Главная страница Случайная страница КАТЕГОРИИ: АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника |
Выветривание как ландшафтообразующий процесс. Географические закономерности в процессах выветривания.Стр 1 из 4Следующая ⇒
Земная кора сложена на 95% из вулканических пород и на 5 % из осадочных и метаморфических пород. Горные породы, находящиеся в первичном, физически и химически неизмененном состоянии, занимают крайне ограниченные площади. На большей же части земной поверхности горные породы подвержены процессам воздействия экзогенных факторов (температурные колебания, осадки и пр.) и выветриваются с последующим формированием кор выветривания (образ-ся зона гипергенеза). Выветривание (гипергенез) это физическое разрушение и химическое изменение материала поверхности суши с образованием продуктов, находящихся в равновесии с господствующими физико-химическими условиями ландшафта. То есть выветриванием представляет собой реакцию горных пород, оказавшихся обнаженными на земной поверхности, на новые условия в зоне стыка литосферы с атмосферой, гидросферой, криосферой и биосферой. Выветривание в значительной степени зависит от климата и подчинено законам широтной зональности и высотной поясности. Различают два основных вида выветривания: физическое (механическое) и химическое. Физическое выветривание - процесс механического разрушения горных пород, в котором главную роль играют колебания температуры, замерзание воды в породе, рост кристаллов и участие организмов. Изменения температуры. Горная порода является плохим проводником тепла, поэтому в ее поверхностных слоях, попеременно нагреваемых и охлаждаемых, в результате неодинаковых линейных и объемных, изменений минералов или воды возникают внутренние напряжения: порода расслаивается и разрушается. Различные минералы обладают разными коэффициентами расширения. Существует два типа трещинноватости грунтов: термическая (при неравномерном нагревании породы) и морозная (при неравномерном ее охлаждении). Эксфолиация - процесс разлистовывания породы, идущий в направлении параллельном поверхности породы. Этому процессу подвержены в основном массивно-кристаллические породы, малотрещинноватые породы. Процессы перекристаллизации. Влияют на объемные изменения, связанные с ростом кристаллов и сопровождаются возникновением в породе значительного давления, разрушающего породу. Различают несколько видов действия этих процессов. Морозное дробление пород обусловлено увеличением воды при замерзании на 9%; в полостях породы образуются ледяные клинья и жилы, дробящие породу на крупные клинья. Солевое дробление: рост кристаллов соли из растворов по аналогии с ростом ледяных кристаллов также ведет к механическому разрушению породы. Солевое выветривание наблюдается преимущественно в пористых породах и сопровождается распадом породы на составляющие ее минералы. Процесс характерен для континентальных сухих областей и прибрежных районов. Химическая перестройка кристаллов – при гидратации, окислении происх. объемное изменение кристаллов, образование новых минералов и последующее разрушению породы. Гидратация - процесс присоединения молекул воды к минералу, в результате образуются новые минералы (гипс, лимонит), или происходит их изменение (гидратация глинистых фракций); дегидратация сопровождается уменьшением объема и возникновением просадочных трещин. Разбухание пород. Во влажных областях при обводнении пород происходит изменению их объема, что активизирует процессы механического выветривания. Участие растений. Корни растений при росте механическим давлением увеличивают размеры трещин и раздробляют породу. Химическое выветривание разрушает и изменяет минералогический состав горных пород. Главными агентами химического выветривания выступают вода, кислоты - органические и минеральные, щелочи и растворенные в воде соли и воздух. Основные процессы химического выветривания - гидролиз, растворение, катионный обмен, реакции окисления и восстановления. В результате этих процессов образуются глинистые минералы, гидроокислы металлов, карбонаты, легкорастворимые соли и пр. Глинистые минералы и нерастворимые окислы концентрируются в коре выветривания, растворимые щелочи и соли выносятся из профиля почв. Наиболее активным фактором химического выветривания является вода. Многочисленные минералы, включая полевые шпаты и карбонаты, представляют собой соли слабых кислот и сильных оснований и в водном растворе диссоциируют на катионы, гидроксильные ионы и другие соединения, и легко разлагаются под действием кислот. Напротив, растворимость двуокиси кремния (кремнезема), возрастает в щелочной среде и сопровождается образованием ионов водорода Н+ и анионов кремнекислоты H3Si04- и H2Si042-. Дождевая (снеговая) вода содержит около 0, 01% растворенных веществ, в основном Na+, Са2+, Сl-, S042- и имеет рН равный 5, 5. Углекислота атмосферы, растворяющаяся в воде, обеспечивает такой уровень кислотности осадков. В составе катионов большинства поверхностных и грунтовых вод преобладают ионы сильного основания Са2+, что поддерживает ее рН в пределах 6-8 единиц. Т.е. воды атмосферных осадков, поверхностные и фунтовые воды обладают определенной агрессивностью и либо растворяют минералы, содержащиеся в почвенно-грунтовой толще, либо вступают своим ионным составом в обменные реакции. В результате образуются новообразованные минералы. Обменные реакции между катионами вод и поглощающего комплекса (прежде всего Са2+ и Na) чаще всего являются обратимыми. К этой группе реакций относятся реакции окисления и гидролиз. Гидролиз и растворимость. При гидролизе ионы воды (Н+ и ОН-) становятся составной частью структурной решетки минералов. При полном растворении происходят реакции обмена - ионы водорода, адсорбированные поверхностью кристаллов, проникают внутрь решетки, высвобождая другие катионы (Са2+, Mg2+ и др.), которые сорбируются поверхностью. Создается гидролитическая кислотность. Некоторые продукты этих реакций в дальнейшем взаимодействуют друг с другом и образуют вторичные (глинные) минералы. Другие - сохраняются в виде окислов, гидроокислов и углекислоты и частично выносятся почвенно-грунтовыми водами из профиля. Катионный обмен. При этом катионы на поверхности минералов замещаются катионами из растворов. Эта реакция лучше идет в кислой среде, а результат зависит от состава участв-их компонентов. Окисление. Окислительные процессы играют важную роль в разрушении минералов, содержащих двухвалентное железо, таких как оливин и слюды. В итоге химического выветривания горных пород в зоне (коре) выветривания остаются в неизмененном виде лишь устойчивые минералы, например, кварц и его разновидности.
|