Что такое выветривание?
Ещё в детстве, попав в северный Казахстан с его мелкосопочником, я была очарована встречающимися причудливыми формами скал. Как такое получилось? Выветривание — наиболее частая причина появления необычных, красивых рельефных образований.
Понятие выветривания и его виды
Выветривание — это разрушение горных пород под воздействием внешних природных факторов. Особенно легко поддаются выветриванию более мягкие горные породы — осадочные.
Факторы, воздействующие на породу, можно подразделить на следующие группы:
- физические;
- химические;
- биологические.
Физическое выветривание происходит прежде всего под воздействием таких факторов, как температура (особенно перепад температур) и влажность (циклы замерзания воды с расширением в трещинах при переходе в твердое состояние из жидкого и последующим таянием). Физическое выветривание приводит к растрескиванию породы и образованию обломков. Да и сам ветер влияет на породы и разрушает их, особенно в местностях, где он несет много твердых частиц. Этот процесс и дал название всему явлению.
Химическое выветривание возникает в результате реакций, которые происходят между веществами, составляющими горную породу, с химическими веществами, содержащимися в воздухе, осадках, протекающих водах и иных субстанциях, контактирующих с породой.
Биологическое разрушение пород обусловлено жизнедеятельностью микроорганизмов.
Значение выветривания
Данный процесс трансформирует горные породы, создает химические образования, изменяет размеры и очертания горных массивов, перемещает обломки пород и порой преобразует ландшафт до неузнаваемости. Из-за выветривания горы меняют высоту и географию склонов, что влияет на погоду и климат, со временем безжизненные породы могут образовывать почву, и на них появляются растения и животные, что ещё больше преображает изначально безжизненный массив.
Турция.
Процесс выветривания — это древний процесс, который влиял на горы, изменяя их с момента формирования и тем самым в значительной степени определяя рельеф и ландшафт планеты.
Еще из школьных лет помню, как трудно мне давались некоторые темы по географии. К их числу относится и вопрос о том, что такое выветривание, при ответе на который я получила плохую оценку. В силу своей любознательности я решила досконально изучить эту тему. Вот несколько фактов, которые я освоила, и которые показались мне интересными.
Основной принцип выветривания
Выветривание представляет собой постепенное разрушение горных пород из-за постоянного воздействия на них атмосферы. Происходит оно не только из-за непрекращающихся порывов ветра, но и из-за перепадов температур и попадания в трещины влаги (осадки или подземные воды). Из-за этого процесса горные породы постепенно превращаются в песок и щебень.
Виды выветривания
Различаются несколько видов выветривания, зависящих от рода воздействия на горные породы.
- Химические. Такие виды ведут к постепенному окислению горных пород и их растворению из-за воздействия на них воды и различных кислот.
- Физические. Они происходят под воздействием ветра и перепадов температур.
- Биологические. Данные выветривания возникают под воздействием корневых систем растений или из-за животных.
Каждый вид выветривания приводит к тому, что горные породы постепенно расщепляются и разрушаются. Именно так появляется песок, глина и другие сыпучие материалы.
Скорость выветривания
Выветривание происходит постоянно и непрерывно. Быстрее всего внешним воздействиям подвержены горные породы, которые состоят из большого количества минералов (например, вулканический пепел). А вот гранит гораздо медленнее подвергается выветриванию. Происходит это именно из-за его плотной структуры. Помимо этого, скорость и интенсивность данного процесса зависит от воздействующих факторов, их силы и скорости.
Самое интересное то, что даже самые твердые горные породы подвергаются выветриванию. Конечно, они разрушаются гораздо медленнее, но в конечном итоге могут полностью рассыпаться на мельчайшие частицы. Сам процесс происходит одинаково для всех пород.
Тут мне на ум приходит цитата из мультика «Мулан»: «Сколько бы не дул и не бился ветер, гора не склонится перед ним». Звучит красиво, но насколько это верно с точки зрения природы? А правда такова, что даже старые и величественные горы бессильны перед временем.
Выветривание и его виды
Несмотря на название «выветривание», речь здесь идет не только о разрушающей силе ветров. Это, скорее, совокупность из нескольких факторов. Это может быть воздействие рек, льдов или слишком яркое Солнце. Многие из нас видели фотографии американского штата Техас, где среди кактусов и песков располагаются гигантские горные арки, такая красота появилась благодаря механическому выветриванию. Скорость и эффективность выветривания может быть разной. Она зависит от нескольких факторов:
- уровень температуры на протяжении суток ;
- попадание воды в горные трещины;
- сила тяжести;
- наличие землетрясений.
Также различают разные виды этого явления. Если в разрушении гор виновны силы природы (ветер, течение вод, трение), то это называют механическим выветриванием. Гору растворяют различные соединения (воздух, углекислый газ) — химическое выветривание. Поверхность породы роют жучки, червячки, кабаны — биогенное.
Коры выветривания
Благодаря этому процессу возникают новые горные породы. Совокупность этих пород называют корой выветривания. Состав и характеристики таких вот образований бывают разными в зависимости от места их расположения. Если выветривание произошло в тропиках или странах Центральной Африки, то там образуется латеритная кора. Она довольно плотная и в основном состоит из гранита.
В тайге часто образуется глинистая кора выветривания. Ее можно охарактеризовать как раздробленную и маломощную.
На возвышенностях и в засушливых местностях преобладают обломочные коры выветривания (не наблюдается высокого изменения состава материнских пород).
Помимо климата на характер коры выветривания влияет также движение тектонических плит. Наиболее хорошие условия для их образования бывают в малоподвижных фрагментах земной поверхности.
6.1. Выветривание, его виды
Выветривание – это процесс разрушения и изменения состава пород вследствие колебаний температуры, замерзания и оттаивания воды, химического воздействия воды, растворенных в ней газов, кислот и щелочей, под действием ветра, растений и животных и др. Выветривание наиболее интенсивно протекает на поверхности земли, но распространяется и в глубину, особенно по зонам ослабления в породах – трещинам, разломам.
Различают выветривание физическое, химическое и биологическое или органическое. Физическое выветривание преобладает в условиях резко континентального или холодного климата и его значение состоит в раздроблении, дезинтеграции пород (см. обломочные ОГП). При химическом выветривании меняется минералогический состав пород. Активные реагенты при этом – вода, кислород, углекислота, органические кислоты. Наиболее общие процессы химического выветривания — растворение, гидратация, окисление, гидролиз; некоторые процессы называют по характеру образующихся при этом минералов: каолинизация, карбонизация, серпентинизация и др. Биологическое или органическое выветривание, связывая его с действием живых организмов; примеры биологического выветривания – действие корней растений, мхов и лишайников, животных — землероев, различных микроорганизмов.
В природе все виды выветривания протекают совместно, при определяющем влиянии того или другого, в зависимости от конкретных условий – климатических, геологических, гидрогеологических и др.
6.2. Кора выветривания и элювиальные отложения
В результате выветривания породы изменяются на некоторую глубину – обычно несколько метров, а в районах тропического климата до 100 метров. Эта зона сильно измененных пород вместе с почвой называется корой выветривания. Крупнообломочные и песчано-глинистые породы коры выветривания представляют собой элювиальные отложения или элювий. В общем случае кора выветривания имеет следующее строение (рис.6.1). Цифрами указаны:
1 – невыветрелая (материнская) порода; 2 – глыбовая зона, то есть выветрелая трещиноватая порода (вплоть до разборной скалы – рухляка); 3 – зона грубого дробления — крупнообломочный грунт (щебень, дресва с песчано-глинистым заполнителем); зона тонкого дробления: 4 – песок; 5 – глинистая порода; 6 – почва; 7 – уровень сноса пород (базис денудации а-а) или дно котлована; 8 – трещины выветривания; 9 – «острова» элювия среди разборной скалы.
Рис. 6.1. Кора выветривания:
1 – материнская порода; 2 – выветрилая скала; 3 – крупнообломочный грунт; 4 – песок; 5 – глинистая порода; 6 – почва; 7 – базис денудации;
8 – трещины выветривания; 9 – «острова» элювия среди скального грунта
Исходя из условий образования, элювиальные отложения представлены крупнообломочными, песчаными и глинистыми породами и характеризуются следующими свойствами:
— обломки имеют неокатанную, угловатую форму (щебень, дресва, хрящ); поверхность песчаных частиц шероховатая, что связано с отсутствием переноса материала;
— слоистость отсутствует, имеет место постепенный переход одной зоны в другую (рис.6.1);
— неоднородность механического состава;
— минералогический состав элювия связан с подстилающей материнской породой;
— наибольшее распространение и мощность элювия характерны для невысоких плоских водоразделов и отрицательных форм рельефа (понижений), где слабо проявляется денудация;
— нижняя граница элювия обычно неровная из-за разнообразия влияющих на выветривание факторов.
Возможность использования элювия в качестве основания сооружения зависит от мощности и вида грунта, его состава и состояния, а также от действующих нагрузок. Здания и сооружения с умеренными нагрузками успешно возводятся на элювиальных грунтах, особенно в районах широкого их распространения (Урал, Дальний восток). С другой стороны, для тяжелонагруженных особо ответственных сооружений (плотины, опоры мостов и др.) может потребоваться полное удаление выветрелых пород. Например, при возведении плотины Братской ГЭС снималось 1,5 метра верхней части слоя диабаза – основания плотины.
Особый характер имеет выветривание глинистых пород, происходящее в котлованах, откосах, подземных выработках. Увеличение влажности вызывает набухание породы с нарушением цементационных связей. Подсыхание приводит к усадке с появлением трещин. Аналогичные результаты может дать снятие части природной нагрузки (например, при отрывке котлована). Все такие изменения приводят к разупрочнению грунта и последующему разрушению. Это характерно и для таких полускальных пород, как аргиллиты, глинистые сланцы, мергели, опоки и др. Поэтому в строительных технологиях не допускаются длительные перерывы между разработкой котлована и бетонированием фундамента.
Выветривание – всеобщий процесс, действующий и на материалы искусственных сооружений, откосы выемок и насыпей и т.д. Защита от выветривания достигается нанесением на поверхности пород и материалов стойких покрытий или пропиткой их различными вяжущими.
Какие существуют виды выветривания география?
Несмотря на то, что сам процесс называется выветриванием, он мало связан именно с ветром. Гораздо большее значение для силы и интенсивности выветривания имеют совсем другие факторы. прежде всего это колебания температуры, как суточные, так и межсезонные. Если днем поверхность прогревается солнцем, то ночью начинается быстрое охлаждение, что особенно заметно в тропиках, с их ясным и чистым небом. Горные породы сперва расширяются от нагрева, потом сжимаются при охлаждении и камни их слагающие начинают трескаться и разрушаться. Этот процесс носит название физического выветривания и по скорости он самый интенсивный. Так разрушаются камни.
Есть еще и химическое выветривание, простейшим примером которого являются карстовые пещеры образованные водными потоками. При химическом выветривании одни минералы превращаются в другие и из горных пород начинают образовываться глины и пески, которые вымываются той же водой, образуя полости. При химическом выветривании важно и роль атмосферного кислорода. как сильнейшего окислителя.
Третий вид выветривания — биологическое. Это воздействие на горные породы органических веществ и живых существ, в том числе разрушительная работа корней растений.
Из каких видов состоит единый процесс выветривания?
Физическое, химическое и биологическое выветривание.
Выветривание — это разрушение и изменение горных пород на поверхности суши под влиянием условий природной среды.
Выветривание происходит благодаря воздействию на поверхность колебаний температуры, воды с растворенными в ней веществами и живых организмов. Работа ветра не имеет к выветриванию никакого отношения.
Главная причина физического выветривания — колебания температуры. Днем горные породы нагреваются и расширяются, ночью — остывают и сужаются. Из-за этого монолитные породы растрескиваются и распадаются на обломки. Так образуются россыпи из глыб, щебня и песка. Физическое выветривание характерно для районов с большими и резкими перепадами температур и сухим воздухом: пустынь, горных вершин, не покрытых снегом.
Химическое выветривание — это растворение, разложение одних минералов и образование вместо них других минералов и горных пород. Оно происходит под воздействием кислорода воздуха, воды и растворенных в ней веществ. Во влажном и жарком климате химическое выветривание происходит активнее, чем в холодном и сухом. Главный результат химического выветривания — образование глины из твердых и прочных пород: гранитов, базальтов, гнейсов и др.
Биологическое выветривание происходит под воздействием растительных и животных организмов. Корни деревьев, растущих на скалах, наподобие клиньев раздвигают трещины. Разрушению пород способствуют и животные, особенно роющие норы грызуны. Но главное воздействие живых организмов состоит в другом. Они поставляют в почву органические вещества, которые способствуют разложению минералов. Поэтому там, где произрастает пышная растительность, биологическое выветривание особенно активно.
Прочность у разных пород неодинакова. Одни разрушаются быстрее, другие — медленнее. Поэтому при выветривании пород с разной прочностью возникают причудливые формы рельефа: столбы, колонны, шары, ворота. [ссылка заблокирована по решению администрации проекта]