1.ОБЩИЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ ОБ ЭНДОГЕННЫХ
И ЗКЗОГЕННЫХ ПРОЦЕССАХ
...ведущими в жизни Земли являются эндогенные геологические процессы. Они закладывают основные формы рельефа земной поверхности, обусловливают проявление экзогенных процессов и, главное, определяют строение как земной коры, так и всей Земли в целом.
Акад. М. А. Усов
Эндогенные процессы- это геологические процессы, у которых происхождение непосредственно связано с недрами Земли, со сложнымифизико-механическими и физико-химическими преобразованиями вещества.
Эндогенные процессы очень отчетливо выражаются в явлениях магматизма -процесса, связанного с перемещением магмы к верхним слоям земной коры, а также на ее поверхность. Второй вид эндогенных процессов-это землетрясения , проявляющиеся в виде не продолжительных толчков или сотрясений. Третьим видом эндогенных процессов являются колебательные движения .Самым ярким проявлением внутренних сил является разрывные и складчатые деформации. В итоге складкообразования, пласты, залегающие горизонтально оказываются собранными в различные складки, порой разорванные или надвинутые друг на друга. Складчатые деформации появляются исключительно в определенных, самых подвижных и самых проницаемых участках земной коры для магмы, называют их складчатыми поясами, а устойчивые и слабые по тектонической активности области-платформами. Складчатые деформации способствуют значительному изменению горных пород.
В условиях больших давлений и температуры породы превращаются в более плотные и твердые. Под воздействием газов и паров, которые выделяются из магмы, происходит образование новых минералов. Эти явления преобразования горных пород носит название метаморфизма. существенно меняют характер земной коры (образование гор, огромных впадин).
Формы, которые созданны эндогенными силами подвергаются воздействию экзогенных сил. Эндогенные силы создают предпосылки для расчленения и уплотнения рельефа земли, а экзогенные силы в конечном итоге выравнивают поверхность Земли или, как это еще называют, денудируют. Когда взаимодействуют экзогенные и эндогенные процессы, земная кора и ее поверхность развиваются.
Эндогенные процессы возникают под влиянием внутренней энергии Земли: атомных, молекулярных и ионных реакций, внутреннего давления (гравитации) и разогрева отдельных участков земной коры.
Экзогенные процессы черпают свою энергию от Солнца и из космоса, успешно используют силу тяжести, климат и жизнедеятельность организмов и растений. Все геологические процессы участвуют в общем круговороте вещества Земли.
Традиционно в учебниках по «Общей геологии» при описании эндогенных процессов основное внимание уделялось характеристике процессов магматизма и метаморфизма,а также различным формам пликативных и дизъюнктивных дислокаций,разломам и складкам.Вместе с тем в истории Земли,ее разрезе проявлялись гораздо более масштабные эндогенные процессы.Они играли определяющую роль в перемещении вещества мантии,формировании литосферы и земной коры и многое другое.И если до недавного прошлого они объяснялись с позиции господсвовавшей тогда «геосинклинальной теории»,то сейчас они расшифровываются положениями новой теории »тектоники литосферных плит» и «плюм-тектоники».Ведущее значение приобретает изучение энергетики Земли-важнейшего эндогенного процесса.Генерация эндогенной энергии направляет и контролирует все другие процессы.В их числе круговорот вещества мантии,ее конвективные течения,процессы фазовых преобразований,дрейф континентов и многое другое.Образно говоря,тепловая энергия Земли трансформируется в энергию кинетическую,а последняя контролирует и направляет общий ход перемещения магмы,возникновение различных по масштабу и проявлениям пликативных и дизъюнктивных дислокаций.Без их знания невозможно объяснить природу магматизма,метаморфизма,складчатых и разломных структур.
Эндогенные и экзогенные геологические процессы
Эндогенные процессы - геологические процессы, связанные с энергией, возникающей в недрах Земли. К эндогенным процессам относятся тектонические движения земной коры, магматизм, метаморфизм, сейсмические итектонические процессы. Главными источниками энергии эндогенных процессов являются тепло и перераспределение материала в недрах Земли по плотности (гравитационное дифференциация). Это процессы внутренней динамики: происходят вследствие воздействия внутренних, по отношению к Земле, источников энергии.
Глубинное тепло Земли, по мнению большинства учёных, имеет преимущественно радиоактивное происхождение. Определённое количество тепла выделяется и при гравитационной дифференциации. Непрерывная генерация тепла в недрах Земли ведёт к образованию потока его к поверхности (тепловой поток). На некоторых глубинах в недрах Земли при благоприятном сочетании вещественного состава, температуры и давления могут возникать очаги и слои частичного плавления. Таким слоем в верхней мантии является астеносфера - основной источник образования магмы; в ней могут возникать конвекционные токи, которые служат предположительного причиной вертикальных и горизонтальных движений в литосфере. Конвекция происходит и в масштабе всей мантия|мантии, возможно, раздельно в нижней и верхней, тем или иным способом приводя к крупным горизонтальным перемещениям литосферных плит. Охлаждение последних ведёт к вертикальным опусканиям (тектоника плит). В зонах вулканических поясов островных дуг и окраин континентов основные очаги магм в мантии связаны со сверхглубинными наклонными разломами(сейсмофокальные зоны Вадати-Заварицкого-Беньоффа), уходящими под них со стороны океана (приблизительно до глубины 700 км). Под влиянием теплового потока или непосредственно тепла, приносимого поднимающейся глубинноймагмой, возникают так называемые коровые очаги магмы в самой земной коре; достигая приповерхностных частей коры, магма внедряется в них в виде различных по форме интрузивов (плутонов) или изливается на поверхность, образуя вулканы. Гравитационная дифференциация привела к расслоению Земли на геосферы разной плотности. На поверхности Земли она проявляется также в форме тектонических движений, которые, в свою очередь, ведут к тектоническим деформациям пород земной коры и верхней мантии; накопление и последующая разрядка тектонических напряжений вдоль активных разломов приводят к землетрясениям. Оба вида глубинных процессов тесно связаны: радиоактивное тепло, понижая вязкость материала, способствует его дифференциации, а последняя ускоряет вынос тепла к поверхности. Предполагается, что сочетание этих процессов ведёт к неравномерности во времени выноса тепла и лёгкого вещества к поверхности, что, в свою очередь, может объяснить наличие в истории земной коры тектономагматических циклов. Пространственные неравномерности тех же глубинных процессов привлекаются к объяснению разделения земной коры на более или менее геологически активные области, например на геосинклинали и платформы. С эндогенными процессами связано формирование рельефа Земли и образование многих важнейших полезных ископаемых.
Экзогенные- геологические процессы, обусловленные внешними по отношению к Земле источниками энергии (преимущественно солнечное излучение) в сочетании с силой тяжести. Э. п. протекают на поверхности и в приповерхностной зоне земной коры в форме механического и физико-химического её взаимодействия с гидросферой и атмосферой. К ним относятся: Выветривание, геологическая деятельность ветра (эоловые процессы, Дефляция), проточных поверхностных и подземных вод (Эрозия,Денудация), озёр и болот, вод морей и океанов (Абразия),ледников (Экзарация). Главные формы проявления Э. п. на поверхности Земли: разрушение горных пород и химическое преобразование слагающих их минералов (физическое, химическое, органическое выветривание); удаление и перенос разрыхлённых и растворимых продуктов разрушения горных пород водой, ветром и ледниками; отложение (аккумуляция) этих продуктов в виде осадков на суше или на дне водных бассейнов и постепенное их преобразование в осадочные горные породы (Седиментогенез,Диагенез,Катагенез). Э. п. в сочетании с эндогенными процессами участвуют в формировании рельефа Земли, в образовании толщ осадочных горных пород и связанных с ними месторождений полезных ископаемых. Так, например, в условиях проявления специфических процессов выветривания и осадконакопления образуются руды алюминия (бокситы), железа, никеля и др.; в результате селективного отложения минералов водными потоками формируются россыпи золота и алмазов; в условиях, благоприятствующих накоплению органические вещества и обогащенных им толщ осадочных горных пород, возникают горючие полезные ископаемые.
9- Общие сведения о минералах
Минера́л (от позднелат. "minera" - руда) - природное твёрдое тело с определённым химическим составом, физическими свойствами и кристаллической структурой, образующееся в результате природных физико-химических процессов и являющееся составной частью Земной Коры, горных пород, руд, метеоритов и других планет Солнечной системы. Изучением минералов занимается наука минералогия.
Понятие "минерал" подразумевает твёрдое природное неорганическое кристаллическое вещество. Но иногда его рассматривают в неоправданно расширенном контексте, относя к минералам некоторые органические, аморфные и другие природные продукты, в частности некоторые горные породы, которые в строгом смысле не могут быть отнесены к минералам.
Экзогенные процессы - геологические процессы, происходящие на поверхности Земли и в самых верхних частях земной коры (выветривание, эрозия, деятельность ледников и др.); обусловлены главным образом энергией солнечной радиации, силой тяжести и жизнедеятельностью организмов.
Эрозия (от лат. erosio -- разъедание) -- разрушение горных пород и почв поверхностными водными потоками и ветром, включающее в себя отрыв и вынос обломков материала и сопровождающееся их отложением. Часто, особенно в зарубежной литературе, под эрозией понимают любую разрушительную деятельность геологических сил, таких, как морской прибой, ледники, гравитация; в таком случае эрозия выступает синонимом денудации. Для них, однако, существуют и специальные термины: абразия (волновая эрозия), экзарация (ледниковая эрозия), гравитационные процессы, солифлюкция и т. д. Такой же термин (дефляция) используется параллельно с понятием ветровая эрозия, но последнее гораздо более распространено. По скорости развития эрозию делят на нормальную и ускоренную. Нормальная имеет место всегда при наличии сколько-либо выраженного стока, протекает медленнее почвообразования и не приводит к заметным изменением уровня и формы земной поверхности. Ускоренная идет быстрее почвообразования, приводит к деградации почв и сопровождается заметным изменением рельефа.
По причинам выделяют естественную и антропогенную эрозию.
Следует отметить, что антропогенная эрозия не всегда является ускоренной, и наоборот. Работа ледников - рельефообразующая деятельность горных и покровных ледников, состоящая в захвате частиц горных пород движущимся ледником, переносе и отложении их при таянии льда.
Выветривание -- совокупность сложных процессов качественного и количественного преобразования горных пород и слагающих их минералов, приводящий к образованию почвы. Происходит за счет действия на литосферу гидросферы, атмосферы и биосферы. Если горные породы длительное время находятся на поверхности, то в результате их преобразований образуется кора выветривания. Различают три вида выветривания: физическое (механическое), химическое и биологическое.
Физическое выветривание -- это механическое измельчение горных пород без изменения их химического строения и состава. Физическое выветривание начинается на поверхности горных пород, в местах контакта с внешней средой. В результате перепадов температур в течении суток на поверхности горных пород образуются микротрещины, которые, со временем, проникают все больше вглубь. Чем больше разница температур в течении суток, тем быстрее происходит процесс выветривания. Следующим шагом в механическом выветривании является попадание в трещины воды, которая при замерзании увеличивается в объеме на 1/10 своего объема, что способствует еще большему выветриванию породы. Если глыбы горных пород попадают, например, в реку, то там они медленно стачиваются и измельчаются под воздействием течения. Селевые потоки, ветер, сила тяжести, землетрясения, извержения вулканов так же содействуют физическому выветриванию горных пород. Механическое измельчение горных пород приводит к пропусканию и задерживанию породой воды и воздуха, а также значительному увеличению площади поверхности, что создает благоприятные условия для химического выветривания.
Химическое выветривание -- это совокупность различных химических процессов, в результате которых происходит дальнейшее разрушение горных пород и качественного изменения их химического состава с образованием новых минералов и соединений. Важнейшими факторами химического выветривания являются вода, углекислый газ и кислород. Вода -- энергичный растворитель горных пород и минералов. Основная химическая реакция воды с минералами магматических пород -- гидролиз, приводит к замене катионов щелочных и щелочноземельных элементов кристаллической решетки на ионы водорода диссооциированных молекул воды.
Биологическое выветривание производят живые организмы (бактерии, грибки, вирусы, роющие животные, низшие и высшие растения и т. д.).
Эндогенные процессы - геологические процессы, связанные с энергией, возникающей в недрах твердой Земли. К эндогенным процессам относятся тектонические процессы, магматизм, метаморфизм, сейсмическая активность.
Тектонические процессы - образование разломов и складок.
Магматизм -- термин, объединяющий эффузивные (вулканизм) и интрузивные (плутонизм) процессы в развитии складчатых и платформенных областей. Под магматизмом понимают совокупность всех геологических процессов, движущей силой которых является магма и её производные.
Магматизм является проявлением глубинной активности Земли; он тесно связан с ее развитием, тепловой историей и тектонической эволюцией.
Выделяют магматизм:
- - геосинклинальный
- - платформенный
- - океанический
- - магматизм областей активизации
По глубине проявления:
- - абиссальный
- - гипабиссальный
- - поверхностный
По составу магмы:
- - ультраосновной
- - основной
- - кислый
- - щелочной
В современную геологическую эпоху магматизм особенно развит в пределах Тихоокеанского геосинклинального пояса, срединно-океанических хребтов, рифовых зон Африки и Средиземноморья и др. С магматизмом связано образование большого количества разнообразных месторождений полезных ископаемых.
Сейсмическая активность - это количественная мера сейсмического режима, определяемая средним числом очагов землетрясений в некотором диапазоне энергетической величины, которые возникают на рассматриваемой территории за определенное время наблюдения.
Метаморфизм (греч. metamorphoуmai -- подвергаюсь превращению, преображаюсь) - процесс твердофазного минерального и структурного изменения горных пород под воздействием температуры и давления в присутствии флюида.
Выделяют изохимический метаморфизм, при котором химический состав породы меняется несущественно, и не изохимический метаморфизм (метасоматоз) для которого характерно заметное изменение химического состава породы, в результате переноса компонентов флюидом.
По размеру ареалов распространения метаморфических пород, их структурному положению и причинам метаморфизма выделяются:
Региональный метаморфизм, который затрагивает значительные объемы земной коры, и распространен на больших площадях
Метаморфизм сверхвысоких давлений
Контактовый метаморфизм приурочен к магматическим интрузиям, и происходит от тепла остывающей магмы
Динамометаморфизм происходит в зонах разломов, он связан со значительной деформацией пород
Импактный метаморфизм, который происходит при резком ударе метеорита о поверхность планеты
Основными факторами метаморфизма являются температура, давление и флюид.
С ростом температуры происходят метаморфические реакции с разложением водосодержащих фаз (хлориты, слюды, амфиболы). С ростом давления происходят реакции с уменьшением объема фаз. При температурах более 600 ?С начинается частичное плавление некоторых пород, образуются расплавы, которые уходят на верхние горизонты, оставляя тугоплавкий остаток - рестит.
Флюидом называются летучие компоненты метаморфических систем. Это первую очередь вода и углекислый газ. Реже роль могут играть кислород, водород, углеводороды, соединения галогенов и некоторые другие. В присутствии флюида область устойчивости многих фаз (особенно содержащих эти летучие компоненты) изменяются. В их присутствии плавление горных пород начинается при значительно более низких температурах.
Фации метаморфизма
Метаморфические породы очень разнообразны. В качестве породообразующих минералов в них установлено более 20 минералов. Породы близкого состава, но образовавшиеся в различных термодинамических условиях могут иметь совершенно разный минеральный состав. Первыми исследователями метаморфических комплексов было установлено, что можно выделить несколько характерных, широко распространенных ассоциаций, которые образовались в разных термодинамических условиях. Первое деление метаморфических пород по термодинамическим условиям образования сделал Эскола. В породах базальтового состава он выделил зеленые сланцы, эпидотовые породы, амфиболиты, гранулиты и эклогиты. Последующие исследования показали логичность и содержательность такого деления.
В дальнейшем началось интенсивное экспериментальное изучение минеральных реакций, и усилиями многих исследователей была составлена схема фаций метаморфизма - Р-Т диаграмма, на которой показаны полу устойчивости отдельных минералов и минеральных ассоциаций. Схема фаций стала одним из основных инструментов анализа метаморфических комплектов. Геологи, определив минеральный состав породы, соотносили её с какой либо фацией, и по появлению и исчезновению минералов составляли карты изоград - линий равных температур. Примерами проявления на поверхности Земли глобальных процессов служат процессы горообразования, длящиеся десятки миллионов лет, медленные перемещения огромных блоков земной коры, имеющие скорость от долей миллиметра до первых сантиметров в год. Быстротекущие процессы - проявления дифференциации глобальных процессов развития планеты - представлены здесь извержениями вулканов, землетрясениями, являющимися результатом воздействия глубинных процессов на приповерхностные зоны планеты. Эти процессы, порожденные внутренней энергией Земли, получили название эндогенных, или внутренних.
Процессы преобразования глубинного вещества Земли уже на начальных стадиях ее развития привели к выделению газов и образованию атмосферы. Конденсация водяных паров из последней и прямая дегидратация глубинного вещества привели к формированию гидросферы. Наряду с энергией солнечного излучения, действием гравитационных полей Солнца. Луны и самой Земли, другими космическими факторами, воздействие атмосферы и гидросферы на земную поверхность приводит к проявлению здесь целого комплекса процессов преобразования и перемещения вещества.
Эти процессы, проявляющиеся на фоне эндогенных, подчиняются иным циклам, обусловленным многолетними изменениями климата, сезонными и суточными вариациями физических условий на земной поверхности. Примерами таких процессов служат разрушение горных пород - выветривание, перемещение продуктов разрушения горных пород вниз по склонам - обвалы, осыпи, оползни, разрушение горных пород и перенос материала водными потоками - эрозия, растворение горных пород подземными водами - карст, а также большое количество вторичных процессов перемещения, сортировки и переотложения горных пород и продуктов их разрушения. Эти процессы, основными факторами которых являются внешние по отношению к твердому телу планеты силы, называются экзогенными.
Таким образом, в естественных условиях литосфера, входящая в экосистему "Биосфера", находится под воздействием эндогенных (внутренних) факторов (перемещение блоков, горообразование, землетрясения, извержения вулканов и т.д.) и экзогенных (внешних) факторов (выветривание, эрозия, суффозия, карст, перемещение продуктов разрушения и т.д.).
Первые стремятся расчленить рельеф, увеличить градиент гравитационного потенциала поверхности; вторые - сгладить (пенепленизировать) рельеф, разрушить возвышенности, заполнить понижения продуктами разрушения.
Первые ведут к ускорению поверхностного стока атмосферных осадков, как следствие - к эрозии и осушению зоны аэрации; вторые - к замедлению поверхностного стока атмосферных осадков, как следствие - к накоплению материалов смыва, переувлажнению зоны аэрации и заболачиванию территории. Следует учитывать, что литосфера сложена скальными, полускальными и рыхлыми породами, которые различаются по амплитудам влияния и скоростям протекания процессов.
На протяжении всего существования Земли ее поверхность непрерывно менялась. Продолжается этот процесс и сегодня. Он протекает крайне медленно и незаметно для человека и даже множества поколений. Однако именно эти преобразования в конечном итоге коренным образом меняют внешний облик Земли. Подобные процессы делятся на экзогенные (внешние) и эндогенные (внутренние).
Классификация
Экзогенные процессы - результат взаимодействия оболочки планеты с гидросферой, атмосферой и биосферой. Их изучают для того, чтобы в точности определить динамику геологической эволюции Земли. Без экзогенных процессов не сложилось бы закономерностей развития планеты. Они исследуются наукой динамической геологией (или геоморфологией).
Специалистами принята всеобщая классификация экзогенных процессов, делящихся на три группы. Первая - это выветривание, которое представляет собой изменение свойств под воздействием не только ветра, но и углекислого газа, кислорода, жизнедеятельности организмов и воды. Следующий тип экзогенных процессов - денудация. Это разрушение пород (а не изменение свойств как в случае выветривания), их раздробление текучими водами и ветрами. Последний тип - аккумуляция. Это образование новых за счет осадков, накопившихся в понижениях земного рельефа в результате выветривания и денудации. На примере аккумуляции можно отметить наглядную взаимосвязь всех экзогенных процессов.
Механическое выветривание
Физическое выветривание называют еще и механическим. В результате таких экзогенных процессов породы превращаются в глыбы, песок и дресву, а также распадаются на обломки. Важнейший фактор физического выветривания - инсоляция. Вследствие нагрева солнечными лучами и последующего остывания происходит периодическое изменение объема породы. Оно вызывает растрескивание и нарушение связи между минералами. Результаты экзогенных процессов очевидны - порода раскалывается на куски. Чем больше температурная амплитуда, тем быстрее это происходит.
Скорость образования трещин зависит от свойств горной породы, ее сланцеватости, слоистости, спайности минералов. Механическое разрушение может иметь несколько форм. От материала с массивной структурой откалываются куски, внешне напоминающие чешую, из-за чего этот процесс также называют чешуением. А гранит распадается на глыбы с формой параллелепипеда.
Химическое разрушение
Помимо всего прочего, растворению горных пород способствует химическое воздействие воды и воздуха. Кислород и углекислый газ являются наиболее активными агентами, опасными для целостности поверхностей. Вода несет в себе растворы солей, и поэтому ее роль в процессе химического выветривания особенно велика. Подобное разрушение может выражаться в самых разных формах: карбонатизации, окислении и растворении. Помимо этого, химическое выветривание приводит к образованию новых минералов.
Водные массы на протяжении тысячелетий каждый день стекают по поверхностям и просачиваются через поры, образующиеся в распадающихся горных породах. Жидкость выносит большое количество элементов, тем самым приводя к разложению минералов. Поэтому можно сказать, что в природе нет абсолютно нерастворимых веществ. Весь вопрос только в том, насколько долго они сохраняют свою структуру вопреки экзогенным процессам.
Окисление
Окисление затрагивает в основном минералы, в состав которых входит сера, железо, марганец, кобальт, никель и некоторые другие элементы. Этот химический процесс особенно активно протекает в среде, насыщенной воздухом, кислородом и водой. Например, соприкасаясь с влагой, входящие в состав горных пород закиси металлов становятся окисями, сульфиды - сульфатами и т. п. Все эти процессы непосредственным образом влияют на рельеф Земли.
В результате окисления в нижних слоях почвы накапливаются осадки бурного железняка (ортзанды). Есть и другие примеры его влияния на рельеф. Так, выветриваемые горные породы, содержащие железо, покрываются бурыми корками лимонита.
Органическое выветривание
Организмы также участвуют в разрушении горных пород. К примеру, лишайники (простейшие растения) могут селиться практически на любой поверхности. Они поддерживают жизнь, извлекая с помощью выделяемых органических кислот питательные вещества. После простейших растений на горных породах селится древесная растительность. В таком случае трещины становятся домом для корней.
Характеристика экзогенных процессов не может обойтись без упоминания червей, муравьев и термитов. Они проделывают длинные и многочисленные подземные ходы и тем самым способствуют попаданию под почву атмосферного воздуха, в составе которого есть разрушительный углекислый газ и влага.
Влияние льда
Лед - важный геологический фактор. Он играет весомую роль в формировании земного рельефа. В горных областях льды, двигаясь по речным долинам, изменяют форму стоков и сглаживают поверхности. Такое разрушение геологи назвали экзарацией (выпахиванием). Движущийся лед выполняет еще одну функцию. Он переносит обломочный материал, отколовшийся от горных пород. Продукты выветривания осыпаются со склонов долин и оседают на поверхности льда. Подобный разрушенный геологический материал называется мореной.
Не менее важен грунтовый лед, который образуется в почве и заполняет грунтовые поры на территориях многолетней и вечной мерзлоты. В качестве способствующего фактора здесь выступает еще и климат. Чем ниже средняя температура, тем больше глубина промерзания. Там, где летом тает наледь, на поверхность земли вырываются напорные воды. Они разрушают рельеф и меняют его форму. Подобные процессы из года в год циклично повторяются, к примеру, на севере России.
Фактор моря
Море занимает около 70% поверхности нашей планеты и, без сомнения, всегда было важным геологическим экзогенным фактором. Океанская вода движется под воздействием ветра, приливных и отливных течений. С этим процессом связано значительное разрушение земной коры. Волны, которые плещутся даже при самом слабом волнении моря у берегов, без остановки подтачивают окрестные скалы. Во время шторма сила прибоя может составлять несколько тонн на один квадратный метр.
Процесс сноса и физического разрушения береговых горных пород морской водой называется абразией. Он протекает неравномерно. На берегу может появиться размытая бухта, мыс или отдельные скалы. Кроме того, прибой волн образует обрывы и уступы. Характер разрушений зависит от структуры и состава береговых пород.
На дне океанов и морей протекают беспрерывные процессы денудации. Этому способствуют интенсивные течения. Во время шторма и других катаклизмов образуются мощные глубинные волны, которые на своем пути натыкаются на подводные склоны. При столкновении происходит разжижающий ил и разрушающий породу.
Работа ветра
Ветер как ничто больше меняет Он разрушает горные породы, переносит обломочный материал маленького размера и отлагает его ровным слоем. При скорости в 3 метра в секунду ветер шевелит листья, в 10 метров - качает толстые ветви, поднимает пыль и песок, в 40 метров, вырывает деревья и сносит дома. Особенно разрушительную работу проделывают пылевые вихри и смерчи.
Процесс выдувания ветром частиц горных пород называется дефляцией. В полупустынях и пустынях она образует значительные понижения на поверхности, сложенной из солончаков. Ветер действует интенсивнее, если земля не защищена растительностью. Поэтому особенно сильно он деформирует горные котловины.
Взаимодействие
В формировании огромную роль играет взаимосвязь экзогенных и эндогенных геологических процессов. Природа устроена так, что одни порождают другие. К примеру, внешние экзогенные процессы со временем приводят к появлению трещин в земной коре. Через эти отверстия из недр планеты поступает магма. Она растекается в форме покровов и формирует новые породы.
Магматизм это не единственный пример того, как устроено взаимодействие экзогенных и эндогенных процессов. Ледники способствуют выравниванию рельефа. Это внешний экзогенный процесс. В результате него образуется пенеплен (равнина с небольшими холмами). Затем в результате эндогенных процессов (тектонического движения плит) эта поверхность поднимается. Таким образом, внутренние и могут противоречить друг другу. Взаимосвязь эндогенных и экзогенных процессов сложна и многогранна. Сегодня она подробно изучается в рамках геоморфологии.
Геологические процессы – это процессы, изменяющие состав, структуру, рельеф и глубинное строение земной коры. Геологическим процессам, за небольшим исключением, свойственны масштабность и большая длительность (до сотен млн лет); в сравнении с ними существование человечества – весьма краткий эпизод в жизни Земли. В связи с этим преобладающее большинство геологических процессов непосредственно недоступно для наблюдения. Судить о них можно лишь по результатам их воздействия на те или иные геологические объекты – горные породы, геологические структуры, типы рельефа континентов и дна океанов. Большое значение имеют наблюдения над современными геологическими процессами, которые, согласно принципу актуализма, можно использовать в качестве моделей, позволяющих познавать процессы и события прошлого, учитывая их изменчивость. В настоящее время геолог может наблюдать разные стадии одних и тех же геологических процессов, что существенно облегчает их изучение.
Все геологические процессы, происходящие в недрах Земли и на её поверхности, подразделяются на эндогенные и экзогенные . Эндогенные геологические процессы происходят за счет внутренней энергии Земли. Согласно современным представлениям (Сорохтин, Ушаков, 1991), главным планетарным источником этой энергии является гравитационная дифференциация земного вещества. (Компоненты с повышенным удельным весом под действием сил гравитации стремятся к центру Земли, в то время как более легкие концентрируются у поверхности). В результате этого процесса в центре планеты выделилось плотное железо-никелевое ядро, а в мантии возникли конвективные течения. Второстепенным источником энергии является энергия радиоактивного распада вещества. На её долю приходится всего 12 % энергии, идущей на тектоническое развитие Земли, а на долю гравитационной дифференциации – 82 %. Некоторые авторы считают, что главным источником энергии эндогенных процессов является взаимодействие внешнего ядра Земли, находящегося в расплавленном состоянии, с внутренним ядром и мантией. К эндогенным процессам относятся тектонические, магматические, пневматолито-гидротермальные и метаморфические.
Тектоническими называются процессы, под воздействием которых формируются тектонические структуры земной коры – горно-скла-дчатые пояса, прогибы, впадины, глубинные разломы и т.д. Вертикальные и горизонтальные движения земной коры также относятся к тектоническим процессам.
Магматические процессы (магматизм) – это совокупность всех геологических процессов, связанных с деятельностью магмы и её производных. Магма – огненно-жидкая расплавленная масса, образующаяся в земной коре или верхней мантии и превращающаяся при застывании в магматические горные породы. По происхождению магматизм делится на интрузивный и эффузивный. Термин «интрузивный магматизм» объединяет процессы формирования и раскристаллизации магмы на глубине с образованием интрузивных тел. Эффузивный магматизм (вулканизм) – совокупность процессов и явлений, связанных с перемещением магмы из глубины на поверхность с образованием вулканических построек.
В особую группу выделяют гидротермальные процессы. Это процессы образования минералов в результате отложения их в трещинах или порах горных пород из гидротермальных растворов. Гидротермы – жидкие горячие водные растворы, циркулирующие в земной коре и участвующие в процессах перемещения и отложения минеральных веществ. Гидротермы часто более или менее обогащены газами; если содержание газов велико, то такие растворы называются пневматолито-гидротермальными. В настоящее время многие исследователи считают, что гидротермы образуются при смешении подземных вод глубокой циркуляции и ювенильных вод, образующихся при сгущении водяного пара магмы. Гидротермы движутся по трещинам и пустотам в горных породах в сторону пониженного давления – к земной поверхности. Являясь слабыми растворами кислот или щелочей, гидротермы характеризуются высокой химической активностью. В результате взаимодействия гидротерм с вмещающими породами образуются минералы гидротермального происхождения.
Метаморфизм – комплекс эндогенных процессов, обусловливающих изменения в структуре, минеральном и химическом составе горных пород в условиях высокого давления и температуры; плавления пород при этом не происходит. Главными факторами метаморфизма являются температура, давление (гидростатическое и одностороннее) и флюиды. Метаморфические изменения заключаются в распаде первоначальных минералов, в молекулярной перегруппировке и образовании новых минералов, более устойчивых в данных условиях среды. Метаморфизму подвергаются все типы горных пород; образующиеся при этом породы называются метаморфическими.
Экзогенные процессы – геологические процессы, происходящие за счет внешних источников энергии, главным образом Солнца. Они происходят на поверхности Земли и в самых верхних частях литосферы (в зоне действия факторов гипергенеза или выветривания). К экзогенным процессам относятся: 1) механическое дробление горных пород до составляющих их минеральных зерен, в основном под влиянием суточного перепада температуры воздуха и за счет морозного выветривания. Этот процесс называется физическим выветриванием ; 2) химическое взаимодействие минеральных зерен с водой, кислородом, углекислым газом и органическими соединениями, приводящее к образованию новых минералов – химическое выветривание; 3) процесс перемещения продуктов выветривания (так называемый перенос ) под действием силы тяжести, посредством движущихся воды, ледников и ветра в области осадконакопления (океанические впадины, моря, реки, озера, понижения рельефа); 4) накопление толщ осадков и преобразование их за счет уплотнения и обезвоживания в осадочные горные породы. В ходе этих процессов образуются месторождения осадочных полезных ископаемых.
Многообразие форм взаимодействия экзогенных и эндогенных процессов обусловливает разнообразие структур земной коры и рельефа её поверхности. Эндогенные и экзогенные процессы находятся между собой в неразрывной связи. По своей сути эти процессы антагонистичны, но в то же время неразделимы, и весь этот комплекс процессов можно условно назвать геологической формой движения материи. Она также в последнее время включает в себя деятельность человека.
В течение последнего столетия наблюдается возрастание роли техногенного (антропогенного) фактора в составе общего комплекса геологических процессов. Техногенез – совокупность геоморфологических процессов, вызванных производственной деятельностью человека. По направленности деятельность человека подразделяется на сельскохозяйственную, эксплуатацию месторождений полезных ископаемых, возведение различных сооружений, оборонную и прочие. Результатом техногенеза является техногенный рельеф. Границы техносферы непрерывно расширяются. Так, всё возрастают глубины бурения на нефть и газ на суше и шельфе. Заполнение водохранилищ в горных сейсмически опасных районах вызывает в ряде случаев искусственные землетрясения. Добыча полезных ископаемых сопровождается выдачей на дневную поверхность огромных объемов «пустых» пород, в результате создается «лунный» ландшафт (например, в районе г.г. Прокопьевска, Киселёвска, Ленинск-Кузнецкого и других городов Кузбасса). Отвалы шахт и прочих производств, свалки мусора создают новые формы техногенного рельефа, захватывая всё большую часть сельскохозяйственных угодий. Рекультивация этих земель проводится очень медленно.
Таким образом, хозяйственная деятельность человека стала в настоящее время неотъемлемой частью всех современных геологических процессов.