big-archive.ru

Большой информационный архив

                       

Роль экзогенных факторов в формировании рельефа

Рельеф земной поверхности определяется не только действием внутренних сил Земли, но не в меньшей степени и действием внешних агентов. К тому же действие внешних агентов протекает одновременно с действием внутренних агентов. Так, например, разрушение гор начинается не с того момента, когда закончилось их поднятие, а с того момента, когда это поднятие только что началось. Если процессы поднятия протекают быстрее, чем процессы разрушения, то высота гор будет увеличиваться. В тех же случаях, когда процесс поднятия гор замедляется и начинает отставать от процессов разрушения, высота гор неизбежно будет понижаться.

То же самое происходит и с отрицательными формами рельефа, обусловленными тектоническими опусканиями. Если процесс заполнения какой-либо котловины осадками протекает быстрее процессов ее опускания, то котловина заполняется отложениями и перестает быть отрицательной формой рельефа. При обратном процессе глубина ее будет увеличиваться.

Приведенные нами примеры поднятия и разрушения гор и заполнения котловин крайне упрощены. На самом деле все протекает значительно сложнее. Так, при увеличении высоты гор процессы их разрушения ускоряются, и наоборот. Потом сами тектонические движения изменяют свою скорость во времени и т. д.

Насколько велико значение денудационных процессов в формировании лика Земли можно видеть по следующим данным. Согласно вычислениям (правда, очень приблизительным) денудационные процессы понижают поверхность суши в среднем на 8 см в тысячу лет. При такой скорости понижения вся поверхность земного шара могла бы выровняться в 13 млн. лет. Если возраст земной коры определяется в 2,2—2,5 млрд. лет, то в результате протекавших денудационных процессов мощность отложений в среднем должна достигать 120—130 км. Эти вычисления подтверждаются целым рядом весьма убедительных фактов. Так, мощность одних только четвертичных отложений Индо-Гангской низменности достигает 6 км. Мощность отложений геосинклиналей, как уже говорилось, достигает 10—15—20 км. Однако на глубине 5—6 км осадочные толщи подвергаются метаморфизации и в конце концов приобретают характер кристаллических пород. Поэтому даже древнейшие кристаллические породы в настоящее время геологи склонны считать продуктами изменения осадочных пород.

Из  сказанного нетрудно заключить,   что современный рельеф Земли является результатом

Различные стадии выветривания твёрдых пород

Различные стадии растрескивания поверхности каменной глыбы под влиянием колебаний температуры

татом совместного действия как эндогенных, так и экзогенных процессов. Поэтому, после ознакомления с ролью эндогенных процессов, мы должны остановиться на роли каждого экзогенного процесса в деле формирования рельефа.

Выветривание горных пород. Породы, выступающие на земную поверхность, все время подвергаются действию суточных и годовых колебаний температуры, физическому и химическому воздействию воздуха и влаги и, наконец, воздействию организмов. При этих условиях твердые породы постепенно превращаются в рыхлые, обычно не похожие на те, из которых они произошли. Процессы изменения горных пород под совместным воздействием солнца, воздуха, влаги и организмов называются выветриванием. Различают три типа факторов, обусловливающих выветривание: 1) выветривание физическое, 2) химическое и 3)  органическое.

Под названием физического выветривания известно простое распадение твердой породы на обломки различной величины (от крупных кусков до мельчайших пылинок). При этом распаде химический состав минералов, образующих породу, не меняется. Примером может служить уже знакомое нам распадение гранита под влиянием повторных колебаний температуры.

Главнейшим фактором физического выветривания являются колебания температуры (рис. 192). И чем больше колебания температуры, тем энергичнее протекает процесс физического выветривания.

Еще энергичнее протекает физическое выветривание в тех случаях, когда в трещины породы попадает вода и там замерзает. Свойство воды увеличивать свой объем при замерзании хорошо известно. Количественно сила давления замерзающей воды на стенки сосуда равна приблизительно 6 т на 1 см2. Эта колоссальная сила может разорвать на части любую самую прочную горную породу. Физическое выветривание,

Ращепление твёрдых горных пород  под механическим воздействием  корневой системы высших растений

связанное с повторным замерзанием и таянием воды в трещинах породы, нередко называют еще морозным выветриванием.

В результате физического выветривания твердые породы дробятся на мелкие части. Это дробление имеет огромное значение для дальнейшего выветривания. Так, например, 1 см породы имеет поверхность б см2. Если же этот кусочек породы раздробить на мелкие частицы размерами 0,01 мм, то сумма поверхностей всех частиц будет равна 6 км2. Следовательно, поверхность, на которую воздействуют факторы выветривания, увеличилась в миллиарды раз. Отсюда, естественно, увеличивается и скорость выветривания породы.

К физическому выветриванию следует отнести также вымывание мелких частичек породы из трещин дождевыми водами, растворение солей, связывающих частички твердой породы, давление при образовании кристаллов солей в трещинах и т. д. Сюда же относится расщепление каменных пород под давлением корней растущих растений. Сила этого давления, как показывают наблюдения и опыты, достаточно велика (рис. 193).

Химическое выветривание связано с химическим воздействием на породу составных частей воздуха (кислорода, углекислого газа и др.) и в особенности различных водных растворов, проникающих в толщу    породы.    В    качестве примера можно указать на магнитный железняк, который, соединяясь с кислородом, может дать красный железняк, а красный железняк, вступая в соединение с водой, дает бурый железняк. Таким образом, при химическом выветривании в противоположность физическому выветриванию происходит изменение и минерального состава.

Химическое выветривание еще в большей степени способствует раздроблению твердых пород. Здесь возникает целый ряд более растворимых соединений, которые уносятся водами. Так, например, СаСО3+СО22О= =Са(НСО3)2, т. е. двууглекислый кальций, который растворяется в 30 раз легче, чем СаСО3. Целый ряд минералов (полевых шпатов, слюд и др.) под действием Н2О и СО2 образуют новые минералы, обладающие уже совсем другими физическими свойствами. Так, например, ортоклаз (K2Al2Si6O16), один из наиболее распространенных полевых шпатов, в результате выщелачивания (растворение и унос растворимых соединений     главным    образом    щелочных    металлов)    переходит    в    каолин (H4Al2Si2O9), являющийся основной частью глин.

Если процессы физического выветривания особенно энергично протекают в условиях пустынного и холодного климата, то процессы химического

Выветривание грачита

выветривания, наоборот, хорошо идут главным образом при достаточном количестве тепла и влаги, т. е. в жарком поясе.

Органическое выветривание совершается при участии организмов. Примером могут служить хорошо знакомые всем лишайники, растущие на камнях и скалах. Крепко врастая в мельчайшие трещины камней и скал, они выделяют растворы, химически воздействующие на породу. Примеры подобного же химического воздействия корневых волосков высших растений на минералы хорошо нам известны из ботаники. О механическом воздействии корней растений на  породы  мы  уже  говорили.

Однако самую большую роль выветривании играют не высшие и многоклеточные растения, а бактерии. Согласно существующим взглядам большая часть процессов химического выветривания также осуществляется при помощи бактерий. Но об этих процессах мы будем говорить несколько позже, когда будет речь о почвообразовании.

Формы, обусловленные выветриванием. Там, где твердые (каменные) породы выходят на поверхность, они быстро поддаются выветриванию и приобретают различные, иногда очень характерные формы. Так, например, граниты и другие породы магматического происхождения в условиях резко континентального климата быстро растрескиваются и дают груды угловатых обломков, характерных для пустынь, гор полярных стран и высокогорных стран выше границы снега. В обычных же условиях, когда, кроме физического выветривания,   значительная   доля   разрушительной

Выветривание сланцев

работы приходится на химическое и биологическое выветривание, скалы чаще всего приобретают округлые формы. Последнее обусловливается однородностью породы и быстротой ее выветривания. Угловатые выступы, имеющие большую площадь поверхности, разрушаются скорее, в результате чего и создается округлость. Далее выветривание идет более равномерно. Мелкозернистые граниты, порфириты и многие другие жильные породы вулканического происхождения отличаются большей стойкостью и дольше сохраняют свою форму. Большой стойкостью отличаются доломиты и особенно кварциты. Для них характерны особенно резкие формы. Полную противоположность представляют формы рельефа, получающиеся при выветривании таких пород, как мергели, глины и многие глинистые сланцы. Они не образуют высоких крутых обрывов, не образуют утесов, острых углов и вообще резко выраженных форм. Однако следует отметить, что глинистые сланцы с наклонными и круто поставленными слоями на первых стадиях выветривания дают резкие и очень своеобразные формы (рис. 195); но это по большей части мелкие формы, обусловленные различной стойкостью пластов. Очень своеобразную картину представляют собой формы выветривания таких пород, как известняки и песчаники. И те и другие легко растрескиваются вертикальными трещинами, которые быстро поглощают атмосферную влагу, что приводит к отсутствию смыва. В результате трещины очень быстро увеличиваются, придавая известнякам и песчаникам своеобразную форму столбов и башен (рис. 196).

Продукты выветривания в одних случаях остаются на месте, в других уносятся текучими водами, ветром, ледниками. Продукты выветривания, оставшиеся на местах, носят общее название элювия. Само собой разумеется, что элювий может оставаться на месте, или на равнинных участках, или на отлогих склонах. Элювий, как бы плащом прикрывая материнскую

Выветривание известняков

породу, в значительной степени замедляет процессы выветривания. Там, где возможно развитие растительности, элювий служит основой для образования почв. В пустынных же странах и на высоких горах мелкие частицы элювия уносятся ветром (а также и атмосферными водами). В результате на месте остается лишь более крупный обломочный материал. В пустынях площади, покрытые подобным грубым обломочным материалом, называют гаммадами. На горах же возникают каменные россыпи, носящие в различных местах разные названия («моря скал», «курумы» и др.).

При наличии крутых склонов продукты выветривания под действием силы тяжести скатываются к подножию склона и образуют так называемые осыпи. По размерам и по форме эти осыпи могут быть очень разнообразны. Но для них характерно распределение обломков. Скатывающиеся более крупные обломки в силу инерции откатываются дальше и чаще всего приурочены к периферии, а более мелкие — ближе к верхнему краю осыпи.

Большую роль в сносе обломочного материала играют дождевые потоки (о чём речь будет позже).

Продукты выветривания, перемещенные под влиянием сил тяжести или дождевых потоков, носят название делювия. Делювий, покрывающий склоны и их основания, образует так называемый делювиальный плащ. Размеры и характер делювиальных плащей могут быть очень различны. Но, вообще говоря, делювий сглаживает резкие черты рельефа.

Географическая роль выветривания. Прежде всего отметим, что под действием выветривания твердые породы переходят в другое состояние, т. е. становятся рыхлыми. При этом часть пород выщелачивается и уносится в водных растворах, часть идет на образование новых минералов, часть просто превращается в раздробленное состояние. Это новое состояние пород делает их удобными для переноса водами, ледниками, ветром. Перенесенные материалы отлагаются в других местах и образуют толщи новых пород (пески, глины, песчаники, глинистые сланцы и т. д.).

Рыхлые материалы, оставшиеся на местах и перенесенные в другие места, создают новые условия для жизни и деятельности подземных вод. Продукты же выветривания, оставшиеся на местах, как уже говорилось, являются основой для образования почв.

 

Предыдущая глава ::: К содержанию ::: Следующая глава

 

                       

  Рейтинг@Mail.ru    

Внимание! При копировании материалов ссылка на авторов книги обязательна.