помалу утворюють ґрунт для вищих рослин (трав, квітів). Їхнє насіння приноситься вітром, потрапляє в тріщини і в пил, що набився між слані лишайників і прилип до роз'їденої ним скелі, і проростає. Коріння рослин заглиблюється в тріщини, розштовхує в сторони шматки породи. Тріщини розширюються, в них набивається ще більше пилу і перегною від віджилих трав і їх коріння, - і ось підготовлено місце для великих кущів і дерев, насіння яких теж заноситься вітром, водою або комахами. У кущів і дерев коріння багаторічне і товсте; проникаючи в тріщини і потовщуючись з роками, у міру зростання, діють немов клини, розширюючи тріщину дедалі більше.
Руйнування порід сприяють різноманітні тварини. Гризуни риють величезну кількість нір, рогату худобу витоптує рослинність; навіть черв'яки та мурахи руйнують поверхневий шар ґрунту.
Вуглекислий газ, що виділяються при розкладанні органічних залишків, і гумінові кислоти потрапляють у воду, яка в результаті цього різко збільшує свою руйнівну здатність. Рослинний покрив сприяє накопиченню вологи та органічних речовин у ґрунті, завдяки чому збільшується час впливу хімічного вивітрювання. Під покривом грунту вивітрювання відбувається інтенсивніше, т.к. гірську породу розчиняють також органічні кислоти, які у грунті. Бактерії, які поширені повсюдно, утворюють такі речовини, як азотна кислота, вуглекислий газ, аміак та інші, що сприяють якнайшвидшому розчиненню мінералів, що містяться в гірських породах.
Таким чином, процеси фізичного, хімічного, біогенного вивітрювання йдуть постійно та повсюдно. Під їх впливом повільно, але невідворотно руйнуються навіть найміцніші гірські породи, поступово перетворюючись на древесину, пісок і глину, які водними потоками переносяться на величезні відстані і зрештою знову відкладаються в озерах, океанах і морях.
7. Місце цієї теми у навчальних планах та тематиці ДДФ НГУ та ОІДГМ СО РАН.
8. Висновок.
На закінчення я хотіла б узагальнити все, що було викладено вище. Багато століть люди спостерігають різні природні процеси, помічають їх особливості, причини та наслідки; звертають увагу, що деякі процеси протікають частіше і з більшою силою, а десь їх можна спостерігати дуже рідко. Важко не помітити, що природні процеси взаємопов'язані, вони змінюють нашу планету постійно і безперервно, і неможливо досліджувати будь-що, не звертаючи уваги на інші природні ресурсита явища. Не можна однозначно визначити, чи сприятливо ці процеси впливають на навколишнє середовище чи ні. І чи то дощ у саме посушливе літо чи повінь, прохолодний вітерець у спекотний полудень чи сильний ураган, що змітає все своєму шляху, нам обійтися без цих процесів, т.к. будь-яке природне явище необхідне.
Вчені всього світу вивчають закони природи, її процеси, явища, зв'язок між ними, для того щоб запобігти катастрофам, що несуть руйнування і смерть, і сприяти більш сприятливим для людства процесам.
Дізнаючись про закони, за якими живе природа, людина вчиться з нею спілкуватися.
Еолові процеси несуть за собою дуже різноманітні наслідки, але всі вони несуть необхідні зміни в житті нашої планети, а ми вивчаючи ці складні, але дивовижні процеси, можемо лише захоплюватися величезною силою природи!
9. Список літератури:
1. Обруч В.А. Цікава геологія М.: вид-во Академії наук
СРСР,1961
2. Енциклопедія для дітей: ГЕОЛОГІЯ. М: Аванта +, 1995
3. Жуков М.М, Славін В.І, Дунаєва Н.М. Основи геології.-М.:
Держгеолтехіздат, 1961.
4. Горшков Г.М. Якушева О.Ф. Загальна геологія- Вид-во МДУ, 1958
5. Іванова М.Ф. Загальна геологія-Вид-во “ вища школа” Москва, 1969
6.
Процеси та форми рельєфу, пов'язані з роботою вітру, названі еоловими на честь давньогрецького бога Еола, володаря вітрів. Ці процеси включають:
винесення вітром результатів вивітрювання;
обточування, довбання поверхні гірських порід твердими частинками, що приносяться вітром;
перенесення еолового матеріалу та його акумуляція.
Ці процеси відбуваються скрізь, де є незакріплені пухкі відкладення, наприклад, на піщаних берегах річок, але найяскравіше робота вітру видно в пустелях - районах, що відрізняються сухістю повітря і відсутністю рослинності. Гірські породи там швидко руйнуються через сильні коливання температури (фізичне вивітрювання). Вітер діє разом з вивітрюванням, виносить його продукти та очищає поверхню для подальшого руйнування. У деяких місцях поверхня пустелі покрита шаром великих уламків, що залишилися на місці після видування дрібних частинок. Цей шар захищає породи від подальшої руйнації.
Трапляється так, що в безмовній пустелі мандрівник раптом чує дивні звуки. У давнину ці місця називали «співками, що співають», їх боялися, вважаючи, що це духи приваблюють мандрівників туди, звідки їм не вибратися. Пізніше виявилося, що звуки видаються піщинками, що сповзають поверхнею вологих пісків. Чим тонший пісок, що сповзає, тим тонший звук. Причина появи цих звуків - електричні явища, що у піску при сповзанні. «Піски, що співають» є не тільки в пустелях, вони зустрічаються по берегах річок і морів.
У пустелях вітер створює такі форми рельєфу, як бархани. Це піщані пагорби, що мають форму півмісяця. Висота від 5 до 200 метрів. Один схил у бархана пологий і довгий. Він завжди звернений у той бік, звідки дме вітер. Інший схил - крутий, з гострим гребенем, вигнутий у вигляді дуги, і звернений він у той бік, куди дме вітер. Бархани під впливом вітру можуть пересуватися. Цим вони й небезпечні, бо можуть засипати вдома. Це відбувається тому, що вітер здуває пісок з пологого схилу, який скочується вниз по крутому схилу, і бархан пересувається зі швидкістю до сотень метрів на рік. Боротьба з барханами полягає у закріпленні пісків деревами або чагарниками. У міру зростання окремих барханів вони з'єднуються в барханні ланцюги. Багато барханів у пустелях Середньої Азії та у Сахарі.
У місцях, де вільного піску замало освіти барханів і досить рослинності, виникають бугристі чи купчасті піски: нерухомі, закріплені рослинністю бугри висотою від 2 до 8 метрів.
На піщаних берегах морів, рідше річок та озер, утворюються дюни. На відміну від оксамиту, у дюни опуклу форму має не пологий, а крутий схил. Навітряний схил пологий, підвітряний - крутіший. Висота дюн може досягати 30 м і більше. На узбережжі Балтійського моря є дюни заввишки 60 м, а у Франції висота дюн сягає 100 м. Переміщуються вони зі швидкістю до 20 метрів на рік, зазвичай утворюють ланцюг піщаних пагорбів паралельно берегової лінії на деякій відстані від води. Щоб зупинити рух піску, що завдає непоправної шкоди, засипаючи ріллі, ліси, селища, садять кущі на пляжі, звідки вітер черпає матеріал для спорудження дюн. Дюни також закріплюють посадками сосни.
Рельєфоутворююча діяльність вітру помітна у піщаних пустелях, а й у кам'янистих. Тут виступи твердих порід, окремі скелі, урвища під впливом вітру та за участю вивітрювання утворюють химерні форми: карнизи, колони, стовпи.
Крім барханів, дюн, бугристих пісків до еолових відкладів відноситься і еоловий лес.
|
1. Формулювання теми та проблеми.
Геологічна діяльність вітру пов'язані з динамічним впливом повітряних струменів на гірські породи. Вона виявляється у руйнуванні, подрібненні порід, згладжуванні та поліруванні їх поверхні, перенесенні дрібного уламкового матеріалу з одного місця на інше, у відкладенні його на поверхні Землі (континентів та океанів) рівним шаром, а потім звантаженні цього матеріалу у вигляді пагорбів і гряд на певних дільницях суші. Геологічну роботу вітру часто називають еоловий
(На ім'я бога вітрів-Еола-з давніх грецьких міфів).
Еолова діяльність, як правило, завдає шкоди людині, тому що в результаті її знищуються родючі землі, руйнуються будівлі, транспортні комунікації, масиви зелених насаджень і т.д.
ПР:Значна частина сучасної Лівійської пустелі (Північна Африка) 5-7 тисячоліть тому була родючим краєм. Піски перетворили цю область на пустелю. У середній Азії на березі Амудар'ї було розташоване місто Тарткуль. Через інтенсивний розмив прибережних вулиць водою річки люди покинули місто, і тоді протягом кількох років місто було засипане піском пустелі. Дефляція в Україні знищила величезні площі посівів. У будівлях на околицях пустель внаслідок коразії швидко каламутніють шибки, будинки покриваються подряпинами, на кам'яних пам'ятниках з'являються борозенки; наприклад, знаменитий сфінкс поблизу Каїра в Єгипті весь поцяткований борознами.
До еолових процесів відноситься і вивітрювання.
Воно є процес зміни (руйнування) гірських порід і мінералів внаслідок пристосування їх до умов земної поверхні і полягає у зміні фізичних властивостей мінералів і гірських порід, що головним чином зводиться до їх механічного руйнування, розпушення та зміни хімічних властивостей під впливом води, кисню та вуглекислого газу атмосфери та життєдіяльності організмів.
Обруч В.А. писав про вивітрювання наступне: "Так, потихеньку, через день у день, рік у рік, з віку в століття, працюють непомітні сили над руйнуванням гірських порід, над їх вивітрюванням. Як вони працюють, ми не помічаємо, але плоди їх праць видно скрізь: суцільна тверда скеля, яка спочатку була розсічена тільки тонкими тріщинами, виявляється, завдяки вивітрюванню, більш-менш сильно зруйнованої, перші тріщини розширені, з'явилися нові ще більшій кількості, від усіх кутів і країв відвалилися дрібні і великі шматки і лежать тут же купками біля підніжжя скелі або скотилися вниз по схилу, утворюючи осипи. Гладка поверхня скелі стала шорсткою, з'їденою;
Геологічна робота вітру значна і охоплює великі площі, адже лише пустелі Землі займають 15-20 млн. км. В межах материків вітер впливає безпосередньо на поверхню земної кори, руйнуючи та переміщуючи гірські породи, утворюючи еолові відкладення. В областях морів та океанів цей вплив непрямий. Вітер тут утворює хвилі, постійні або тимчасові течії, які, у свою чергу, руйнують гірські породи на берегах, переміщують осадові породи на дні. Не слід забувати і істотне значення вітру як постачальника уламкового матеріалу, що утворює на дні морів та океанів певний тип осадових порід.
Складні рухи повітряних мас та їх взаємодії ще більше ускладнюються утворенням гігантських повітряних вихорів, циклонів та антициклонів. Просуваючись над морями, циклони викликають величезні хвилювання і зривають з води бризки, в результаті чого в центрі утворюється водяний стовп, що обертається. Циклони мають велику руйнівну силу. Внаслідок їх діяльності небезпечні нагони води у гирла річок, особливо у районах великих припливів. Збіг нагонів та припливів викликає підйом води до 15-20 і більше метрів. У тропічному поясі при циклонах спостерігалося перекидання повітря на значну відстань досить важких предметів.
ПР:Одним із руйнівних ураганів був "Інес", що вирував у вересні-жовтні 1966 року в районі Карибського моря. Швидкість у центрі була близько 70м/сек, а тиск падало до 695мм.
- 2. Цілі та завдання досліджень.
Еолова діяльність, як правило, завдає шкоди людині, тому що в результаті її знищуються родючі землі, руйнуються будівлі, транспортні комунікації, масиви зелених насаджень і т.д.
ПР: Значна частина сучасної Лівійської пустелі (Північна Африка) 5-7 тисячоліть тому була родючим краєм. Піски перетворили цю область на пустелю. У середній Азії на березі Амудар'ї було розташоване місто Тарткуль. Через інтенсивний розмив прибережних вулиць водою річки люди покинули місто, і тоді протягом кількох років місто було засипане піском пустелі. Дефляція в Україні знищила величезні площі посівів. У будівлях на околицях пустель внаслідок коразії швидко каламутніють шибки, будинки покриваються подряпинами, на кам'яних пам'ятниках з'являються борозенки; наприклад, знаменитий сфінкс поблизу Каїра в Єгипті весь поцяткований борознами.
Людина змушена боротися зі шкідливими наслідками еолової діяльності. Для цього необхідно найдокладніше вивчити процеси, пов'язані з діяльністю вітру та усунути причини, що викликають подібні явища.
Для того щоб виявити причини еолових процесів, проводиться величезна робота зі спостереження, дослідження та аналізу наслідків даних процесів, особливостей їхнього протікання, закономірностей їхнього розподілу та інтенсивності. Тільки проаналізувавши безліч наукових праць, що стосуються цієї теми, вдалося виявити етапи усунення причин еолових процесів.
Можна виділити два види боротьби: пасивний та активний. До першого відносяться заходи, спрямовані на закріплення еолових відкладень. На барханах, дюнах та інших піщаних акумулятивних формах, що рухаються, а також на всіх оголених просторах суші висаджують дерева і кущі. Коріння їх зміцнює пухкі породи, а сам рослинний покрив захищає породи від прямої дії вітру. Активними є заходи щодо ослаблення чи зміни характеру вітрового впливу. Створюються перепони, що послаблюють силу вітру, що змінюють його напрямок. Широко застосовуються посадки лісозахисних смуг, розташованих перпендикулярно до панівного напрямку вітрів. Ці смуги значно зменшують силу вітру та його руйнівну (дефляційну) здатність.
3. Об'єкти та предмет досліджень.
Розглядаючи еолові процеси, можемо виділити найважливіші об'єкти вивчення, такі як: вітру; частинки порід, що переносяться вітрами; особливості рельєфу та погодних умов. Предметами ж досліджень відповідно є: типи вітрів за силою і складом частинок, що переносяться; типи цих частинок за розміром та за хімічним складом; а також предметом досліджень є класифікація пустель та деяких інших рельєфних особливостей. Розглянемо це докладніше.
3.1. Вітер, типи вітрів.
Інтенсивність еолового процесу залежить від типу та швидкості вітру. Переміщення повітряних мас відбувається в основному паралельно поверхні землі. Вітер переносить уламковий матеріал у великі простори. Чим більша швидкість вітру, тим значніша робота: 3-4 бальний вітер (швидкість 4,4-6,7 м/с) несе пил, 5-7 бальний (9,3-15,5 м/с) – пісок а 8 бальний (18,9 м/с) – гравій. Під час сильних бур та ураганів (швидкість 22,6-58,6 м/с) можуть пересуватися та переноситися дрібні камінці та галька.
В області екватора спостерігається висхідні рухи повітря це смуга штилю
, на північ і південь від екватора йде смуга пасатів-вітерів
, що виникають завдяки різниці тиску в області екватора та субтропіків; вітри рухаються від субтропіків до екватора; на висоті 2,5-3 км дмуть антипасати. Крім вітрів, що постійно дмуть, є періодичні вітри-бризи
і мусони.
Найбільш сильні вітри-урагани
здатні проникати в тріщини, відривати шматки гірських порід і переміщати їх поверхнею Землі, штовхаючи і піднімаючи повітря.
Найбільші швидкості вітру виникають іноді у грозових хмарах. Тут струмені повітря закручуються та утворюють смерч
повітряну воронку, що обертається, яка звужується в бік Землі. Смерч, як штопор, вкручується в Землю, руйнує гірські породи і втягує пухкий матеріал у глиб вирви, оскільки там спостерігається різко знижений тиск. Швидкість руху вітру у вирві вимірюється сотнями кілометрів на годину (до 1000-1300 км/год), тобто. іноді навіть перевищує швидкість розповсюдження звуку. Такий смерч може виконувати величезну руйнівну роботу. Він розламує будинки, зриває дахи та переносить їх, перекидає завантажені вагони, автомашини, з коренем вириває дерева. Смерч разом із пилом, піском та всіма захопленими предметами переміщається зі швидкістю 10-13 м/с на десятки кілометрів, залишаючи за собою широку смугу руйнувань.
Залежно від того, яким матеріалом насичений вітровий потік, пилові бурі поділяються на чорні, бурі, жовті, червоні
і навіть білі.
Деякі вітри мають строго постійний напрямок і дме протягом певного часу; так, вітер хамсин
, що виникає у пустелях Північної Африки, дме у північному та північно-західному напрямках протягом 50 днів. Вітер південно-афганських пустель- афганець
-дує в північному та північно-східному напрямках протягом 1-3 днів з перервами, загалом до 40 діб.
3.2. Класифікація пустель.
Найбільш виразно геологічна робота вітру проявляється у сфері пустель. Пустелі розташовуються на всіх континентах, крім Антарктиди, в областях з аридним та високоаридним кліматом. Вони утворюють два пояси: у Північній півкулі між 10 та 45 пн.ш. і в Південній півкулі між 10 і 45 пд.ш.
У пустелях випадає дуже мало опадів (менше 200мм на рік). Сухе повітря пустелі викликають величезну випаровуваність вологи, що перевищує річну норму опадів у 10-15 разів. У зв'язку з такою випаровуванням часто створюється постійний вертикальний струм вологи по капілярних тріщинах від ґрунтових вод до поверхні. Ці води вилуговують і виносять до поверхні солі залізисто-марганцевих окисних сполук, що утворюють на поверхні скель, каміння тонку плівку коричневого або чорного кольору, що називається пустельним засмагою
. На кольорових аеро-або космознімках багато ділянок кам'янистих пустель у зв'язку з цим мають темно-бурий або чорний колір.
Площа пустель може значно змінюватись. В останні роки внаслідок сильної посухи на Африканському континенті південний кордон пустель почав зміщуватися на південь, перетинаючи 45 паралель.
За видом еолової геологічної діяльності пустелі поділяються на дефляційні та акумулятивні.
3.2.1. Дефляційні пустелі
- (в Африці їх називають гаммадами, у Середній Азії-кирами) є ділянки оголених гострокутних скель, часто химерних обрисів (рис3).
- Обрис цих скель завжди завалено брилами і щебенем. Колір уламків незалежно від складу і первісного забарвлення зазвичай темно-бурий або чорний, тому що всі породи вкриті кіркою засмаги.
За типом їхнього матеріалу поділяються на:
- піщані,
іменовані в Середній Азії кумами, а Північній Америці-ергами; глинисті
-такири,
лесові -адири
солончакові -Шори.
ПР:У Сахарі за космознімками виявлено стародавні русла рік; піски Каракумов представляють, очевидно, перевіяний алювій Пра-Амудьр'ї. Товщина піщаного покриву в пустелях сягає кількох десятків метрів.
Своєрідний мікрорельєф піщаних пустель. Він складається з незліченної кількості дрібних пагорбів, пагорбів, гряд, валів, які часто мають певну орієнтування залежно від панівного напрямку вітру. Найбільш характерною формою скупчення пісків у пустелі є пагорби-бархани. Гребінь оксамиту зазвичай гострий. Між вершинами рогів відбувається завихрення повітря, що сприяють утворенню циркоподібної виїмки. Бархани бувають одиночні та грядові.
Гряди барханів розташовуються перпендикулярно до напрямку вітру, утворюючи поперечні ланцюги. Нерідко зустрічаються і поздовжні ланцюжки барханів, що йдуть один за одним. Барханна гряда загалом іноді має серпевидну форму, довжина її 3-5 км, але відомі гряди завдовжки 20 км за ширини 1 км. Відстань між грядами 1,5-2 км., а висота до 100 метрів.
Грядоподібні вали-довгі симетричні піщані вали з пологими схилами. Вали витягнуті у напрямку руху вітру постійного спрямування. Довжина їх вимірюється кілометрами, а висота – від 15 до 30 метрів. У Сахарі висота деяких гряд досягає 200 метрів. Гряди відстоять одна від одної на відстань 150-200м, а іноді і на 1-2 км. У міжгрядовому просторі пісок не затримується, проноситься вздовж нього, виробляючи дефляційне поглиблення міжгрядового простору, у зв'язку з чим перевищення гряд над міжгряддями додатково зростає. Поверхня гряд іноді ускладнена ланцюжками поздовжніх барханів.
Грядово-комірчасті форми рельєфу утворюються при поєднанні вітрів, що постійно дмуть, формують поздовжні гряди, з циклонними вітрами, що утворюють піщані перемички в міжгрядових просторах і лунки видування.
Купчасті форми рельєфу є піщані безладно розкидані пагорби. Вони утворюються поблизу будь-яких перешкод, кущиків рослин, великих каменів тощо. Форма їхня округла, слабо витягнута в напрямку руху вітру. Схили симетричні. Висота залежить від розміру перешкод і становить 1-10 метрів.
Еолова бриж-найпоширеніша мікроформа в рельєфі еолових відкладень, що представляє собою дрібні валики, що утворюють серпоподібні вигнуті ланцюжки, що нагадують бриж на воді від вітру. Еолова бриж покриває навітряні сторони дюн, барханів, а також вирівняні ділянки піщаних відкладень.
Всі описані еолові форми створюють своєрідний еоловий ландшафт, який характеризує області піщаних та глинистих пустель, узбереж морів, річок тощо.
Рух піщаних нагромаджень. Під впливом вітру еолові накопичення зазнають переміщення. Вітер здуває частинки піску з навітряного схилу, і вони потрапляють на підвітряний схил. Таким чином, піщані накопичення пересуваються у напрямку руху вітру. Швидкість пересування становить від сантиметрів до десятків метрів на рік. Піски, що рухаються, можуть перекривати окремі будівлі, кущі, дерева і навіть цілі міста. Давньоєгипетські міста Луксор та Карнак із храмами були повністю засипані піском.
Глинисті пустелі (такіри). Цей тип пустель оздоблює піщані, а нерідко розташовується всередині них. Дуже часто такири є дно висохлих озер, долини висохлих великих річок. Поверхня токирів рівна. Глина, що складає токір, зазвичай розсічена дрібними тріщинами, пов'язаними з висиханням верхнього шару. Тріщини обмежують невеликі полігональні ділянки. Шкірка і краї цих ділянок лущаться, перетворюються на пил, який підхоплюється і носить вітром. Такири таким чином поглиблюються.
Лесові пустелі (адири) виникають на периферії піщаних пустель рахунок пилу, видуваної з кам'янистих пустель. Поверхня адиров часто нерівна, розсічена глибокими вибоїнами тимчасових потоків. У разі штучного зрошення поверхня адирів може бути перетворена на родючі ґрунти.
Солончакові пустелі (шори) утворюються у разі, коли ґрунтові води розташовуються неглибоко. Вода з них витягується до поверхні, випаровується, а солі покривають поверхню тонкою щільною кіркою, під якою часто розташовується м'який пухнастий шар солі, перемішаної з глиною. Шори-найбільш неживий вид пустелі. Вони широко розвинені на північ і схід від Каспійського моря. Розвиток жорів може йти так само, як і токирів, з видуванням солі вітром.
Різновидом солончакових пустель є гіпсові пустелі. Їхня поверхня покрита кіркою сульфатних солей. Ці пустелі розвиваються на поверхні вапнякових порід. Ділянки гіпсових пустель добре розвинені на плато Устюрт, між Каспійським та Аральським морями.
4. Сучасні знання у цій галузі.
4.1. Геологічна робота вітру.
Під геологічною роботою вітру розуміється зміна поверхні Землі під впливом повітряних струменів, що рухаються. Вітер може руйнувати гірські породи, переносити дрібний уламковий матеріал, звантажувати його у певних місцях або відкладати на поверхні землі рівним шаром. Чим більша швидкість вітру, тим сильніша робота, яку він виконує.
ПР:Сила вітру при ураганах дуже велика. Якось на мосту через р. Місісіпі ураганним вітром був скинутий у воду навантажений потяг. У 1876 р. у Нью-Йорку вітром було перекинуто башта висотою 60 м, а 1800 р. у Гарці було вирвано 200 тис. ялин. Багато ураганів супроводжуються людськими жертвами.
Геологічна діяльність вітру проявляється у всіх кліматичних зонах, але особливо велику роботу вітер робить там, де цього є сприятливі умови: 1) аридний клімат; 2) бідність рослинного покриву, що скріплює своїм корінням грунт; 3)інтенсивний прояв фізичного вивітрювання, що дає багатий матеріал для видування; 4) наявність постійних вітрів та умов для розвитку їх колосальних швидкостей. Також геологічна робота вітру особливо інтенсивна там, де породи безпосередньо стикаються з атмосферою, тобто. де відсутній рослинний покрив. Такими сприятливими районами є пустелі, гірські вершини та морські узбережжя. Весь уламковий матеріал, що потрапив у повітряні потоки, рано чи пізно осідає на поверхні Землі, утворюючи шар еолових відкладень. Таким чином, геологічна робота вітру складається з наступних процесів:
1. руйнування гірських порід ( дефляція та коразія
);
2. перенесення, транспортування зруйнованого матеріалу ( еолове транспортування
);
3. еолового відкладення ( еолова акумуляція
).
4.1.1. Дефляція та коразія.
Дефляцією називається руйнування, роздроблення та видування пухких гірських порід на поверхні Землі внаслідок безпосереднього тиску повітряних струменів. Руйнівна здатність повітряних струменів збільшується у випадках, коли вони насичені водою або твердими частинками (піском та ін.). руйнування за допомогою твердих частинок носить назву коразії (лат. "Коразіо"-обточування).
Дефляція найбільш сильно проявляється у вузьких гірських долинах, в щілиноподібних розщелинах, в пустельних улоговинах, що сильно нагріваються, де часто виникають запилені вихори. Вони підхоплюють підготовлений фізичним вивітрюванням пухкий матеріал, піднімають його вгору і видаляють, внаслідок чого улоговина все більше поглиблюється.
ПР:У пустельному Закаспії одна з таких улоговин – Карагіє – має глибину до 300 метрів, дно її лежить нижче рівня Каспійського моря. Багато улоговини видування в Лівійській пустелі в Єгипті заглибилися на 200-300м і займають величезні простори. Так, площа западини Каттара 18 000 квадратних кілометрів. Велику роль у формуванні високогірної улоговини Дашті-Навар у центральному Афганістані зіграв вітер. Тут влітку можна майже безперервно бачити десятки дрібних смерчів, що піднімають пісок і пил.
Гірські породи на схилах вузьких долин часто бувають згладжені і відполіровані, а весь пухкий матеріал з них віднесений. У цьому велика роль належить вітру. З вузьких щілин, у тому числі з дорожніх виїмок, вузьких заглиблень, що залишаються колесами транспорту, вітер виносить пухкі частки, і ці поглиблення зростають. У Китаї, де широко розвинені м'які лесові породи, виїмки старих доріг перетворюються на справжні ущелини глибиною до 30 метрів (хольвеги). Цей вид руйнування називається борозенною діяльністю
. Інший вид дефляції- площинне видування
. У цьому випадку вітер здуває пухкі породи, наприклад, ґрунт, з великої площі.
Цікаві форми мікрорельєфу створюються при площинному видуванні-розвіюванні пухких порід (пісків), що містять тверді притягання, найчастіше конкреційного характеру. У Східній Болгарії в товщі пухких пісків залягають щільні стовпні пісковики з вапняним цементом. Пісок був розвіяний вітрами, а пісковики збереглися, нагадуючи стовбури та пні дерев. Зважаючи на висоту цих стовпів, можна припустити, що потужність розвіяної товщі пісків перевищувала 10м.
Велику роботу з руйнування гірських порід виконує коразія. Мільйони піщин, гнаних вітром, ударяючись об стінку або виступ гірської породи, обточують їх і руйнують. Звичайне скло, поставлене перпендикулярно вітровому потоку, що несе піщинки, через кілька днів стає матовим, тому що його поверхня стає шорсткою від появи дрібних ямок. Коразія може бути точкова, дряпаюча
(борошня) і свердлувальна.
Внаслідок коразії у гірських породах виникають ніші, осередки, борозни, подряпини. Максимальне насичення вітрового потоку піском спостерігається у перших десятках сантиметрів від поверхні, тому саме на цій висоті у породах утворюються найбільші поглиблення. У пустелі при вітрах, що постійно дмуть камені, що лежать на піску, обточуються вітром і поступово набувають тригранної форми. Ці тригранники (німецькою) дрейкантери
) допомагають виявити серед давніх відкладів еолові та визначити напрямок вітру.
Форма скель, що руйнуються вітром, значною мірою залежить від будови і складу породи. З дивовижною точністю вітер вибирає найслабші породи та утворює виїмки-борозенки, жолобки, ніші, ямки. Так, якщо горизонтальношарова товща складається з чергування твердих і м'яких порід, то на її поверхні тверді породи утворюватимуть виступи, карнизи, що чергуються з нішами. У конгломератах, що мають слабкий цемент, тверда галька утворює бугристу поверхню часто химерних обрисів.
Завихряючись навколо скель, що самотньо стоять, вітер сприяє створенню грибоподібних, стовбоподібних форм. Здатність вітру виділяти, відокремлювати в природі найбільш тверді та міцні ділянки порід зветься еоловим препаруванням. Саме вона створює найбільш химерні форми, що часто нагадують силуети тварин, людей та ін.
У масивних породах вітер видаляє з тріщин продукти вивітрювання, розширює тріщини і створює стовпні форми з крутими вертикальними стінами, арки і т.п. У пластах із прихованоконцентричною текстурою (ефузивні породи, іноді пісковики) вітер сприяє створенню кулястих форм. Такі ж форми виявляються в породах, що містять кулясті конкреції, які бувають напрочуд добре відпрепаровані.
Дуже цікаві форми створюються у породах, покритих пустельною кіркою засмаги. Під цією твердою кіркою зазвичай слідує розм'якшений зруйнований шар. Коразія, пробивши в кірці отвір, видує пухкі породи, утворюючи осередки.
4.1.2. Еолове транспортування.
Транспортуюча діяльність вітру має значення. Вітер піднімає з поверхні Землі пухкий дрібноуламковий матеріал і переносить його на великі відстані по всій земній кулі, тому цей процес можна назвати планетарним. Здебільшого вітер переносить дрібні частки пелітової
і т.д.................
Новосибірський державний університет
Геолого-геофізичний факультет
Кафедра загальної та регіональної геології
Верт Ірина Володимирівна
Курс 1, група 054
КУРСОВА РОБОТА
Реферативна тема:
ЕОЛОВІ ПРОЦЕСИ
Науковий керівник:
ЛАБЕКІНА ІРИНА ОЛЕКСІЇВНА
Рецензент (БРЕДІХІНА
ОКСАНА МИКОЛАЇВНА)
Новосибірськ
АННОТАЦІЯ
У цій роботі зібрані матеріали на тему “Еолові процеси”, також нижче викладені причини процесу і його наслідки. Робота написана на основі складного багаторівневого плану, що містить дев'ять основних пунктів (у тому числі введення, примітки, висновок і список використаної літератури) і дванадцять другорядних, що включають цілі та завдання досліджень, а також відомості про об'єкти та предмети досліджень. Вона складається з 21 сторінки, на яких розміщено 2 малюнки (стор.8 та стор.12 відповідно), 175 абзаців та 945 рядків, і ще в роботі є велика кількість прикладів. Наприкінці курсової (на стор.21) є список всієї використовуваної литературы.
У веденні курсу роботи матеріалів на тему “Geological work of a wind ” є assembled, also reasons of considered process and its consequences are stated below. Праця є написана на основі комплексу багаторівневого плану, що містить низку основних елементів (включаючи введення, помітки, припущення і список використаних літератур) і двадцять хвилин, включаючи тенденції і дослідження проблем, а також елемент інформації на предмети і предмети Researches. Вона складається з 21 сторінок, на яких 2 фігури (сторінка 8 і сторінка 12 згідно), 175 параграфів і 945 ліній є placed, і навіть у роботі вони є повністю прикладів. Наприкінці курсу роботи (на сторінці 21) є list з використанням літератури.
Після тривалого курсу я recommend до address to a TABLE of CONTENS, and then to the NOTE.
1. Примітки (умовні позначення)……………………………...4стор.
2. Введение…………………………………………….………………….4стр.
3. Формулювання теми………………………………..………...………5стор.
4. Цілі та завдання досліджень……………………..…………………..6стор.
5. Об'єкти та предмет исследований……………..………...………….7стр.
5.1. Вітер, типи вітрів…………………………..…………...……….…7стор.
5.2. Класифікація пустель…………………………….….…………..8стор.
5.2.1. Дефляційні пустелі………………………...…….….….……8стор.
5.2.2. Акумулятивні пустелі………………………………………. 8стор
6. Сучасні знання у цій области………….………………..10стр.
6.1. Геологічна робота вітру……………………...………….……10стор.
6.1.1. Дефляція і коразія…………………………………….…..….11стр.
6.1.2. Еолова транспортування…………………..…………………..12стор.
6.1.3. Еолова акумуляція…………………….…..…………………13стор.
6.2. Вивітрювання…………………………………….…..…………….14стор.
6.2.1. Фізичне вивітрювання……………………..……….………16стор.
6.2.2. Хімічне вивітрювання…………………..…....………….…17стор.
6.2.3. Біогенне вивітрювання………………………..………………18стор.
7. Місце цієї теми у навчальних планах і тематиці ГДФ НГУ та ОИГГМ СО РАН………………………………………………….…….19стор.
8. Висновок…………………………………………………………...20стор.
9. Список літератури………………………………………………….20стр.
1. Примітка.
У тексті присутні скорочення та умовні позначення:
- Стор. (Сторінка)
- Рис. (малюнок)
- ПР: (абзац, що йде за таким позначенням, містить приклад )
- Усі основні поняття та визначення виділені особливим шрифтом
Кожен пункт плану виділяється великим шрифтом, має номер, який відповідає номеру в змісті і знаходиться на сторінці, зазначеній у змісті.
2. Введення.
Перш ніж написати про те, що міститься в моїй курсовій роботі, я хотіла б розповісти, чому я обрала саме цю тему. Переглядаючи вперше запропоновані теми курсової роботи, я відразу ж звернула увагу на тему під номером 51. У цій темі мене привабило те, що ми все своє життя стикаємося з роботою вітру, з еоловими процесами, але мало хто з нас колись замислювався про тому, які причини виникнення вітру, яка його діяльність і яке значення має у нашому житті…
Вітру завжди надавалося велике значення, вітер завжди був символом змін і нововведень. Навіть у народних приказках і фразеологізмах вітру відводилося не останнє місце: кидати слова на вітер, вітер у голові, вітряна людина і так можна дуже довго продовжувати ... Ось мені і захотілося дізнатися більше про те, що завжди нам супроводжує ...
І взагалі, я вважаю, що тему для курсової треба обирати таку, щоб вона насамперед цікавила того, хто пише курсову. А по-друге, була б цікава і корисна тим, хто її слухатиме. Я думаю, що те, про що я написала у своїй роботі, не тільки цікаво, а й корисно.
3. Формулювання теми та проблеми.
Геологічна діяльність вітру пов'язані з динамічним впливом повітряних струменів на гірські породи. Вона виявляється у руйнуванні, подрібненні порід, згладжуванні та поліруванні їх поверхні, перенесенні дрібного уламкового матеріалу з одного місця на інше, у відкладенні його на поверхні Землі (континентів та океанів) рівним шаром, а потім звантаженні цього матеріалу у вигляді пагорбів і гряд на певних дільницях суші. Геологічну роботу вітру часто називають еоловий (На ім'я бога вітрів-Еола-з давніх грецьких міфів).
ПР:
До еолових процесів відноситься і вивітрювання. Воно є процес зміни (руйнування) гірських порід і мінералів внаслідок пристосування їх до умов земної поверхні і полягає у зміні фізичних властивостей мінералів і гірських порід, що головним чином зводиться до їх механічного руйнування, розпушення та зміни хімічних властивостей під впливом води, кисню та вуглекислого газу атмосфери та життєдіяльності організмів.
Обруч В.А. писав про вивітрювання наступне: "Так, потихеньку, через день у день, рік у рік, з віку в століття, працюють непомітні сили над руйнуванням гірських порід, над їх вивітрюванням. Як вони працюють, ми не помічаємо, але плоди їх праць видно скрізь: суцільна тверда скеля, яка спочатку була розсічена тільки тонкими тріщинами, виявляється, завдяки вивітрюванню, більш-менш сильно зруйнованої, перші тріщини розширені, з'явилися нові ще більшій кількості, від усіх кутів і країв відвалилися дрібні і великі шматки і лежать тут же купками біля підніжжя скелі або скотилися вниз по схилу, утворюючи осипи. Гладка поверхня скелі стала шорсткою, з'їденою;
Геологічна робота вітру значна і охоплює великі площі, адже лише пустелі Землі займають 15-20 млн. км. В межах материків вітер впливає безпосередньо на поверхню земної кори, руйнуючи та переміщуючи гірські породи, утворюючи еолові відкладення. В областях морів та океанів цей вплив непрямий. Вітер тут утворює хвилі, постійні або тимчасові течії, які, у свою чергу, руйнують гірські породи на берегах, переміщують осадові породи на дні. Не слід забувати і істотне значення вітру як постачальника уламкового матеріалу, що утворює на дні морів та океанів певний тип осадових порід.
Складні рухи повітряних мас та їх взаємодії ще більше ускладнюються утворенням гігантських повітряних вихорів, циклонів та антициклонів. Просуваючись над морями, циклони викликають величезні хвилювання і зривають з води бризки, в результаті чого в центрі утворюється водяний стовп, що обертається. Циклони мають велику руйнівну силу. Внаслідок їх діяльності небезпечні нагони води у гирла річок, особливо у районах великих припливів. Збіг нагонів та припливів викликає підйом води до 15-20 і більше метрів. У тропічному поясі при циклонах спостерігалося перекидання повітря на значну відстань досить важких предметів.
ПР:Одним із руйнівних ураганів був "Інес", що вирував у вересні-жовтні 1966 року в районі Карибського моря. Швидкість у центрі була близько 70м/сек, а тиск падало до 695мм.
4. Цілі та завдання досліджень.
Вітер виконує геологічну роботу в різних частинах поверхні Землі, але так як сила вітру на вершинах гір значно більша, ніж у улоговинах та низовинах, то і діяльність його там більш помітна. Особливо велике значення діяльності вітру в областях сухого клімату, різких добових та річних коливань температур.
Еолова діяльність, як правило, завдає шкоди людині, тому що в результаті її знищуються родючі землі, руйнуються будівлі, транспортні комунікації, масиви зелених насаджень і т.д.
ПР:Значна частина сучасної Лівійської пустелі (Північна Африка) 5-7 тисячоліть тому була родючим краєм. Піски перетворили цю область на пустелю. У середній Азії на березі Амудар'ї було розташоване місто Тарткуль. Через інтенсивний розмив прибережних вулиць водою річки люди покинули місто, і тоді протягом кількох років місто було засипане піском пустелі. Дефляція в Україні знищила величезні площі посівів. У будівлях на околицях пустель внаслідок коразії швидко каламутніють шибки, будинки покриваються подряпинами, на кам'яних пам'ятниках з'являються борозенки; наприклад, знаменитий сфінкс поблизу Каїра в Єгипті весь поцяткований борознами.
Людина змушена боротися зі шкідливими наслідками еолової діяльності. Для цього необхідно найдокладніше вивчити процеси, пов'язані з діяльністю вітру та усунути причини, що викликають подібні явища.
Для того щоб виявити причини еолових процесів, проводиться величезна робота зі спостереження, дослідження та аналізу наслідків даних процесів, особливостей їхнього протікання, закономірностей їхнього розподілу та інтенсивності. Тільки проаналізувавши безліч наукових праць, що стосуються цієї теми, вдалося виявити етапи усунення причин еолових процесів.
Можна виділити два види боротьби: пасивний та активний. До першого відносяться заходи, спрямовані на закріплення еолових відкладень. На барханах, дюнах та інших піщаних акумулятивних формах, що рухаються, а також на всіх оголених просторах суші висаджують дерева і кущі. Коріння їх зміцнює пухкі породи, а сам рослинний покрив захищає породи від прямої дії вітру. Активними є заходи щодо ослаблення чи зміни характеру вітрового впливу. Створюються перепони, що послаблюють силу вітру, що змінюють його напрямок. Широко застосовуються посадки лісозахисних смуг, розташованих перпендикулярно до панівного напрямку вітрів. Ці смуги значно зменшують силу вітру та його руйнівну (дефляційну) здатність.
5. Об'єкти та предмет досліджень.
Розглядаючи еолові процеси, можемо виділити найважливіші об'єкти вивчення, такі як: вітру; частинки порід, що переносяться вітрами; особливості рельєфу та погодних умов. Предметами ж досліджень відповідно є: типи вітрів за силою і складом частинок, що переносяться; типи цих частинок за розміром та за хімічним складом; а також предметом досліджень є класифікація пустель та деяких інших рельєфних особливостей. Розглянемо це докладніше.
5.1. Вітер, типи вітрів.
Інтенсивність еолового процесу залежить від типу та швидкості вітру. Переміщення повітряних мас відбувається в основному паралельно поверхні землі. Вітер переносить уламковий матеріал у великі простори. Чим більша швидкість вітру, тим значніша робота: 3-4 бальний вітер (швидкість 4,4-6,7 м/с) несе пил, 5-7 бальний (9,3-15,5 м/с) - пісок , а 8 бальний (18,9 м/с) – гравій. Під час сильних бур та ураганів (швидкість 22,6-58,6 м/с) можуть пересуватися та переноситися дрібні камінці та галька.
В області екватора спостерігається висхідні рухи повітря це смуга штилю , на північ і південь від екватора йде смуга пасатів-вітерів , що виникають завдяки різниці тиску в області екватора та субтропіків; вітри рухаються від субтропіків до екватора; на висоті 2,5-3 км дмуть антипасати. Крім вітрів, що постійно дмуть, є періодичні вітри-бризи і мусони. Найбільш сильні вітри-урагани здатні проникати в тріщини, відривати шматки гірських порід і переміщати їх поверхнею Землі, штовхаючи і піднімаючи повітря.
Найбільші швидкості вітру виникають іноді у грозових хмарах. Тут струмені повітря закручуються та утворюють смерч повітряну воронку, що обертається, яка звужується в бік Землі. Смерч, як штопор, вкручується в Землю, руйнує гірські породи і втягує пухкий матеріал у глиб вирви, оскільки там спостерігається різко знижений тиск. Швидкість руху вітру у вирві вимірюється сотнями кілометрів на годину (до 1000-1300 км/год), тобто. іноді навіть перевищує швидкість розповсюдження звуку. Такий смерч може виконувати величезну руйнівну роботу. Він розламує будинки, зриває дахи та переносить їх, перекидає завантажені вагони, автомашини, з коренем вириває дерева. Смерч разом із пилом, піском та всіма захопленими предметами переміщається зі швидкістю 10-13 м/с на десятки кілометрів, залишаючи за собою широку смугу руйнувань.
Залежно від того, яким матеріалом насичений вітровий потік, пилові бурі поділяються на чорні, бурі, жовті, червоні і навіть білі. Деякі вітри мають строго постійний напрямок і дме протягом певного часу; так, вітер хамсин , що виникає у пустелях Північної Африки, дме у північному та північно-західному напрямках протягом 50 днів. Вітер південно-афганських пустель- афганець -дує в північному та північно-східному напрямках протягом 1-3 днів з перервами, загалом до 40 діб.
5.2. Класифікація пустель.
Найбільш виразно геологічна робота вітру проявляється у сфері пустель. Пустелі розташовуються на всіх континентах, крім Антарктиди, в областях з аридним та високоаридним кліматом. Вони утворюють два пояси: у Північній півкулі між 10 та 45 пн.ш. і в Південній півкулі між 10 і 45 пд.ш.
У пустелях випадає дуже мало опадів (менше 200мм на рік). Сухе повітря пустелі викликають величезну випаровуваність вологи, що перевищує річну норму опадів у 10-15 разів. У зв'язку з такою випаровуванням часто створюється постійний вертикальний струм вологи по капілярних тріщинах від ґрунтових вод до поверхні. Ці води вилуговують і виносять до поверхні солі залізисто-марганцевих окисних сполук, що утворюють на поверхні скель, каміння тонку плівку коричневого або чорного кольору, що називається пустельним засмагою . На кольорових аеро-або космознімках багато ділянок кам'янистих пустель у зв'язку з цим мають темно-бурий або чорний колір.
Площа пустель може значно змінюватись. В останні роки внаслідок сильної посухи на Африканському континенті південний кордон пустель почав зміщуватися на південь, перетинаючи 45 паралель.
За видом еолової геологічної діяльності пустелі поділяються на дефляційні та акумулятивні.
5.2.1. Дефляційні пустелі
(в Африці їх називають гаммадами, у Середній Азії-кирами) є ділянки оголених гострокутних скель, часто химерних обрисів (рис3).
Обрис цих скель завжди завалено брилами і щебенем. Колір уламків незалежно від складу і первісного забарвлення зазвичай темно-бурий або чорний, тому що всі породи вкриті кіркою засмаги.
5.2.2. Акумулятивні пустеліза типом їхнього матеріалу поділяються на піщані, іменовані в Середній Азії кумами, а Північній Америці-ергами; глинисті -такири, лесові -адири та солончакові -Шори.
Піщані пустелі найпоширеніші. Тільки колишньому СРСР вони займали 800 тис. км, що становить третину всіх пустель біля колишнього СРСР. Пісок у цих пустелях в основному складається з зерен кварцу, дуже стійкого при вивітрюванні, чим пояснюються великі його скупчення. По розмірності насіння пісок неоднорідний. У ньому воно тимчасово присутні як велико-, так і дрібнозернисті різниці, а також кілька пилуватих частинок. Пісок принесений із кам'янистих пустель. В даний час доведено, що піски в пустелях переважно первинно-річкового походження: вітер перевівав, обробляв і пересував алювій річок.
ПР:У Сахарі за космознімками виявлено стародавні русла рік; піски Каракумов представляють, очевидно, перевіяний алювій Пра-Амудьр'ї. Товщина піщаного покриву в пустелях сягає кількох десятків метрів.
Своєрідний мікрорельєф піщаних пустель. Він складається з незліченної кількості дрібних пагорбів, пагорбів, гряд, валів, які часто мають певну орієнтування залежно від панівного напрямку вітру. Найбільш характерною формою скупчення пісків у пустелі є пагорби-бархани. Гребінь оксамиту зазвичай гострий. Між вершинами рогів відбувається завихрення повітря, що сприяють утворенню циркоподібної виїмки. Бархани бувають одиночні та грядові.
Гряди барханів розташовуються перпендикулярно до напрямку вітру, утворюючи поперечні ланцюги. Нерідко зустрічаються і поздовжні ланцюжки барханів, що йдуть один за одним. Барханна гряда загалом іноді має серпевидну форму, довжина її 3-5 км, але відомі гряди завдовжки 20 км за ширини 1 км. Відстань між грядами 1,5-2 км., а висота до 100 метрів.
Грядоподібні вали-довгі симетричні піщані вали з пологими схилами. Вали витягнуті у напрямку руху вітру постійного спрямування. Довжина їх вимірюється кілометрами, а висота – від 15 до 30 метрів. У Сахарі висота деяких гряд досягає 200 метрів. Гряди відстоять одна від одної на відстань 150-200м, а іноді і на 1-2 км. У міжгрядовому просторі пісок не затримується, проноситься вздовж нього, виробляючи дефляційне поглиблення міжгрядового простору, у зв'язку з чим перевищення гряд над міжгряддями додатково зростає. Поверхня гряд іноді ускладнена ланцюжками поздовжніх барханів.
Грядово-комірчасті форми рельєфу утворюються при поєднанні вітрів, що постійно дмуть, формують поздовжні гряди, з циклонними вітрами, що утворюють піщані перемички в міжгрядових просторах і лунки видування.
Купчасті форми рельєфу є піщані безладно розкидані пагорби. Вони утворюються поблизу будь-яких перешкод, кущиків рослин, великих каменів тощо. Форма їхня округла, слабо витягнута в напрямку руху вітру. Схили симетричні. Висота залежить від розміру перешкод і становить 1-10 метрів.
Еолова бриж-найпоширеніша мікроформа в рельєфі еолових відкладень, що представляє собою дрібні валики, що утворюють серпоподібні вигнуті ланцюжки, що нагадують бриж на воді від вітру. Еолова бриж покриває навітряні сторони дюн, барханів, а також вирівняні ділянки піщаних відкладень.
Всі описані еолові форми створюють своєрідний еоловий ландшафт, який характеризує області піщаних та глинистих пустель, узбереж морів, річок тощо.
Рух піщаних нагромаджень. Під впливом вітру еолові накопичення зазнають переміщення. Вітер здуває частинки піску з навітряного схилу, і вони потрапляють на підвітряний схил. Таким чином, піщані накопичення пересуваються у напрямку руху вітру. Швидкість пересування становить від сантиметрів до десятків метрів на рік. Піски, що рухаються, можуть перекривати окремі будівлі, кущі, дерева і навіть цілі міста. Давньоєгипетські міста Луксор та Карнак із храмами були повністю засипані піском.
Глинисті пустелі (такіри). Цей тип пустель оздоблює піщані, а нерідко розташовується всередині них. Дуже часто такири є дно висохлих озер, долини висохлих великих річок. Поверхня токирів рівна. Глина, що складає токір, зазвичай розсічена дрібними тріщинами, пов'язаними з висиханням верхнього шару. Тріщини обмежують невеликі полігональні ділянки. Шкірка і краї цих ділянок лущаться, перетворюються на пил, який підхоплюється і носить вітром. Такири таким чином поглиблюються.
Лесові пустелі (адири) виникають на периферії піщаних пустель рахунок пилу, видуваної з кам'янистих пустель. Поверхня адиров часто нерівна, розсічена глибокими вибоїнами тимчасових потоків. У разі штучного зрошення поверхня адирів може бути перетворена на родючі ґрунти.
Солончакові пустелі (шори) утворюються у разі, коли ґрунтові води розташовуються неглибоко. Вода з них витягується до поверхні, випаровується, а солі покривають поверхню тонкою щільною кіркою, під якою часто розташовується м'який пухнастий шар солі, перемішаної з глиною. Шори-найбільш неживий вид пустелі. Вони широко розвинені на північ і схід від Каспійського моря. Розвиток жорів може йти так само, як і токирів, з видуванням солі вітром.
Різновидом солончакових пустель є гіпсові пустелі. Їхня поверхня покрита кіркою сульфатних солей. Ці пустелі розвиваються на поверхні вапнякових порід. Ділянки гіпсових пустель добре розвинені на плато Устюрт, між Каспійським та Аральським морями.
6. Сучасні знання у цій галузі.
6.1. Геологічна робота вітру.
Під геологічною роботою вітру розуміється зміна поверхні Землі під впливом повітряних струменів, що рухаються. Вітер може руйнувати гірські породи, переносити дрібний уламковий матеріал, звантажувати його у певних місцях або відкладати на поверхні землі рівним шаром. Чим більша швидкість вітру, тим сильніша робота, яку він виконує.
ПР:Сила вітру при ураганах дуже велика. Якось на мосту через р. Місісіпі ураганним вітром був скинутий у воду навантажений потяг. У 1876 р. у Нью-Йорку вітром було перекинуто башта висотою 60 м, а 1800 р. у Гарці було вирвано 200 тис. ялин. Багато ураганів супроводжуються людськими жертвами.
Геологічна діяльність вітру проявляється у всіх кліматичних зонах, але особливо велику роботу вітер робить там, де цього є сприятливі умови: 1) аридний клімат; 2) бідність рослинного покриву, що скріплює своїм корінням грунт; 3)інтенсивний прояв фізичного вивітрювання, що дає багатий матеріал для видування; 4) наявність постійних вітрів та умов для розвитку їх колосальних швидкостей. Також геологічна робота вітру особливо інтенсивна там, де породи безпосередньо стикаються з атмосферою, тобто. де відсутній рослинний покрив. Такими сприятливими районами є пустелі, гірські вершини та морські узбережжя. Весь уламковий матеріал, що потрапив у повітряні потоки, рано чи пізно осідає на поверхні Землі, утворюючи шар еолових відкладень. Таким чином, геологічна робота вітру складається з наступних процесів:
1. руйнування гірських порід ( дефляція та коразія );
2. перенесення, транспортування зруйнованого матеріалу ( еолове транспортування );
3. еолового відкладення ( еолова акумуляція ).
6.1.1. Дефляція та коразія.
Дефляцією називається руйнування, роздроблення та видування пухких гірських порід на поверхні Землі внаслідок безпосереднього тиску повітряних струменів. Руйнівна здатність повітряних струменів збільшується у випадках, коли вони насичені водою або твердими частинками (піском та ін.). руйнування за допомогою твердих частинок носить назву коразії (лат. "Коразіо"-обточування).
Дефляція найбільш сильно проявляється у вузьких гірських долинах, в щілиноподібних розщелинах, в пустельних улоговинах, що сильно нагріваються, де часто виникають запилені вихори. Вони підхоплюють підготовлений фізичним вивітрюванням пухкий матеріал, піднімають його вгору і видаляють, внаслідок чого улоговина все більше поглиблюється.
ПР:У пустельному Закаспії одна з таких улоговин – Карагіє – має глибину до 300 метрів, дно її лежить нижче рівня Каспійського моря. Багато улоговини видування в Лівійській пустелі в Єгипті заглибилися на 200-300м і займають величезні простори. Так, площа западини Каттара 18 000 квадратних кілометрів. Велику роль у формуванні високогірної улоговини Дашті-Навар у центральному Афганістані зіграв вітер. Тут влітку можна майже безперервно бачити десятки дрібних смерчів, що піднімають пісок і пил.
Гірські породи на схилах вузьких долин часто бувають згладжені і відполіровані, а весь пухкий матеріал з них віднесений. У цьому велика роль належить вітру. З вузьких щілин, у тому числі з дорожніх виїмок, вузьких заглиблень, що залишаються колесами транспорту, вітер виносить пухкі частки, і ці поглиблення зростають. У Китаї, де широко розвинені м'які лесові породи, виїмки старих доріг перетворюються на справжні ущелини глибиною до 30 метрів (хольвеги). Цей вид руйнування називається борозенною діяльністю . Інший вид дефляції- площинне видування . У цьому випадку вітер здуває пухкі породи, наприклад, ґрунт, з великої площі.
Цікаві форми мікрорельєфу створюються при площинному видуванні-розвіюванні пухких порід (пісків), що містять тверді притягання, найчастіше конкреційного характеру. У Східній Болгарії в товщі пухких пісків залягають щільні стовпні пісковики з вапняним цементом. Пісок був розвіяний вітрами, а пісковики збереглися, нагадуючи стовбури та пні дерев. Зважаючи на висоту цих стовпів, можна припустити, що потужність розвіяної товщі пісків перевищувала 10м.
Велику роботу з руйнування гірських порід виконує коразія. Мільйони піщин, гнаних вітром, ударяючись об стінку або виступ гірської породи, обточують їх і руйнують. Звичайне скло, поставлене перпендикулярно вітровому потоку, що несе піщинки, через кілька днів стає матовим, тому що його поверхня стає шорсткою від появи дрібних ямок. Коразія може бути точкова, дряпаюча (борошня) і свердлувальна. Внаслідок коразії у гірських породах виникають ніші, осередки, борозни, подряпини. Максимальне насичення вітрового потоку піском спостерігається у перших десятках сантиметрів від поверхні, тому саме на цій висоті у породах утворюються найбільші поглиблення. У пустелі при вітрах, що постійно дмуть камені, що лежать на піску, обточуються вітром і поступово набувають тригранної форми. Ці тригранники (німецькою) дрейкантери ) допомагають виявити серед давніх відкладів еолові та визначити напрямок вітру.
Форма скель, що руйнуються вітром, значною мірою залежить від будови і складу породи. З дивовижною точністю вітер вибирає найслабші породи та утворює виїмки-борозенки, жолобки, ніші, ямки. Так, якщо горизонтальношарова товща складається з чергування твердих і м'яких порід, то на її поверхні тверді породи утворюватимуть виступи, карнизи, що чергуються з нішами. (Рис.1). У конгломератах, що мають слабкий цемент, тверда галька утворює бугристу поверхню часто химерних обрисів.
Завихряючись навколо скель, що самотньо стоять, вітер сприяє створенню грибоподібних, стовбоподібних форм. Здатність вітру виділяти, відокремлювати в природі найбільш тверді та міцні ділянки порід зветься еоловим препаруванням. Саме вона створює найбільш химерні форми, що часто нагадують силуети тварин, людей та ін (рис.2).
У масивних породах вітер видаляє з тріщин продукти вивітрювання, розширює тріщини і створює стовпні форми з крутими вертикальними стінами, арки і т.п. У пластах із прихованоконцентричною текстурою (ефузивні породи, іноді пісковики) вітер сприяє створенню кулястих форм. Такі ж форми виявляються в породах, що містять кулясті конкреції, які бувають напрочуд добре відпрепаровані.
Дуже цікаві форми створюються у породах, покритих пустельною кіркою засмаги. Під цією твердою кіркою зазвичай слідує розм'якшений зруйнований шар. Коразія, пробивши в кірці отвір, видує пухкі породи, утворюючи осередки.
6.1.2. Еолове транспортування.
Транспортуюча діяльність вітру має значення. Вітер піднімає з поверхні Землі пухкий дрібноуламковий матеріал і переносить його на великі відстані по всій земній кулі, тому цей процес можна назвати планетарним. Здебільшого вітер переносить дрібні частки пелітової (глинистої), алевритової (пиловатою) та псаммітової (Піщаної) розмірності. Дальність перенесення залежить від величини та форми уламків, їхньої питомої ваги, а також сили вітру. Великі уламки порід-брили, валуни-під час смерчів зрушуються з місця і проштовхуються або перекочуються поверхнею Землі в межах кількох метрів. Гальки, уламки, дерева та гравій під час бур та ураганів можуть відриватися від землі, підніматися нагору, потім падати і знову підніматися, тобто. вони переміщаються поверхнею стрибкоподібно, сумарно великі відстані. Піски становлять один із найважливіших компонентів еолового перенесення. Основна маса піщин переноситься поблизу поверхні Землі на висоті 3-4 метри. Під час польоту піщинки часто стикаються один з одним, у зв'язку з чим при дуже сильному вітрі чути гудіння і дзвін маси, що рухається. Піщини шліфуються, стираються, а слабші або з тріщинами іноді розколюються. Найбільш стійкими при далеких переносах виявляються кварцові піщинки, які складають головну масу піщаного потоку.
Пиловаті та глинисті частинки (вулканічний попіл та ін) іноді складають головну частину твердого еолового потоку. Вони можуть насичувати всю тропосферу і навіть виходити її межі. Дальність перенесення цього матеріалу може бути безмежною. Особливо далеко переносяться тонкі частинки, що піднялися на більшу висоту.
ПР:Так, червоний попіл, викинутий з вулкана Кракатау (Індонезія) в 1883 р., облетів навколо земної кулі тричі і тримався повітря близько трьох років.
Наведемо кілька прикладів далекого переміщення уламкового матеріалу. Пил, піднятий вітром у пустелях Дашті-Марго, Дашті-Арбу в Афганістані, переноситься в район Каракумів. Пил із районів Західного Китаю осідає в Північному Афганістані та в республіках Середньої Азії. Чорнозем, підхоплений вітром у Східній Україні 1 травня 1892 року, 2 травня частково випав у районі Каунаса, 3 травня осаджувався з чорним дощем у Німеччині, 4 травня у Балтійському морі, а потім у Скандинавії.
ПР:Кількість піску і пилу, що переносяться вітром, буває іноді дуже велике. У 1863 року на Канарських островах в Атлантиці випав пил із Сахари, маса її визначалася 10 млн. тонн. Загальна кількість еолового матеріалу, що переноситься із суші в море, за підрахунками А.П.Лісіцина, перевищує 1,6 млрд. тонн на рік.
6.1.3. Еолова акумуляція.
Склад переноситься вітром часток дуже різноманітний. У піщаних і запорошених бурях переважають зерна кварцу, польового шпату, рідше гіпсу, солі, глинисті пилуваті і вапняні частинки, частинки ґрунту та ін. Більшість їх є продуктом руйнування гірських порід, оголених на поверхні Землі. Частина пилу має вулканічне походження ( вулканічний попіл та пісок ), частина космічна ( метеоритний пил ). Велика частина пилу, що переноситься вітром, випадає на поверхні морів і океанів і домішується до морських опадів, що утворюються там; менша частина випадає на суші та утворює еолові відкладення.
Серед еолових відкладів виділяють глинисті, пилуваті та піщані . Піщані еолові відкладення найчастіше утворюються у безпосередній близькості до областей дефляції і коразії, тобто. біля підніжжя оголених гір, а також у нижніх частинах річкових долин, у дельтах та на морських узбережжях. Тут вітер майорить і переносить алювій та відкладення морських пляжів, утворюючи специфічні горбисті форми рельєфу. Глинисті та пилуваті еолові відкладення можуть брати в облогу значному віддаленні області розвіювання. Значно рідше зустрічаються карбонатні, а також сольові та гіпсові еолові відкладення.
Сучасні еолові відкладення переважно пухкі породи, оскільки цементація та ущільнення їх відбуваються повільніше, ніж у водних опадів.
Колір еолових відкладень різний. Переважають жовте, біле та сіре забарвлення, але зустрічаються відкладення та інших кольорів.
ПР:Так, у 1755 році в Південній Європі випав шар пилу завтовшки 2 см червоного кольору. При перенесенні продуктів дефляції чорноземних ґрунтів випадає чорний пил.
Еолові відкладення часто виявляють не паралельне, а косі або хвилясте напластування. Такі відкладення називають косослоїстими . У напрямку косих шарів можна визначити напрямок вітру, що їх утворив, оскільки косі шари завжди нахилені у напрямку руху вітрових струменів.
Швидкість накопичення еолових відкладень дуже різна.
ПР:Якось на палубі напівзатонулого судна виявили шар пилу потужністю 1,76 м-коду. Він утворився за 63 роки, тобто. в середньому відкладалося близько 3 см на рік. Траплялися випадки, коли шар потужністю кілька сантиметрів накопичувався за 1 день.
Маси уламкового матеріалу, що переноситься вітром, ще в процесі перельоту сортуються. Більші піщані частинки випадають раніше, ніж тонші глинисті, і тому відбувається роздільне накопичення піщаних, лесових, глинистих та інших еолових опадів. Серед еолових відкладів на суші найбільшу площу займають піщані. Поруч із ними часто можуть накопичуватися пилуваті частинки, при ущільненні яких утворюється судьба.
Лес є м'якою, пористою породою жовтувато-бурого, жовтувато-сірого кольору, що складається більш ніж на 90% з пилуватих зерен кварцу та інших силікатів, глинозему; близько 6% становить вуглекислий кальцій, який часто утворює в судьбі притягання, конкреції. неправильної форми. Розмір складових судьб зерен відповідає пилуватій і глинистій фракціям і менш-піщаною. У долі численні пори, що мають форму порожнистих трубочок, що утворилися за рахунок колишніх корінців рослин.
Найбільша кількість лесів утворилася в четвертинному періоді на території, що простягається від України до Південного Китаю. Походження цих порід В.А.Обручев пояснив так: у четвертинному періоді північ від Євразії був суцільний покрив льоду. Перед льодовиками розташовувалась кам'яниста пустеля, складена уламками гірських порід різних розмірів, принесених сюди льодовиками. З боку льодовика на південь дмухали постійні холодні вітри. Вітер, пролітаючи над морем, захопив з неї дрібні пилувато-глинисті частинки і переносив їх на південь. Нагріваючись, вітер слабшав, частки випадали на землю і формували у вищезгаданій смузі товщі судьби. Типова судьба не має шаруватості, вона мало сипуча, у зв'язку з чим при розмиві текучими водами утворює яри з дуже крутими вертикальними стінками. Потужність древніх лесових товщ у Китаї сягає 100 метрів. Лес і лісоподібні породи широко поширені в республіках Середньої Азії та Закавказзя, в Україні та Афганістані.
Еолові відкладення можуть зустрічатися практично в будь-якій частині суші, в будь-якій ландшафтній зоні. Але великі і потужні скупчення еолового матеріалу утворюються у зонах аридного клімату, сприятливих у розвиток всіх видів еолового процесу.
6.2. Вивітрювання.
У процесі вивітрювання виникають дві групи продуктів вивітрювання: рухливі , які відносяться на ту чи іншу відстань, та залишкові , які залишаються дома своєї освіти. Залишкові, незміщені продукти вивітрювання є одним із найважливіших генетичних типів континентальних утворень і називаються елювій.
Сукупність продуктів вивітрювання різних за складом елювіальних утворень верхньої частини літосфери називається корою вивітрювання . Формування кори вивітрювання, склад складових її утворень та потужність змінюються залежно від кліматичних умов - поєднання температури та вологості, надходження органічної речовини, а також від рельєфу. Найбільш сприятливим для формування потужних кор вивітрювання є відносно вирівняний рельєф та поєднання високої температури, великої вологості та різноманітність органічних речовин.
Елювій може складатися з великих уламків та з дрібних, що утворюються при подальшому руйнуванні, в якому головну роль відіграють хімічні агенти. Під дією води, що містить кисень і вуглекислий газ, всі породи перетворюються на пісок, або в супісок, або в суглинок, або в глину в залежності від свого складу кварцит перетвориться на чистий пісок, білий або жовтуватий, пісковик дасть глинистий пісок , граніт - спочатку древо з окремих зерен, а потім суглинок, глинистий сланець - глину. Вапняк, зазвичай нечистий, втрачає вапно, яке розчиняє і забирає вода, залишаючи домішки у вигляді глини, чистої або піщаної. Ці кінцеві продукти вивітрювання в елювії змішані з більшою чи меншою кількістю щебеню та уламків, що знаходяться у різних стадіях своєї зміни.
З елювієм пов'язані родовища бокситів, з яких одержують алюміній, каолінів, бурого залізняку та інших корисних копалин. При руйнуванні корінних гірських порід вивільняються стійкі мінерали, що містяться в них. Вони можуть утворювати цінні мінеральні скупчення - розсипи. Наприклад, елювіальні розсипи алмазів над кімберлітовими трубками, розсипи золота над золотоносними жилами.
Продукт вивітрювання, що знаходиться на схилах гір і долин, називають діленням , який відрізняється від елювію тим, що його складові не знаходяться на місці початкової освіти, а сповзли або скотилися під дією сили тяжіння вниз. Всі схили покриті більш менш товстим шаром делювію. Делювій, що змочується водою, може зміщуватися, повзти вниз схилом, зазвичай дуже повільно, непомітно для очей, іноді - швидко. Сильно просочений водою, він перетворюється на густий бруд, який повзе вниз, зриває і комкає дерновий покрив, вириває кущі і навіть валить при своєму русі дерева, що росли на делювії. Такі грязьові потоки, іноді значної довжини та ширини, спостерігалися у багатьох країнах. На дні долини вони зупиняються, утворюючи поля густого бруду з грудками дерну, поваленими деревами та кущами.
У підніжжя уламків, що руйнуються, відвалилися від них уламки накопичуються, утворюючи на схилах великі осипи, часто легко рухливі і важко прохідні, що складаються з великих брил або з щебеню, що повзу під ногами вниз. На плоскій поверхні гірських вершин виходи твердих порід розпадаються при вивітрюванні на окремі частини, перетворюючись на суцільний розсип брил, що стирчать у різні боки. Ці розсипи особливо часті в Сибіру та Арктиці, де вони утворюються при спільній роботі сильних морозів і вологи туманів, дощів та снігу, що тане. Але і в теплому кліматі вершини гір, що піднімаються над лінією постійного снігу, де клімат майже арктичний, руйнуються швидко і дають рясні осипи та розсипи.
Вивітрювання-сукупність багатьох факторів: коливань температури; хімічного впливу різних газів (0 2) та кислот (вуглекислота) розчинених у воді; впливу органічних речовин, що утворюються в результаті життєдіяльності рослин та тварин та при розкладанні їх залишків; розклинюючої дії коріння чагарників та дерев. Іноді ці фактори діють разом, іноді окремо, але вирішальне значення мають різка зміна температури та водний режим. Залежно від переважання тих чи інших факторів виділяють фізичне, хімічне та біогенне вивітрювання.
6.2.1. Фізичне вивітрюванняпроявляється у механічному руйнуванні корінних гірських порід під впливом сонячної енергії, атмосфери та води. Гірські породи піддаються нагріванню, то охолодженню. При нагріванні відбувається розширення та збільшення їх обсягу, при охолодженні - стиск та зменшення обсягу. Це розширення та стиск дуже невеликі; але, змінюючи один одного не день і не два, а цілі сотні і тисячі років, вони зрештою виявлять свою дію. Гірські породи складаються з різних мінералів, одні у тому числі розширюються більше, інші менше. За рахунок різного розширення в цих мінералах виникають великі напруги, неодноразові дії яких призводять, зрештою, до послаблення зв'язків між мінералами і порода розсипається, перетворюючись на скупчення дрібних уламків, щебеню, грубого піску. Особливо інтенсивно руйнуються багато мінеральні гірські породи (граніти, гнейси та ін.). Крім того, коефіцієнт лінійного розширення навіть в одного і того ж мінералу неоднаковий у різних напрямках. Ця обставина при коливаннях температури викликає напруження та порушення зчеплення мінеральних зерен та в одно-мінеральних породах (вапняк, пісковик), що призводить з часом до їх руйнування.
На швидкість вивітрювання впливає величина мінеральних зерен, що її складають, а також їх забарвлення. Темні породи нагріваються, а отже, розширюються більше, ніж світлі, які сильніше відбивають сонячні промені. Таке значення має і колір окремих зерен у породі. У породі, що складається з насіння різного кольору, зчеплення насіння буде слабшати швидше, ніж у породі, що складається з насіння одного кольору. Найменш стійкі до зміни холоду та спеки породи, що складаються з великих зерен різного кольору.
Ослаблення зчеплення між зернами призводить до того, що ці зерна відокремлюються один від одного, порода втрачає міцність і розсипається на свої складові частини, перетворюючись із твердого каменю на пухкий пісок або древесину.
Температурне вивітрювання Особливо активно відбувається в областях зі спекотним континентальним кліматом - у пустельних районах, де дуже великі добові перепади температури та характерна відсутність або дуже слабкий розвиток рослинного покриву, та мала атмосферних опадів. Крім того, температурне вивітрювання дуже інтенсивно протікає на схилах високих гір, де повітря прозоріше та інсоляція набагато сильніша, ніж на сусідніх низовинах.
Руйнівна дія на гірські породи в пустелі чинять кристали солей, що утворюються при випаровуванні води в найтонших тріщинах і збільшують тиск на їх стінки. Капілярні тріщини під впливом цього тиску розширюються, і монолітність породи порушується.
Різні породи руйнуються із різною швидкістю. Великі єгипетські піраміди, складені з глиб жовтих пісковиків, щорічно втрачають 0,2 мм свого зовнішнього шару, що призводить до накопичення осипів (у підніжжя піраміди Хуфу утворюються осипи об'ємом 50 м 3 /рік). Швидкість вивітрювання вапняків становить 2-3 см на рік, а граніт руйнується набагато повільніше.
Іноді вивітрювання призводить до своєрідного лускатого лущення, званого десквамація порід. Це відшаровування тонких пластинок від поверхні оголених порід. У результаті неправильні формою брили перетворюються на майже правильні кулі, що нагадують кам'яні гарматні ядра (наприклад, у Східному Сибіру, в долині річки Нижня Тунгуска).
Під час дощу скелі намокають: одні породи – пористі, сильно тріщинуваті – більше, інші – щільні – менше; потім вони знову висихають. Поперемінне висихання та намокання теж позначається на послабленні зчеплення частинок.
Ще сильніше діє вода, що замерзає в тріщинах і дрібних порожнечах (порах) гірських порід. Це відбувається восени, якщо після дощу вдарить мороз, або навесні, після теплого дня, коли на припіку тане сніг і вода проникає в глибину стрімчаків, а вночі замерзає. Значне збільшення об'єму води, що замерзає, викликає величезний тиск на стінки тріщин, і порода розколюється. Особливо це характерно для високих полярних і субполярних широт, а також у гірських районах, переважно вище за сніговий кордон. Тут руйнація гірських порід відбувається головним чином під впливом механічної дії періодично замерзаючої води, що знаходиться в порах і тріщинах гірських порід ( морозне вивітрювання ). У високогірних областях скелясті вершини, зазвичай, розбиті численними тріщинами, які підніжжя приховані шлейфом осипів, які сформувалися з допомогою вивітрювання.
Завдяки вибірковому вивітрюванню з'являються різноманітні "чудеса природи" у вигляді арок, воріт тощо, особливо в пластах пісковиків.
ПР:Для багатьох районів Кавказу та інших гір дуже характерні так звані "стукани" - пірамідальні стовпи, увінчані великим камінням, навіть цілими брилами розміром 5 - 10 м і більше. Ці брили оберігають від вивітрювання та розмивання нижчі відкладення (утворюючі стовп) і схожі на капелюшки гігантських грибів. На північному схилі Ельбруса біля знаменитих джерел Джилису є яр, званий " Яр Замків " - Кала - Кулак, " замки " представлені величезними стовпами, складеними з відносно пухких вулканічних туфів. Ці стовпи увінчані великими брилами лав, що раніше складали морену, льодовиковий відклад, вік якого 50 тис. років. Морена згодом зруйнувалася, а частина брил зіграла роль "капелюшка гриба", що оберігає "ніжку" від розмиву. Такі ж піраміди є й у долинах рік Чегем, Терек та інших місцях Північного Кавказу.
6.2.2. Хімічний вивітрювання.Одночасно та взаємопов'язано з фізичним вивітрюванням за відповідних умов відбувається процес хімічного вивітрювання, що викликає суттєві зміни у первинному складі мінералів та гірських порід та утворення нових мінералів. Головними факторами хімічного вивітрювання є: вода, вільний кисень, вуглекислий газ та органічні кислоти. Особливо сприятливі умови для такого вивітрювання створюються у вологому тропічному кліматі, у місцях із рясною рослинністю. Там має місце поєднання великої вологості, високої температури та величезного щорічного спаду органічної маси рослинних залишків, внаслідок розкладання яких значно зростає концентрація вуглекислоти та органічних кислот. Процеси, що протікають при хімічному вивітрюванні, можуть бути зведені до наступних основних хімічних реакцій: окислення, гідратація, розчинення та гідроліз.
Окислення добре розвинене, наприклад, в залізних рудах Курської магнітної аномалії, де мінерал магнетит (FeFe 2 O 4) перетворюється на хімічно стійкішу форму - гематит (Fe 2 O 3), що утворює багаті рудні "залізні капелюхи", тобто. скупчення гарної руди. Багато осадових гірських пород, таких як піски, пісковики, глини, що містять включення залізистих мінералів, пофарбовані в бурий або охристий колір, що вказує на окислення цих металів.
Гідратація пов'язана із приєднанням води до мінералу. Таким чином, ангідрит (CaSo 4) перетворюється на гіпс (CaSo 4 . 2H 2 O), що містить дві молекули води. При гідратації відбувається збільшення обсягу породи, деформація її та покривають відкладень.
При гідролізі, тобто. розкладанні складної речовини під дією води, польові шпати переходять, зрештою, в мінерали групи каолініту - білі пластичні глини (з них роблять кращу порцеляну), що містять алюміній, кремній та молекули води. Гора Каолінь у Китаї складена саме такими глинами.
При розчиненні із гірської породи видаляються деякі хімічні компоненти. Такі породи, як кам'яна сіль, гіпс, ангідрит розчиняються у воді дуже добре. Вапняки, доломіти та мармури розчиняються дещо гірше. У воді завжди міститься вуглекислота, яка, вступаючи у взаємодію з кальцитом, розкладає його на іони кальцію та гідрокарбонату (HCo 3 -). Тому вапняки завжди виглядають як травлення, що зазнали, тобто. виборчого розчинення. Там утворюються жолобки, горбки, виїмки. Якщо вапняк місцями "зазнає окремнення" (заміщення кремнеземом) і стає більш міцним, то ці ділянки при вивітрюванні завжди будуть виступати, утворюючи, наприклад, такі форми рельєфу, як височини.
6.2.3. Біогенне вивітрюванняпов'язано з активним впливом на гірські породи рослинних та тваринних організмів. Навіть на найгладнішій скелі селяться лишайники. Вітер заносить їх дрібні суперечки в найтонші тріщини або приліплює до мокрої від дощу поверхні, і вони проростають, щільно прикріплюючись до каменю, смокчуть із нього разом із вологою солі, потрібні їм для життя, і поступово роз'їдають поверхню каменю і розширюють тріщини. До роз'їденого каменю легше пристають, а в розширені тріщини більше набиваються дрібні піщинки і порошинки, які приносить вітер або змиває вода з схилу. Ці піщинки і порошинки помалу утворюють ґрунт для вищих рослин (трав, квітів). Їхнє насіння приноситься вітром, потрапляє в тріщини і в пил, що набився між слані лишайників і прилип до роз'їденої ним скелі, і проростає. Коріння рослин заглиблюється в тріщини, розштовхує в сторони шматки породи. Тріщини розширюються, в них набивається ще більше пилу і перегною від віджилих трав і їх коріння, - і ось підготовлено місце для великих кущів і дерев, насіння яких теж заноситься вітром, водою або комахами. У кущів і дерев коріння багаторічне і товсте; проникаючи в тріщини і потовщуючись з роками, у міру зростання, діють немов клини, розширюючи тріщину дедалі більше.
Руйнування порід сприяють різноманітні тварини. Гризуни риють величезну кількість нір, рогату худобу витоптує рослинність; навіть черв'яки та мурахи руйнують поверхневий шар ґрунту.
Вуглекислий газ, що виділяються при розкладанні органічних залишків, і гумінові кислоти потрапляють у воду, яка в результаті цього різко збільшує свою руйнівну здатність. Рослинний покрив сприяє накопиченню вологи та органічних речовин у ґрунті, завдяки чому збільшується час впливу хімічного вивітрювання. Під покривом грунту вивітрювання відбувається інтенсивніше, т.к. гірську породу розчиняють також органічні кислоти, які у грунті. Бактерії, які поширені повсюдно, утворюють такі речовини як азотна кислота, вуглекислий газ, аміак та інші, що сприяють якнайшвидшому розчиненню мінералів, що містяться в гірських породах.
Таким чином, процеси фізичного, хімічного, біогенного вивітрювання йдуть постійно та повсюдно. Під їх впливом повільно, але невідворотно руйнуються навіть найміцніші гірські породи, поступово перетворюючись на древесину, пісок і глину, які водними потоками переносяться на величезні відстані і зрештою знову відкладаються в озерах, океанах і морях.
7. Місце цієї теми у навчальних планах та тематиці ДДФ НГУ та ОІДГМ СО РАН.
8. Висновок.
На закінчення я хотіла б узагальнити все, що було викладено вище. Багато століть люди спостерігають різні природні процеси, помічають їх особливості, причини та наслідки; звертають увагу, що деякі процеси протікають частіше і з більшою силою, а десь їх можна спостерігати дуже рідко. Важко не помітити, що природні процеси взаємопов'язані, вони змінюють нашу планету постійно і безперервно, і неможливо досліджувати будь-що, не зважаючи на інші природні ресурси та явища. Не можна однозначно визначити, чи сприятливо ці процеси впливають на навколишнє середовище чи ні. І чи то дощ у саме посушливе літо чи повінь, прохолодний вітерець у спекотний полудень чи сильний ураган, що змітає все своєму шляху, нам обійтися без цих процесів, т.к. будь-яке природне явище необхідне.
Вчені всього світу вивчають закони природи, її процеси, явища, зв'язок між ними, для того щоб запобігти катастрофам, що несуть руйнування і смерть, і сприяти більш сприятливим для людства процесам. Дізнаючись про закони, за якими живе природа, людина вчиться з нею спілкуватися.
Еолові процеси несуть за собою дуже різноманітні наслідки, але всі вони несуть необхідні зміни в житті нашої планети, а ми вивчаючи ці складні, але дивовижні процеси, можемо лише захоплюватися величезною силою природи!
9. Список літератури:
- Обруч В.А. Цікава геологія М.: вид-во Академії наук
- Енциклопедія для дітей: ГЕОЛОГІЯ. М: Аванта +, 1995
- Жуков М.М, Славін В.І, Дунаєва Н.М. Основи геології.-М.: Госгеолтехіздат, 1961.
4. Горшков Г.М. Якушева О.Ф. Загальна геологія- Вид-во МДУ, 1958
5. Іванова М.Ф. Загальна геологія-Видання “Вища школа” Москва, 1969