4.Гидрогенное
В породах (грунтах) с высоким содержанием коллоидных частиц (глинистой фракции): при намокании идет резкое увеличение размеров, при усыхании – растрескивание с образованием обломков разных размеров
Химическое выветривание
Выветривание сопровождается изменением химического состава и минералогического состава горных пород
Главные агенты – вода, растворенный в ней кислород, диоксид углерода, органические и неорганические кислоты
При высоких температурах процесс активнее
Основные процессы – растворение (распад на ионы в растворителе), окисление (присоединение кислорода), гидратация (присоединение молекул воды), гидролиз (разложение кристал. решеток минералов из групп силикатов)
Химическое выветривание
Минералогические предпосылки
Морские и терригенные отложения – мало подвержены разрушению
Изверженные быстро меняются. Первичные минералы замещаются на вторичные (полевой шпат – каолинит, слюды – гидрослюды и пр.). Вторичные минералы – образуют рыхлую обычно глинистую массу.
Химическое выветривание
Климатические предпосылки
Наибольшая активность в гумидном теплом климате – до нескольких сотен метров в глубину.
Наряду с разрушением – образование латеритов (later –кирпич) – твердых сцементированных оксидами железа коры выветривания специфичного кирпично-красного цвета. Мощность - от нескольких до десятков метров, возраст формирования - сотни тысяч лет.
Латериты играют роль бронирующего пласта (иногда образуют плосковершинные формы рельефа)
Ступенчатые платообразные поверхности бронированные латеритной корой выветривания
Химическое выветривание.
Цементирующий эфект
Влажные тропики - латериты (оксид железа)
Аридные области – соль (хлориды, сульфаты, карбонаты): солончаки, гипсовые и карбонатные корки (мощность первые метры)
Формы выветривания
(физическое и химическое выветривание)
Шелушение – отслаивание чешуек и пластин. Приводит к постепенному сглаживанию поверхности скальных массивов, превращение обломков в валуны, гальку
Сфероидальное выветривание - обломки сглаживаются в валуны и гальку, постепенно измельчаясь вплоть до глины
Дезинтеграция зерен – ослабление и отделение зерен грубозернистых пород (граниты). Каждый минерал имеет свою теплоемкость и по-своему реагируют на химическое воздействие. Итог – распад на зерна минералов до размеров песка и гравия
Г.Халф-Доум (полуккупол) в Йосемитском нац. Парке (США) – пример сглаживания гранитного массива
Биологическое выветривание
Распирающее давление корневой системы растений
Захват грунта падающими деревьями
Поглощение из пород определенных химических элементов
Деятельность роющих организмов
Вытаптывание копытными
Химическая активность бактерий (образование аммиака, азотной кислоты, углекислого газа и пр.)
Влияние продуктов жизнедеятельности и разложения органики (выделение кислот и углекислого газа)
Биологическое выветривание создает особый продукт – почву.
Антропогенная деятельность
Физическое, химическое и билогическое выветривание в полуаридной зоне
Коры выветривания
Механический состав и мощность
Размеры обломков увеличиваются с глубиной
Наиболее мощные коры – на плоских водоразделах влажного климата тропиков (сотни метров)
Маломощные коры выветривания (десятки см – несколько метров) в суровом климате. Холодный климат гор - каменные моря. Аридный климат гор – каменистые пустыни (гаммады)
Нац. парк Брайс-Каньон (США, штат Юта). Избирательное выветривание и размыв дождевой водой известняков с вертикальными трещинами
Избирательное выветривание. Национальный парк Арки (США, шт. Юта)
Коры выветривания как полезные ископаемые
Алюминиевые руды (бокситы, глинозем)
Железные руд (латериты)
Марганцевые руды
Никелевые руды
Естественные красители (охра)
Огнеупорные глины, пески
На коре выветривания степной зоны (монтмориллонитовая к.в.) – самые плодородные почвы (чернозем)
СКЛОНОВЫЕ ПРОЦЕССЫ
Основные положения
Склоновые процессы – потоки ближнего переноса материала, образованного в процессе выветривания.
Дальность от сантиметров до десятков км (подводный материковый склон)
Является и денудационным и аккумулятивным процессом
Главная движущая сила – сила тяжести (гравитация). Главная препятствуюшая сила – сила сцепления. Главный активизирующий фактор – вода (увлажнение)
Сверху вниз выделяются зоны преобладания денудации, транзита и аккумуляции.
Классификация склонов
По первоначальному происхождению (вулканические, тектонические, эрозионные, ледниковые и пр.)
По масштабу (от наноформ – ветровая рябь, до планетарных – материковый склон)
По крутизне (крутые – более 35°, средней крутизны 15-35°, пологие 6-15° и очень пологие 0-2°; угол естественного откоса 30-35°)
По форме в профиле : прямые, выпуклые, вогнутые, выпукло-вогнутые, ступенчатые и неровные
По форме в плане: выпуклые – рассеяние (дивергенция) потока, вогнутые – схождение (конвергенция)
По экспозиции (инсоляционной и ветровой)
По динамике (генезису) – по наиболее активным современным процессам.
Обвальные склоны
Обвалы - быстрое обрушение крупных обломков горных пород на крутом склоне
Причины – землетрясения, оттепели, ливневые дожди
Предпосылки – нарушенность монолитности физическим выветриванием, тектоническая трещинноватость
Объемы достигают нескольких куб км, масса – млрд. тонн.
Маленькие обвалы - камнепады
Озеро сейсмообвального типа
Тело сейсмообвала, подпруживающее озеро
Формы рельефа обвальных склонов
Склоны отседания (на асимметричных склонах или склонах плоских вершинах, отвесно обрывающихся)
Стенки отрыва (ровные, совпадающие с плоскостью разрывных нарушений)
Ниши и цирки отрыва – крутые выемки нередко с нависающими карнизами
У подножия – аккумулятивное тело обвала (холмистый рельеф из неокатанных обломков от см до десятков метров). Площадь обвалов – до 10 кв. км., высота отдельных аккум. холмов – десятки метров.
Крупные обвалы перегораживают долины, создают озера до 500 м глубины (Сарезское оз. На Памире, Рица, Абрау-Дюрсо на Кавказе)
Склон отседания
Осыпные склоны
Результат постепенного отделения и скатывания вниз по крутому склону обломков – продуктов физического выветривания (глыб, щебня, дресвы, песка).
Транзитная часть склона – а) осыпной склон, б) осыпные лотки (желоба шириною и глубиною до нескольких метров)
Коллювий - аккумулятивный материал осыпей и обвалов
Аккумулятивная часть склона – осыпные (коллювиальные) конуса и шлейфы
Осыпание продолжается до угла естественного откоса. Крупные обломки по инерции скатываются дальше, т.е. передняя часть конуса сложена более крупным материалом. Интенсивность осыпания зависит от скачков температуры (максимум после захода и восхода солнца), влажности, частоты перехода через 0°.
Осыпание – важнейший денудационный процесс горных стран. На равнинах – локально, главным образом - на береговых обрывах
Осыпные желоба и коллювиальные конусы выноса
Снежно-лавинные склоны
Типичны для сильнорасчленненного горного рельефа и выпадения большого количества снега
Типы лавин: 1. Осовы (фронтальные) – соскальзывают широким фронтом на ровных склонах (особенность – малая мощность – менее 1 м); 2. Лотковые лавины – используют при движении ложбины, русла временных водотоков, осыпные желоба. Возникают в водосборных воронках, ледниковых и нивальных карах. Образуют лавинные конусы выноса; 3. Прыгающие лавины – свободно падают, сваливаясь с отвесных уступов, движутся в направлении начального падения мало подчиняясь ложбинным формам.
Лавинные склоны
Лавинные прочесы – просеки проделываемые мощными мокрыми лавинами, заходящими в лесную зону
Лавинные конусы и шлейфы (материал – тоже коллювий) с поверхности осложнены хаотичным обломочным материалом и серповидными валами
Лавины опасное природное явление, требующее предупреждения и защиты
Лавинные конусы выноса
Оползневые склоны
Перемещение блоков горных пород вниз по склону. Структура блока может сохраняться, может нарушаться
На склонах 15° и более.
Как в твердых так и рыхлых породах
Распространение – в горах, на берегах морей, рек, водоемов
Размеры – от десятков метров до нескольких километров.
Скорость – от нескольких метров в год до катастрофически быстрых
Причины возникновения оползней
Гидрогеологическая обусловленность: накопление воды (играет роль смазки) в горизонте подстилающем оползневой блок – поверхность скольжения.
Образованию оползней благоприятствует подмыв берегов боковой эрозией (абразией), переувлажнение склонов дождевыми, талыми или хозяйственными водами, подрезание склонов антропогенной деятельностью, дополнительная нагрузка на склоны вблизи бровок
Элементы оползня
Оползневой цирк (1), имеющий в плане форму дуги, со стенкой оползневого срыва (2); собственно тело оползня или оползневой блок (3)
Признаки оползня – бугристая и ступенчатая поверхность, (псевдотеррасированный склон), «пьяный лес».
Единственный эффективный способ борьбы с оползнями – подпорные стенки.
Гравитационные склоны и отложения
Гравитационные склоны – обвальные, осыпные, лавинные и оползневые
Отложения гравитационных склонов – гравитационные (коллювиальные)
Оплывные склоны
Многочисленные мелкие оползни шириною несколько метров и глубиною 1-1,5 м
Развиваются на поверхности над плотными водоупорными глинами
Процесс медленный
Причина – избыточное увлажнение почвогрунтов
Рельеф микроступенчатый, в нижней части беспорядочно бугристый за счет наложения многочисленных оплывин, сползших до основания склона
Солифлюкционные склоны
Солифлюкция – течение почвогрунтов по мерзлотному грунту (soil –почва, fluct – течение).
Развивается на слабонаклонных поверхностях при переувлажнении грунтов до вязкотекучей консистенции
Быстрая солифлюкция
Возникает при сезоном таянии мерзлоты (сезонно-талый слой – до 1 м)
Мощность текущего слоя невелика – десятки см.
Происходит не фронтом, а языками
Образуются натечные солифлюкционные террасы (ширина и длина от метров до нескольких десятков метров)
Солифлюкционные террасы
Медленная солифлюкция
Фронтальное движение грунтов
Скорость миллиметры-сантиметры в год
Марь – заболоченные очень пологие склоны с медленным фронтальным движением грунтов
Делли – неглубокие плоскодонные линейно вытянутые безрусловые ложбины. Формируются во время дождей и таянии снега в результате эрозии, в остальное время заплывают посредством медленной солифлюкции. Это переходная стадия транзита от фронтального движения грунта к линейному (русловому)
Десерпция и дефлюкция
Десерпция - движение грунта в сухом состоянии.
Дефлюкция – движение в увлажненном состоянии (вязкопластичная консистенция) песков, суглинков и глин
Десерпция + дефлюкция = крип («медленно ползти»)
Механизм десерпции: при нагревании обломки пород увеличиваются и поднимаются вверх по нормали к склону, при остывании оседают по линии гравитации. Аналогично при замерзании-оттаивании и набухании-усадке. Скорость от 1 см до 1,5 м в год.
В той или иной степени имеет место почти на всех склонах, доминирует на курумовых.
Курумы (тюрское - «камень»)
Курумы – крупнообломочная кора выветривания в холодном климате (особенно в горах). С поверхности только крупные глыбы (0,5-5 м) – зона только десерпции. Внутри мелкообломочный материал, мелкозем, лед – зона десерпционно-дефлюкционного перемещения отложений.
Движение материала курумов – крип.
На субгоризонтальных поверхностях – каменные моря
По склоновым ложбинам – каменные реки
На крутых склонах (20-40°) – курумовые склоны
Курумовый склон
Курумовые склоны ледникового цирка
Склоны плоскостного смыва
Это поверхности (2-10)°, по которым талые и дождевые воды стекают множеством тонких переплетающихся струек, не имеющих постоянных русел.
Задернованность препятствует появлению эрозионных борозд
Происходит смыв мелкоземистого материала (суглинки, супеси). Отложения плоскостного смыва – делювий. Склон с преобладанием плоскостного смыва – делювиальный
В основании делювиальных склонов накапливаются делювиальные шлейфы
При распахивании делювиального склона смывается до 5-20 т/га в год. Нарушение растительности приводит к быстрому развитию эрозионных форм – оврагов
Большинство склонов Приморского края - делювиальные
ФЛЮВИАЛЬНЫЕ ПРОЦЕССЫ и ФОРМЫ РЕЛЬЕФА
Общие положения
Лат. Fluvius – река, поток.
Флювиальные процессы – деятельность постоянных и временных водных потоков на поверхности суши.
Флювиальные процессы – одни из важнейших в формировании облика планеты. Флювиальные формы – рельеф созданный водными потоками
Составляющие флювиального процесса – перенос (транзит) материала, линейный (глубинный) и боковой размыв (эрозия), аккумуляция
Общие положения
Крупные флювиальные формы – отрицательные (речные долины, овраги, балки, промоины и пр.)
Аккумулятивные положительные формы меньше и всегда являются частью более крупных отрицательных форм рельефа (пойма, терраса, конуса выноса, прирусловые валы и пр.)
Деятельность потока зависит от его мощности, скорости воды, уклона, шероховатости русла
Главный фактор работоспособности потока – задаваемая уклоном скорость течения.
Эрозия
Наблюдается там, где не вся сила реки расходуется на перенос материала. Иначе идет аккумуляция, а не эрозия.
Эрозия преобладает в верхнем, отчасти среднем течении, в нижнем доминирует аккумуляция.
Два вида – глубинная и боковая. Обычно действую одновременно, но что-то преобладает
В узких долинах (каньоны, ущелья) преобладает глубинная эрозия. В широких долинах преобладает боковая эрозия
Регрессивная эрозия
Регрессивная («пятящаяся») эрозия – 1. удлинение эрозионной формы путем постепенного врезания верховьев (оврага, истока реки) в междуречья 2. Отступание водопада (механизм сходен с зарождением и ростом оврага)
Ущелье Еламовского водопада
Базис эрозии
Уровень к которому стремится река при своей деятельности (глубинной эрозии)
Абсолютный базис эрозии – уровень океана
Колебания уровня Мирового океана вызывает перестройку большей части впадающих долин
Местный базис эрозии – промежуточный уровень длительно сохраняющий гипсометрическую высоту и определяющий глубинную эрозию участка реки выше его
Местные базисы – озера, пороги (выходы устойчивых к денудации пород), устья боковых рек при впадении в крупную долину
Продольный профиль реки
График по абсолютным отметкам уреза воды в реке.
Река стремится выработать «идеальный» продольный профиль
Идеальный («выработанный») продольный профиль – пологовогнутая кривая с уменьшением уклонов к устью.
Регрессивная эрозия и выработка продольного профиля реки
Причины нарушения идеальности продольного профиля
1. тектонические движения (медленные и блоковые);
2. различия в литологической устойчивости подстилающих пород;
3. впадение крупных притоков (резкое увеличение речного стока);
4. Палеогеографические особенности (ледники)
Наиболее близок продольный профиль к идеальному на равнинах, в горах продольный профиль – невыработанный
При невыработанном продольном профиле преобладает глубинная эрозия, При выработанном – боковая эрозия и аккумуляция
Транзитная деятельность водотоков (перенос материала)
Способы:
Волочение по дну (одновременно корразия – обтачивание дна)
Движение во взвешенном состоянии (песчано-глинистая фракция)
Движение в растворенном виде
Движение в турбулентном потоке
Перемещение с плавающими льдами
Транзитная деятельность водотоков (перенос материала)
Горные реки переносят больше материала (твердый сток)
Реки вытекающие из озер (Нева, Ангара, Ниагара) – несут мало материала
Твердый сток рек суши – 10 млрд.т. В год. Максимум дает Ганг – 12% мирового твердого стока
Сели
|
