Слайд 1
ЛЕКЦИЯ №2
ЭКЗОГЕННЫЕ ПРОЦЕССЫ.
ВЫВЕТРИВАНИЕ
1. Классификация экзогенных процессов
2. Физическое выветривание.
3. Химическое выветривание.
4.
Кора выветривания.
5. Коры выветривания и полезные ископаемые.
Слайд 2Экзогенные процессы
На земную поверхность постоянно действуют силы, изменяющие земную кору,
способствующие формированию рельефа. Все эти процессы различны, но их можно
объединить в две группы: внешние (или экзогенные) и внутренние (или эндогенные). Экзогенные процессы действуют на поверхности Земли, а эндогенные — глубинные процессы, источники которых находятся в недрах планеты. Извне воздействуют на Землю силы притяжения Луны и Солнца. Сила притяжения других небесных тел очень мала, однако некоторые ученые считают, что в геологической истории Земли гравитационные воздействия из космоса могут возрасти.
1. Экзогенные процессы
Слайд 3К экзогенным силам относят и земное притяжение, из-за которого случаются
оползни, обвалы в горах, двигаются с гор ледники. Экзогенные силы
разрушают, преобразуют земную кору, переносят рыхлые и растворимые продукты разрушения, осуществляемого водой, ветром, ледниками. Одновременно с разрушением идет и процесс накопления, или аккумуляция продуктов разрушения. Разрушительные действия экзогенных процессов зачастую нежелательны и даже опасны для человека. К таким опасным явлениям относятся, например, селегрязекаменные потоки. Они могут сносить мосты, плотины, уничтожать посевы. Опасны и оползни, которые тоже приводят к разрушению различных построек, нанося тем самым ущерб хозяйству, унося жизни людей. Среди экзогенных процессов необходимо отметить и выветривание, которое приводит к выравниванию рельефа, а также и роль ветра.
.
Слайд 4Эндогенные процессы поднимают отдельные участки земной коры. Они способствуют образованию
крупных форм рельефа. Главный источник энергии эндогенных процессов — внутренняя
теплота в недрах Земли. Эти процессы вызывают движение магмы, вулканическую деятельность, землетрясения, медленные колебания земной коры. Внутренние силы работают в недрах планеты и совершенно скрыты от наших глаз.
Таким образом, развитие земной коры, формирование рельефа являются результатом совместного действия внутренних (эндогенных) и внешних (экзогенных) сил и процессов. Они выступают как две противоположные стороны единого процесса. Благодаря эндогенным, в основном созидающим процессам образуются крупные формы рельефа — равнины, горные системы. Экзогенные же процессы преимущественно разрушают и выравнивают земную поверхность, но при этом формируют более мелкие (микроформы) формы рельефа — овраги, речные долины, а также накапливают продукты разрушения
Слайд 5Классификация экзогенных процессов
Слайд 6
Классификация экзогенных процессов (продолжение)
Слайд 7
Классификация экзогенных процессов (окончание)
Слайд 8Одним из важнейших экзогенных процессов является выветривание — процесс механического
разрушения и химического преобразования горных пород под влиянием агентов выветривания
в термодинамической и физико-химической обстановке земной поверхности. Агентами выветривания являются — солнечная инсоляция, составные части атмосферы, вода, кислоты, растительные и животные организмы.
Различают физическое, химическое и органическое выветривание, которые обычно действуют совместно с преобладанием определенной группы факторов в зависимости от климатической обстановки.
В результате процессов выветривания образуется особый генетический тип континентальных отложений — элювий), а также различного типа почвы.
Слайд 92. Физическое выветривание.
Начальным этапом любого экзогенного процесса является подготовка горной
породы к дезинтеграции, измельчению. Совокупность процессов, осуществляющих дезинтеграцию горных пород,
называют выветриванием.
Физическим выветриванием называется разрушение горной породы, не сопровождающаяся химическими изменениями ее состава.
При физическом выветривании происходит растрескивание и дробление горной породы на обломки различного размера под влиянием различных физико-механических воздействий
Слайд 11Выделяют температурное, морозное и солевое выветривание.
При температурном выветривании вследствие
резкого суточного колебания температур происходит попеременное нагревание (расширение) и охлаждение
(сжатие) пород, неравномерные на поверхности и внутри породы, что приводит к возникновению в ней напряжений, вследствие которых порода растрескивается и шелушится (десквамация). Температурное выветривание вызывается изменением температуры. Интенсивность температурного выветривания зависит от состава породы, ее строения (текстуры и структуры), а также от окраски, трещиноватости и ряда других факторов.
Слайд 13
Активно этот процесс протекает в тонком приповерхностном слое, в который
проникают суточные колебания температуры. Наиболее интенсивно разрушаются темноокрашенные породы (сильнее
нагреваются), полиминеральные (из-за различного коэффициента объемного расширения минералов), крупнозернистые. Температурное выветривание протекает наиболее активно в условиях резко континентального климата в пустынях, а также в горах (более на крутых склонах южной экспозиции), где прогревание интенсивнее и быстрее удаляются продукты разрушения.
Слайд 14
Большое значение при температурном выветривании имеют амплитуда и особенно скорость
изменения температуры. Поэтому суточные колебания температуры при выветривании играют большее
значение, нежели сезонные. Температурное выветривание наблюдается во всех климатических зонах, но наиболее интенсивно оно протекает в областях, характеризующихся резкими контрастами температур, сухостью воздуха, отсутствием или слабым развитием растительного покрова. Такими областями являются, прежде всего, тропические и внетропические пустыни. Интенсивно температурное выветривание протекает также на крутых склонах высоких гор.
Слайд 15Эти огромные неподвижные истуканы расположились на горе Маньпупунёр, на местности
Троицко-Печерского региона Республики Коми.
Слайд 16Механическое выветривание происходит под воздействием таких факторов, как замерзание воды
в трещинах и порах горных пород, кристаллизация солей при испарении
воды. Как видно из сказанного, оно тесно связано с температурным выветриванием.
Особенно сильный и быстрый механический разрушитель горных пород — вода. При ее замерзании в трещинах и порах горных пород возникает огромное давление, в результате которого порода распадается на обломки. Это явление часто называют морозным выветриванием. Предпосылками морозного выветривания служат трещиноватость горных пород, наличие воды и соответствующие температурные условия.
Слайд 17 Связано с расклинивающим действием замерзающей воды в
трещинах, которая при замерзании увеличивается в объеме более чем на
9%.
Морозное выветривание
Слайд 18"Арка" в штате Юта (США), пример механического выветривания
Слайд 19
Следует отметить, что интенсивность морозного выветривания определяется не амплитудой, а
частотой колебания температуры около точки замерзания воды, т. е. около
0°. Вследствие этого наиболее интенсивно морозное выветривание происходит в полярных странах, а также в горных районах, преимущественно выше снеговой границы. При морозном выветривании, протекающем в условиях полярного климата, раздробление горных пород происходит вследствие механического воздействия увеличивающейся в объеме при замерзании в трещинах и порах горных пород воды.
Слайд 20В жарком сухом климате пустынь происходит солевое выветривание, возникающее под
действием кристаллов солей, растущих в трещинах и порах горных пород,
куда соль попадает с водой, поднимающейся по капиллярам из более глубоких горизонтов и испаряющейся днем. Раздробляющее действие кристаллизующихся солей заметнее наблюдается в условиях жаркого, сухого климата. Здесь днем при сильном нагревании солнцем влага, находящаяся в капиллярных трещинах, подтягивается к поверхности, и соли, содержащиеся в ней, кристаллизуются. Под давлением растущих кристаллов трещины расширяются, что приводит, в конечном счете, к нарушению монолитности горных пород, к их разрушению.
Слайд 21
Более или менее выположенные поверхности гор нередко бывают покрыты глыбово-щебнистыми
продуктами выветривания. В то же время на горных склонах наряду
с выветриванием развиваются различные гравитационные процессы: обвалы, камнепад, осыпи, оползни. Все данные об указанных гравитационных процессах детально рассмотрены в учебнике по геоморфологии. Здесь же отметим, что накопившиеся в основании склонов и у их подножий продукты гравитационных процессов (осыпей, обвалов) представляют своеобразный генетический тип континентальных отложений, называемый коллювием (от лат. «коллювио» — скопление).
Слайд 233. Химическое выветривание. Химическое выветривание - это результат взаимодействия горных
пород наружной части литосферы с химически активными элементами атмосферы, гидросферы
и биосферы. Сущность химического выветривания заключается в коренном изменении минералов и горных пород и образовании новых минералов и пород, отличных от первоначальных.
Химическое выветривание приводит к изменению первичного состава минералов и горных пород, к образованию новых вторичных соединений; оно связано с климатом и происходит под действием воды, свободного кислорода, углекислого газа и органических кислот. Интенсивнее химически выветриваются породы более пористые и трещиноватые.
Слайд 24 Химическое выветривание происходит в областях с большим
количеством осадков и связано с образованием новых минералов.
Химическое выветривание
Слайд 25Главным фактором химического выветривания является вода, которая и сама активно
воздействует на горные породы и является мощным катализатором, стимулирующим активность
растворенных в ней кислорода, углекислого газа и органических веществ. Обеспечивая проникновение на глубину растворенных в ней агентов выветривания, вода вместе с тем выносит и частично переотлагает продукты химического выветривания. Скорость химического выветривания интенсивно возрастает во влажном и жарком климате, а в холодном (арктическом) и аридном климате — резко падает, ограничиваясь физическим выветриванием.
Слайд 26
Изменение исходных минералов и горных пород, их разрушение и разрыхление
происходит в результате растворения, гидратации, окисления и гидролиза. Химическое выветривание
наблюдается повсеместно. Однако наиболее интенсивно оно протекает в областях с влажным климатом и хорошо развитым растительным покровом. Интенсивность процесса резко возрастает с повышением температуры. Поэтому химическое выветривание достигает максимальной интенсивности в зоне влажных тропических лесов.
Слайд 27
Химическое выветривание резко замедляется в полярных областях, где средняя температура
года ниже 0°. Ослаблено химическое выветривание в аридных тропических и
субтропических областях вследствие малого количества осадков и на крутых склонах гор из-за быстрого удаления продуктов выветривания.
В результате химического выветривания образуются растворимые и тонкодисперсные продукты выветривания, обладающие повышенной миграционной способностью.
Слайд 28
Окисление выражается переходом закисных низковалентных соединений в окисные высоковалентные, например,
переход магнетита в гематит, пирита в лимонит. В последнем случае
происходит не только окисление, но и гидратация (поглощение кристаллизационной воды). Примером гидратации является также переход гематита в лимонит, ангидрита в гипс. Растворение и гидролиз происходят под действием воды и углекислоты. Наиболее легко растворимы хлориды (NaCl, KC1 и др.), затем сульфаты (гипс) и карбонаты (известняки, доломиты мергели).
Слайд 29Особая роль биосферы в геологических процессах была отмечена в работах
крупнейшего русского ученого В. И. Вернадского. Он ввел понятие о
«живом веществе» как перманентном геологическом деятеле, как аккумуляторе и перераспределителе Солнечной энергии. Он писал: «Захватывая энергию Солнца, живое вещество создает химические соединения, при распадении которых эта энергия освобождается в форме, могущей производить химическую работу»; «живое вещество есть форма активизированной материи и эта энергия тем больше, чем больше масса живого вещества».
Слайд 304. Кора выветривания. В результате единого и сложного взаимосвязанного процесса
разрушения горных пород образуются различные продукты выветривания. Остаточные или несмещенные
продукты выветривания, остающиеся на месте разрушения материнских горных пород, представляют собой тип континентальных образований и называются элювием. Кора выветривания объединяет всю совокупность различных элювиальных образований. Такая остаточная кора выветривания называется автоморфной (греч. «аутос» - сам). Помимо первичной автоморфной коры выветривания выделяют вторичную, или гидроморфную кору выветривания, образующуюся в результате выноса почвенными и грунтовыми водами химических элементов в виде истинных и коллоидных растворов в ходе формирования первичной автоморфной коры.
Слайд 31 В результате взаимосвязанного и сложного процесса выветривания образуются
различные продукты выветривания называемые корой выветривания.
Слайд 32В зависимости от климатической обстановки элювиальный процесс протекает по-разному, в
связи с чем образуются различные типы коры выветривания.
1. В областях
полярного и нивального климата господствует морозное выветривание. Образуется обломочный криогенный элювий.
2. В условиях аридного климата пустынь, где из-за недостатка воды миграция активных веществ очень ограничена, элювиальный покров формируется в основном вследствие физического выветривания. Представлен элювий обломочным материалом из глыб, щебня и дресвы разрушенных материнских пород. Химическое выветривание проявляется локально, в виде корок пустынного загара, гипсовых корок и солончаков.
Слайд 333. В полузасушливых (семиаридных) областях физическое выветривание приводит к образованию
пылеватых частиц, возникает кора выветривания, обогащенная карбонатами. Мощность коры выветривания
небольшая, окраска светлая, желтовато-серая.
4. В областях с гумидным (влажным) и теплым климатом кора выветривания достигает полного развития. Происходит интенсивный вынос подвижных продуктов выветривания, способствующий гидролизу силикатов, превращению их в глинистые минералы с выщелачиванием оснований и установлением кислой реакции среды. Возникший при выветривании богатых алюмосиликатами магматических и метаморфических пород (гранитов, гнейсов и др.) каолинит может образовать месторождения каолина.
Слайд 34
5. В условиях жаркого и влажного климата происходит дальнейшее разложение
и достаточно устойчивых алюмосиликатов на гидраты окиси алюминия и железа,
которые образуют латеритную кору выветривания. Образовавшиеся при этом бокситы могут достигать промышленных скоплений. Кора выветривания здесь окрашена в яркие красные и оранжевые тона.
Слайд 35Мощные красноцветные ферраллитные коры типичны для влажных субтропиков и тропиков
Слайд 36Среди кор выветривания выделено два основных морфогенетических типа: площадной и
линейный. Площадные коры выветривания развиваются в виде покрова или плаща,
занимают местами обширные площади до десятков и сотен квадратных километров, представляющие различные выровненные тектонически спокойные поверхности рельефа. Линейные коры выветривания имеют линейное распространение в плане и приурочены к зонам повышенной трещиноватости, к разломам и контактам различных по составу и генезису горных пород. В этих условиях происходит более свободное проникновение воды и связанных с ней химически активных компонентов, что вызывает интенсивный процесс химического выветривания.
Слайд 375. Коры выветривания и полезные ископаемые.
Изучение строения кор выветривания имеет
большое значение. С корами выветривания различного возраста связано много разнообразных
и ценных полезных ископаемых — бокситов, железных руд, марганца, руд никеля, кобальта и др. При этом в отдельных случаях в древних корах выветривания металлы накапливаются в значительно большем количестве, чем в исходной породе, и приобретают промышленное значение. Так образовались месторождения никеля, кобальта и других металлов в древней коре выветривания Урала. Сюда следует также отнести различные виды глинистых образований кор выветривания, многие из которых являются керамическим и огнеупорным сырьем, обладают отбеливающими и другими свойствами.