Экзогенные процессы (выветривание, деятельность поверхностных вод, льда, озер, болот, подземных вод).

На Земле все процессы взаимосвязаны. На поверхности и в недрах непрерывно происходят разнообразные процессы, под воздействием которых формируется и постоянно изменяется земная кора. Испарение сменяется осадками; разрушение горных пород - образованием новых, извержение веществ из недр – погружением горных пород на глубину.

В сущности Земля ни когда не останется такой, какой она была в предыдущий момент.

На изменение земной коры влияет много факторов – от положения Земли в космосе до геологической деятельности человека.

Процессы, изменяющие состав и строение земной коры называются – геологическими. В зависимости от источника энергии геологические процессы делятся на эндогенные (внутренние) и экзогенные ( внешние).

Экзогенные геологические процесс

Развиваются на поверхности и в самых близких к поверхности частях земной коры.

Источники энергии – солнечное тепло, сила тяжести, энергия приливов и отливов, жизнедеятельность организмов.

Экзогенные процессы – это процессы взаимодействия с атмосферой, гидросферой и биосферой, т.е внешними оболочками Земли.

Действуя на горные породы суши экзогенные процессы разрушают их. Если бы на Земле протекали только процессы разрушения, то континенты были бы выровнены до уровня океана за 10 мил. лет. ( 9 см. в тысячелетие).

Экзогенные процессы протекаю с малой скоростью в течении миллионов лет, лишь иногда быстро – оползни, обвалы.

К экзогенным процессам относятся – выветривание, деятельность ветра, воды, льда и др.

Общая направленность экзогенных процессов – разрушение, сглаживание поверхности суши, заполнение впадин, выравнивание океанического дна.

Разрушение суши и удаление продуктов разрушения называется денудацией. Эрозия

Накопление рыхлых продуктов в результате разрушения горных пород называют – аккумуляцией. От 1 мм до 6 мм в тысячу лет. Кроме рыхлых обломочных пород в морях и океанах происходит накопление химических осадков, т. е процесс седиментации.

В результате экзогенных процессов формируются месторождения торфа, углей, солей, стройматериалов, россыпей.

Выветривание

Выветривание – процесс физического разрушения и химического разложения горных пород под воздействием солнечного тепла, воды, атмосферных газов, органических веществ выделяемых растениями и организмами

Термин «Выветривание» не связан со словом «ветер». Он происходит от немецкого Wetter – погода.Выделяют два типа выветривания – физическое и химическое. Физическое выветривание

Механическое разрушение горных пород без изменения химического состава. Основные причины – колебание температуры и действие трещинных вод. Наиболее интенсивно проявляется в пустынях, горных областях, областях со слабым почвенным и растительным покровом.

Горные породы, нагреваясь, увеличиваются в объеме, а охлаждаясь – уменьшаются. Многократное повторение этих процессов приводит к образованию трещин и дроблению пород. Тёмные породы нагреваются сильнее, поэтому пёстроокрашенные гп разрушаются быстрее

Полиминеральные породы содержат различные минералы с различными коэффициентами расширения

Мономинеральные породы могут разрушаться за счёт того, что зёрна по разному ориентированы, толкают друг друга за счёт разного расширения

Процессу физического выветривания помогает проникновение корней растений и пленочная вода между зёрнами породы. Они имеют особые свойства – повышенную упругость, не подвержены силе гравитации, углубляют зону выветривания до 10 – 15 метров

В пустынях сжатие гп вызванное ночным охлаждением встречается с остаточным расширением их от дневного нагревания, в результате появляются трещины параллельные поверхности выхода, по ним отделяются пластины или чешуи. Порода как бы шелушиться. Отслаивание от глыб верхних частей в виде чешуй называется десквамацией.

На ровных участках каменистых пустынь, плоскогорий в результате выветривания образуется крупнообломочный щебень мощностью 20 – 50 метров. Этот слой препятствует разрушению нижних слоёв.

В районах с умеренным климатом физическое выветривание идёт медленно.

В полярных областях физическое выветривание проявляется в форме морозного выветривания. Оно происходит за счёт превращения воды в трещинах в лед, которая замерзая, увеличивается в объёме на 10 процентов. Она оказывает на стенки трещин огромное давление. Глубина морского выветривания 2 – 3 метра.

Под действием силы тяжести со склонов гор обломки гп скатываются вниз, образуя конусы, шлейфы на склонах и у подножия. Такие продукты выветривания называются коллювием (осыпь). [Горбачев 121, 124]

Внезапное обрушение гп называется обвалом. Причиной обвалов могут быть землетрясения, лавины, ураган, ливень.

Химическое выветривание

Это процесс разрушения минералов и гп с изменением химического состава

Главные факторы химического выветривания – дождевые и талые воды, органические вещества.

Воду принято считать малоактивным веществом, но в природе химические процессы продолжаются тысячелетиями и вода становиться мощным химическим реагентом

В отсутствии воды остальные факторы химического выветривания либо совсем инертны, либо их действие очень ослаблено. Смоченное железо легко и быстро ржавеет. Кислород и углекислый газ, растворяясь в воде, придают ей активности.

Наиболее интенсивно химическое выветривание проявляется во влажном тропическом климате (до полного разложения первичных продуктов)

В сухом климате, где воды мало, и в очень холодном, где вода большую часть года находиться в твёрдом состоянии, химическое выветривание очень слабо, на первом плане здесь физическое выветривание

Основными химическими реакциями при выветривании являются:

Растворение – обусловлено частичной диссоциации воды на ионы Н и ОН. Степень диссоциации увеличивается с повышением температуры

Кислые воды (рН=0-6) способны растворять соединения Ca, Mg, Na, Fe

Щелочные растворы (рН=8-14) разлагают труднорастворимые соединения

Растворение и вынос легкорастворимых химических соединений (галоидов, сульфатов, карбонатов) над выщелачиванием. Образуются каверны, пустоты

Окисление (присоединение кислорода). В процессе окисления чаще всего изменяются рудные минералы

Пирит – лимонит

Халькопирит – малахит

Галенит – церрусит

На местах выхода руд образуются зоны окисления, «железные шляпы»

Гидратация (водонасыщение) Кристаллическая решётка минерала, присоединяя воду, перестраивается. Объём минералов, гп может значительно увеличиться. Например, ангидрит СаSO присоединяя воду, переходит в гипс и увеличивается в объёме на 33 процента

2FeO + 3HO = 2FeO 3HO

гематит            лимонит

Гидролиз – состоит в том, что гидроксил – ион (ОН) отнимает у минералов ионы металлов, на место которых становиться ион Н

Особенно активно этот процесс идёт в кислой среде. Если в воде много карбонатов, ионов K, Na, Ca – мешают

Реакции гидролиза особенно важную роль играют в разложении силикатов, а именно силикатами сложено большинство гп, поэтому этот процесс широко развит в природе

Характерный пример гидролиза – каолинизация полевых шпатов. Полевые шпаты разлагаются с образованием каолинита, халцедона и солей K, Na, Ca

Полевой шпат + HO – каолинит + халцедон

Подводное химическое выветривание называется гальмиролизом. В результате образуется красноцветные глины за счёт гидроокисла железа

Биологическое выветривание является составной частью химического выветривания. Организмы выделяют кислоты при жизнедеятельности или кислоты образуются после их разложения. Очень большое значение микроорганизмы играют при разложении полевых шпатов. Без них этот процесс протекал бы намного медленнее

Кора выветривания

Конечные продукты выветривания, которые остаются на месте своего образования называется элювием (элювий)

Элювиальный покров, накапливающийся длительное время и имеющий большое распространение, называется корой выветривания. Кора выветривания часто имеет вертикальную зональность, в верхней её части наиболее изменённые минералы, ниже постепенно переходящие в коренные, материнские породы

Мощные коры выветривания образуются в условиях жаркого влажного климата. В умеренных широтах дольше, процессы денудации успевают выносить продукты разрушения раньше, чем они полностью химически разложатся

В зависимости от минерального состава пород выделяют несколько типов выветривания:

Каолиновая кора – развивается над массивами гранитов. Светлоокрашенные глины (керамическая порода)

Латеритная кора – над массивами щёлочных и основных магматических пород. Сложена гидроокислами Fe и Al, имеет кирпично-красный цвет. В том случае, когда латериты обогащены окислами алюминия, их называют бокситами

Нонтронитовая – над массивами железистых основных пород

Почвообразование и типы почв

Почвой называют верхнюю часть коры выветривания, обладающей плодородием.

Изучением почв занимается наука почвоведение, которая сформировалась на стыке наук – геологии, биологии, агрономии. Основателем её был выдающийся русский учёный В.Докучаев

Почвы состоят из минеральных частиц кварца, полевого шпата, слюд, гумуса (продуктов распада органических тканей), органических кислот

Почвы образуются на любых горных породах. Сначала на камнях поселяются мхи, лишайники, бактерии. Разрушение верхней части пород. Затем вырастает трава, кустарники. Постепенно почва переходит на глубине в материнские (коренные) породы

Выделяют около 30 типов почв

Почвы тундры и лесотундры около 8 процентов территории СССР. Короткое лето – остатки растений органики не успевают полностью разложиться. Мощность 30 метров

Лесные почвы (умеренно – влажный климат) – подзолистые. Содержат небольшое количество гумуса в верхней части. Серого цвета

Почвы луговой степи (чёрноземы) около 9 процентов территории СССР. Очень плодородны, чёрного цвета. Гумуса 20 процентов

Почвы сухих степей и пустынь (каштановые). Содержат гумуса 5 процентов. Испарение преобладает над смачиванием

Солончаковые обогащены солями (в пустынях)

Почвы субтропической зоны – красноземы, латериты