Геологическая деятельность озер и болот

Озера. Общая площадь, занимаемая озерами, примерно рав­на 2, 7 млн. км², что составляет 1, 8% площади всей суши.

Геологическая деятельность озер, так же как морей и океанов, сводится к разрушению, переносу и созиданию, но только масштабы их деятельности во много раз меньше, чем морей и океанов.

В озерах также наблюдаются ветровые, приливные и отливные волны и течения. Существенную роль в их разруши­тельной и транспортирующей деятельности играют ветровые волны. Как и моря, озера производят абразионную работу у береговых уступов. Интенсивность этой работы зависит от состава горных пород, слагающих берега. Например, северо-западная часть побережья Онежского озера, сложенная древнейшими кристал­лическими породами, разрушается медленнее, чем южная и юго-восточная, сложенные песчаниками и глинами девонского возра­ста.

Созидательная деятельность озер в основном зависит от их водного режима, минерализации воды, размера бассейна, осо­бенностей рельефа и климата. Этими факторами определяется соотношение механических, химических и органических осадков в озерах. Механические осадки могут быть представлены галь­ками, гравием, песком и илами. Формируются они как из облом­ков, образующихся в процессе абразионной деятельности озер, гак и из приносимого реками обломочного материала. Горные реки несут в озера гравийно-галечный материал, равнинные – песчано-илистый. Приносимый материал сгружается главным образом в устьях рек и образует дельты. Разрастающиеся дель­ты постепенно заполняют озерную впадину.

Наиболее быстро прекращают свое существование бессточные озера. Даже круп­нейшие из них заполняются осадками менее чем за 10...15 тыс. лет.

В сточных озерах осадки накапливаются по-разному. В не­глубоких озерах остается грубый материал. Илистый материал выносят вытекающие из них реки.

Болота. Представляют собой избыточно увлажненные уча­стки, занятые специфическими растениями или растительными остатками в виде торфа и сапропеля.

Различают:

- водораздель­ные (верховые) болота;

Верховые болота обычно развиты на широких водных водоразделах. На таких участках остатки болотных растений образуют торфяные накопления с высокой калорийностью и малой зольностью.

- низинные (долинные) болота.

До­линные болота питаются не только атмосферными осадками, но и речными и грунтовыми водами, содержащими значительное количество минеральных веществ. Формирующиеся в этих усло­виях торфяники обладают большой зольностью и меньшей кало­рийностью.

В процессе длительного геологического развития как верховые, так и низинные болота становятся местами накопле­ния торфа, преобразующегося затем в различные по составу угли.

• Геологическая деятельность льда и ледников

Непременное условие накопления большого количества снега в полярных областях или высоко в горах – обилие атмосферных осадков, выпадающих при температуре ниже 0°С. Поэтому снег на земной поверхности может накапливаться только при отри­цательных среднегодовых температурах, выше так называемой снеговой линии. Снеговой линией называют некоторую полосу, в пределах которой среднегодовое количество твердых осадков равно их убыли.

Высота этой линии зависит от широты и высо­ты местности над уровнем моря, количества выпадающих осад­ков, экспозиции склонов горного хребта и других факторов.

Однако снег накапливается выше снеговой линии не повсе­местно. Легко сдуваемый ветром с одних участков, он собирает­ся на других, в частности на подветренных склонах в циркообразных углублениях. В таких углублениях объем снега может достигать многих сотен тысяч кубических метров. В результате потери равновесия огромные массы скопившегося снега переме­щаются вниз по склону в виде снежных лавин. Лавины обла­дают чрезвычайно большой скоростью и развивают мощное воз­душное движение – вихрь, который сталкивает со склонов все продукты выветривания и даже обломки скал.

При благоприятных формах рельефа массы снега, накапли­вающиеся в течение многих тысяч лет выше снеговой линии, не скатываются, а подвергаются дальнейшей переработке и пре­вращаются вначале в зернистый лед – фирн, затем по мере увеличения давления в голубой прозрачный глетчерный лед. При преобразовании снега в фирн, а затем фирна в глетчерный лед резко изменяются физические свойства твердой воды.

Характерная особенность льда – пластичность. Степень его пластичности возрастает по мере понижения температуры и уве­личения давления. Лед, находящийся в нижней части ледника, обладает наибольшей пластичностью и может как бы выползать из-под вышележащей толщи. Выползающий из-под фирнового покрова глетчерный лед течет, подобно пластическому веществу, независимо от рельефа местности. Скорость движения ледников может быть различной: от нескольких десятков сантиметров до 20 м в сутки.

Ледники выполняют большую разрушительную, транспорти­рующую и созидательную работу. Двигаясь по земной поверх­ности, они дробят, крошат встречающиеся на пути обломки скал, истирают, бороздят и полируют поверхности горных пород, вы­пахивают рыхлые отложения.

Комплекс рыхлообломочного материала, отложенного ледником, называют мореной. Морены не имеют слоистости, содержат глины и суглинки с вклю­чением крупных обломков. Мощность моренных отложений современных горных ледников невелика.

В результате таяния льда под ледниковым по­кровом появляются желобообразные углубления, по которым и устремляются водные потоки, размывая морену. Весь размытый материал выносится за пре­делы ледника. Вначале (вблизи границ ледника) откладывается грубо- и крупнообломочный материал, далее – мелкий песча­ный, затем – глинистый, образующий осадки, аналогичные современным речным отложениям. Так перед ледником возни­кают отложения ледниковых водных потоков, называющиеся флювио-гляциальными. Отличить междуморенные отложения от морен можно по хорошей сортировке материала и наличию косой слоистости.

Гидрогеологические свойства горных пород. Важнейшими гидрогеологическими свойствами горных пород являются их во­допроницаемость и влагоемкость.

Водопроницаемость – это спо­собность породы пропускать через себя гравитационную воду. Она определяется наличием пустот, то есть пористостью зернистых пород и скважистостью массивных.

Влагоемкость – это способность горных пород вмещать и удерживать определенное количество воды при данной темпера­туре и давлении.

Различают максимальную и молекулярную влагоемкость. Максимальная влагоемкость определяется коли­чеством воды, содержащейся в породе при условии полного за­полнения ею пор, молекулярная – количеством воды, которое удерживается в породе силами молекулярного сцепления. Раз­ность между полной и молекулярной влагоемкостью называют водоотдачей породы.

Основные формы и типы рельефа

- положительные формы – возвышающиеся над прилегающей местностью участки земной поверхности (холм);

- отрицательные формы – пониженные относительно прилегающей местности участки земной поверхности (котловина);

- замкнутые формы – ограничены со всех сторон склонами;

- незамкнутые формы – лишены склонов с одной или нескольких сторон.

Примеры: гора – положительная, замкнутая форма.

карстовая воронка – отрицательная, замкнутая форма.

речная долина – отрицательная, незамкнутая форма.

♦ По происхождению формы рельефа делятся на:

- тектонические формы, которые возникают в процессе движения земной коры (горные хребты, равнины, океанические впадины); они крупные по размерам и образуют основной рельеф и лик Земли;

- эрозионные формы, которые связаны с разрушительной работой текущих вод (речные долины, овраги, ущелья);

- аккумулятивные формы – это следствие накопления продуктов разрушения горных пород (барханы, дюны).

Тип рельефа – определенное сочетание форм закономерно повторяющихся на обширных территориях и имеющих сходное происхождение, геологическое строение и историю развития.

Различают равнинный, холмистый и горный.

Равнинный рельеф имеют обширные участки суши.

◦ В зависимости от положения над уровнем моря равнины подразделяют:

- отрицательные (ниже уровня моря);

- низменные (не более 200 м над уровнем моря);

- возвышенные (200-500 м над уровнем моря);

- нагорные (более 500 м).

◦ По степени расчленения равнины различают:

- слаборасчлененные (с колебаниями высот до 10 м на протяжении 2 км);

- мелкорасчлененные (с колебаниями высот 5-200 м на протяжении 2 км);

- груборасчлененные (с колебаниями высот 20-200 м на протяжении 2 км).

Холмистый рельеф –это поверхность Земли, состоящая из сочетания часто чередующихся возвышенностей (холмы с относительными высотами не более 200 м) и понижением участков (ложбин и котловин).

Горный рельеф – чередование крутых поднятий (горы, хребты) и понижений (долины, впадины). Он может быть:

- тектоническим – образуется в результате движений земной коры;

- вулканический – возникает в результате извержения вулканов;

- эрозионный – формируется в результате глубокого эрозионного расчленения земной коры с горизонтально залегающими слоями горных пород, поднятых на большую высоту над базисом эрозии.

Антропогенный рельеф – образуется в результате добычи угля и т.д.

При полном насыщении почвы водой ее передвижение под влиянием силы тяжести происходит по закону Дарси:

V = KI, см/с

где V – скорость фильтрации;

K – коэффициент фильтрации;

I – градиент напора.

I = (h+a)/a – величина, определяющая слой воды на поверхности почвы h, см, который проходит через слой почвы a, см.

Количество воды, проходящей через площадь F, см²:

Q = VF = KIF, см³/с.