Выветривание и его роль в рельефообразовании

Министерство  образования и науки Российской Федерации

ГОУ ВПО Тюменский  государственный университет.

ИМЕНИТ

Кафедра физической географии и экологии

 

  

 

 

 

 

 

 

 

Выветривание  и его роль в рельефообразовании

(Реферат  по геоморфологии)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                              Выполнил:

Студент 25 ЭиП 126а группы Никогосян А. Д.

 

 

Проверил:

Доцент, Тюлькова Л. А.

 

 

 

 

 

Тюмень 2013

 

 

Содержание

 

 

Введение ......................................................................................................................................  3

Глава I      Выветривание ...................................................................................................... 4

1. Понятие выветривания ...................................................................................4
2. Физическое выветривание ........................................................................... 5
3. Химическое выветривание ........................................................................... 6
4. Биологическое выветривание .................................................................... 7
5. Объекты выветривания ................................................................................. 8
6. Коры выветривания ..........................................................................................9

Глава  II   Процесс выветривания ...................................................................................10

        2.1      Влияние различных факторов на скорость выветривания......10

        2.2      Стадии выветривания ....................................................................................11

        2.3      Роль выветривание в рельефообразовании .....................................12

Заключение................................................................................................................................15

Литература.................................................................................................................................16

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

 

В процессе формирования облика земной поверхности  играют большую роль  многие процессы. Они бывают разными и делятся по масштабам и типу воздействия на рельеф. Эндогенные процессы, вызванные внутренними силами Земли, воздействуют более масштабно и являются преобладающей силой в формировании морфоструктур (крупные формы рельефа). Экзогенные процессы, вызванные внешними силами, преобладают при формировании морфоскульптур (мелкие формы рельефа), но любая неровность на поверхности Земли, будь то горная система или холм, непременно является взаимодействием эндогенных и экзогенных процессов. Поэтому выветривание, являющееся экзогенным процессом, играет важную роль в рельефообразовании.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

-3-

Глава I Выветривание

1.1 Понятие выветривания

    

Каждый рельефообразующий  процесс—это прежде всего процесс  динамики вещества, слагающего литосферу  Земли. Но в отличие от эндогенных факторов способных перемещать целые  блоки земной коры, экзогенные факторы  осуществляют этот процесс при непременном  условии дезинтеграции горных пород.  Поэтому, по существу, начальным этапом любого экзогенного процесса является подготовка горной породы к дезинтеграции, измельчению. Совокупность процессов, осуществляющих дезинтеграцию горных пород, называют выветриванием. (Оллиер, 1987.)

 

     Прочно укоренившийся в геологии  термин “выветривание” нельзя назвать удачным. Он не отражает всю сложность природных процессов, которые сейчас включаются в это понятие. Выветривание нельзя отождествлять с деятельностью ветра. Под выветриванием понимают процессы разрушения горных пород при колебаниях температур, под действием воды, кислорода,  углекислого газа, а также в результате деятельности живых организмов. (Cтарков, Тюлькова, 2004)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

-4-

1.2 Физическое выветривание

При физическом выветривании решающая роль принадлежит  факторам, вызывающим механическое движение частиц породы. Наиболее распространенный тип физического выветривания - температурное расширение и сжатие. При многократных колебаниях температуры минеральные зерна породы попеременно испытывают расширение и сжатие в течение длительного времени. В результате этого происходит образование микротрещин и в конечном счете порода рассыпается на отдельные куски. (Рис. 1)

При температурном  выветривании главное значение имеют суточные колебания температуры. Сезонные колебания играют здесь

второстепенную роль. Температурное выветривание происходит во

всех климатических  зонах, но наиболее сильно оно проявляется  в

пустынях. В  условиях сильной инсоляции (солнечного освещения) и резко пониженной влажности горные породы днем нагреваются до

температуры 70-80°С, а ночью охлаждаются до -10°С.

Важным видом  физического выветривания является морозное. В этом случае главным разрушителем выступает вода. Попадая

в трещины  и поры горных пород, она замерзает  и увеличивается в

объеме до 10-11%. При этом вода производит огромное давление на

стенки трещин. Вследствие этого породы раскалываются на отдельные обломки. Наиболее интенсивно этот вид выветривания протекает в высоких широтах и в горных районах, где наблюдаются частые

колебания температуры  около точки замерзания воды. Здесь встречаются огромные площади, покрытые каменными развалами (курумами). (Cтарков, Тюлькова, 2004)       

                                                                                                                                

1.3 Химическое выветривание

 

Разрушению горных пород  под влиянием физического выветривания всегда в той или иной степени  сопутствует химическое выветривание, а в ряде случаев последнее  играет решающую роль. Это отражает тесную взаимосвязь различных форм единого процесса выветривания. Физическая дезинтеграция резко увеличивает реакционную поверхность выветривающихся пород. Главными факторами химического выветривания являются вода, кислород, углекислота и органические кислоты, под влиянием которых существенно изменяются структура и состав минералов и образуются новые минералы, соответствующие определенным физико-химическим условиям. Важнейший фактор химического выветривания — вода, которая в той или иной степени диссоциирована на положительно заряженные водородные ионы (Н⁺) и отрицательно заряженные гидроксильные ионы (ОН^-). Это определяет ее возможность вступать в реакцию с кристаллическим веществом. Высокая концентрация водородных ионов в растворах способствует ускорению процессов выветривания.

Особенно возрастает интенсивность  химического выветривания, когда  в водном растворе присутствуют кислород, углекислота и органические кислоты, которые обладают большой активностью  и во много раз повышают диссоциацию  воды. В зависимости от реакции среды в процессе выветривания возникают те или иные характерные ассоциации минералов. Наиболее благоприятные условия для химического выветривания существуют в гумидных областях и особенно в тропических и субтропических зонах, где имеет место сочетание большой влажности, высокой температуры, пышной растительности и огромного ежегодного отпада органической массы (в тропических лесах), в результате чего значительно возрастает концентрация углекислоты и органических кислот, а следовательно, возрастает и концентрация водородных ионов. Химическое воздействие на горные породы оказывают находящиеся в воде растворенные ионы, такие, как НСО₃^—. SO^-4, С1^-, Са⁺, Mg⁺, Na⁺, К⁺. Эти ионы также могут замещать. заряженные атомы в кристаллах или взаимодействовать с ними,. что может приводить к нарушению первичной кристаллической структуры минералов. Процессы, протекающие при химическом выветривании, заключаются в следующих основных химических реакциях: окислении, гидратации, растворении, гидролизе. (Якушова, Хаин, Славин, 1988 )

 

 

 

 

-6-

 

1.4 Биологическое выветривание

 

Биологическое выветривание — это разрушение и  разложение горных пород при участии  растительных и животных организмов. Особенно значительную роль при этом играют различные растения и бактерии.

Биологическое выветривание совершается химическим и механическим путем. Известно, что растения вырабатывают различные кислоты, способные разлагать даже такие труднорастворимые минералы, как силикаты и алюмосиликаты. Кроме того, древесные и кустарниковые растения, поселяясь на каменных горных породах, размещают корневую систему и в трещинах. По мере роста корневая система расклинивает трещины, увеличивая их размеры и количество. (Рис. 2)

Биологическое выветривание служит началом почвообразовательного  процесса. (географический сайт geokugut.ucoz.ru)

 

 

                

   Рис.  2 Разрушение корневой системой горных пород. (geokugut.ucoz.ru)

 

 

 

 

 

 

-7-

1.5 Объекты выветривания

 

Если глыбы  горных пород попадают, например, в  реку, то там они медленно стачиваются  и измельчаются под воздействием течения. Селевые потоки, ветер, сила тяжести, землетрясения, извержения вулканов так же содействуют физическому выветриванию горных пород. Механическое измельчение горных пород приводит к пропусканию и задерживанию породой воды и воздуха, а также значительному увеличению площади поверхности, что создает благоприятные условия для химического выветривания.

Вертикальные  трещины, почва и коллювий, аллювий, осыпь, коризонтальные трещины являются обьектами выветривания. (Рис. 3)

Рис.3 Объекты выветривания (geokugut.ucoz.ru)

 

-8-

1.6 Коры выветривания

Сохранившуюся от древних эпох совокупность остаточных {несмещенных) продуктов выветривания (элювия)

называют  корой выветривания. Существует несколько  классификаций кор выветривания. Большинство авторов выделяют следующие

типы кор: 1) обломочная, состоящая из химически  неизмененных

или слабо  измененных обломков исходной породы; 2) гидрослюдистая кора, характеризующаяся  слабыми химическими изменения-

ми коренной породы, но уже содержащая глинистые минералы —

гидрослюды, образующиеся за счет изменения полевых  шпатов и

слюд; 3) монтмориллонитовая кора, отличающаяся глубокими химическими изменениями первичных минералов; главный глинистый

минерал в  ней монтмориллонит; 4) каолинитовая кора; 5) красно-

земная, 6) латеритная. Последние два типа коры представляют

собой результат  длительного и интенсивного выветривания с полным изменением первичного состава  исходных пород.

Каждый из выделенных типов кор выветривания формируется

в определенной природной обстановке, т.е. имеет  зональный характер. Обломочные коры преобладают в полярных и высокогорных областях, а также в каменистых пустынях низких широт.

Гидрослюдистые  коры характерны для холодных и умеренных  областей с вечной мерзлотой. Монтмориллонитовая кора образуется

в степных  и полупустынных областях, каолинитовая и краснозем-

ная наиболее характерны для субтропиков и, наконец, латеритная

кора формируется  при наиболее активном химическом выветри-

вании в условиях жаркого и влажного экваториального  климата.

Это "свойство" кор выветривания широко используется при палеогеографических реконструкциях. Характер кор выветривания

зависит также  от состава горных пород, на которых  они образуются, от возраста кор  выветривания и стадии их развития.

(Рычагов, 2006)

 

 

 

 

 

 

-9-

Глава II Процесс выветривание

2.1 Влияние различных факторов на скорость выветривания

 

Процесс выветривания может проходить с разной скоростью на территориях разных участков Земли, некоторые территории больше подвержены этому процессу, а некоторые меньше, это зависит от интенсивности воздействия различных факторов выветривания (химическое, физическое, биологическое).

С увеличением  количества трещин в земле, растительности, количества осадков, температуры ускоряется процесс выветривания. C уменьшением крутизны склона и устойчивости минералов к химическому выветриванию замедляется процесс выветривания.  Роющие животные процессом своей жизнедеятельности ускоряют выветривание. (Рис. 4)

Рис.4 Скорость выветривания. (geokugut.ucoz.ru)

 

 

 

-10-

2.2 Стадии выветривания

 

Б. Б. Полынов выделил четыре стадии выветривания, характеризующие  единый протекающий во времени непрерывный  процесс гипергенеза.

Первая  стадия  характеризуется преобладающей ролью физических факторов выветривания с образованием крупнообломочных и мелкозернистых продуктов механического распада массивных горных пород. В условиях сурового климата и активной денудации современное выветривание нередко ограничивается этой первой стадией.