МИНИСТЕРСТВО
ОБРАЗОВАНИЯ И
НАУКИ РОССИЙСКОЙ
ФЕДЕРАЦИИ
МЕЖДУНАРОДНАЯ
АКАДЕМИЯ БИЗНЕСА
И
НОВЫХ ТЕХНОЛОГИЙ (МУБиНТ)
Кафедра государственного земельного кадастра
по дисциплине: ПОЧВОВЕДЕНИЕ И ИНЖЕНЕРНАЯ ГЕОЛОГИЯ
Тема: Геологические процессы на земле по источникам их зарождения
-
Выполнил:
студент группы 134ЗУ-11
__________ Кучерявая.Оксана. Дмитриевна.
(Ф.И.О., подпись студента)
«30» __марта ___ 2011г.
Руководитель:
____________________
(должность, ученая степень)
- Барцев
А.В.
______
(ФИО, подпись руководителя)
Ярославль 2011
| Задание на творческую работу |
Кафедра
государственного земельного
кадастра
Специальность
№ ___________ земельный
кадастр
(название специальности)
Дисциплина
почвоведение и инженерная
геология
Студенту
Кучерявой.О.Д
группы 134ЗУ-11
(ФИО)
-
1. Тема работы
- 2. Текстовые
материалы
Основная часть
1. Геологические процессы
2. Основные геологические процессы на земле.
3. Подразделение геологических процессов.
4. Прогнозирование.
5. Заключение.
Список использованных источников и литературы.
3.
Рекомендуемая литература
1.Теоретические
основы инженерной геологии. Геологические
основы/Под ред. акад. Сергеева.Е.М. – М.:
Недра, 1985, 332 с., ил.
2. Геологический
словарь, Т. 1. – М.: Недра,1978. –
С. 403.
3. www GeoRus.
Дата выдачи
задания _____22.02.2011
_____ Срок сдачи
работы___11.05.2011
____
Научный руководитель _________________ Зав. кафедрой ____________________
______________________________
______________________________ ______
(ФИО, подпись)
(ФИО, подпись)
Студент _______________________
(подпись)
Содержание
Введение 4
1.
Геологические процессы
5
2.Основные
геологические процессы на земле…………………………..……..6
3 . Подразделение геологических процессов на эндогенные и экзогенные.
104. Прогнозирование геологических катастроф . 12
5. Заключение…………………………………………………… …………….…13
Литература 14
ВВЕДЕНИЕ
Поверхность
Земли и ее недра непрерывно изменяются
под воздействием самых разнообразных
сил и факторов. Эти процессы изменения
протекают в подавляющем своем большинстве
крайне медленно с точки зрения человека,
незаметно не только непосредственно
для его глаза, но часто и незаметно для
многих сменяющих друг друга поколений
людей. Однако именно эти медленные процессы
в течение миллионов и миллиардов лет
истории Земли приводят к наиболее разительным
и крупным переменам в ее лике и внутреннем
строении. Они и составляют главное содержание
истории Земли.
Среди геологических процессов есть
и такие, которые проявляются очень бурно
и приводят к катастрофическим последствиям.
Сюда относятся мощные извержения вулканов,
разрушительные землетрясения, внезапные
горные обвалы и т. п. Но эти процессы проявляются
сравнительно редко, охватывают относительно
небольшие площади и играют в истории
Земли значительно меньшую роль.
Чтобы верно понять динамику Земли и
правильно истолковать закономерности
ее развития, требуется очень тонкое наблюдение
именно над медленно протекающими геологическими
процессами. Их изучение и составляет
основное содержание динамической геологии.
С
тех пор как поверхность Земли. ..
покрылась возвышенными областями,
составившими материки, и понижениями,
в которых скопились воды, создавшие
моря, геологические деятели... начали
свою работу над преобразованием этой
поверхности...
АКАДЕМИК В. А. ОБРУЧЕВ
...ведущими
в жизни Земли являются эндогенные
геологические процессы. Они закладывают
основные формы рельефа земной
поверхности, обусловливают проявление
экзогенных процессов и, главное,
определяют строение как земной коры,
так и всей Земли в целом.
АКАДЕМИК М. А. УСОВ
1.Геологические процессы.
Геологический
процесс представляет собой взаимодействие
некоторого набора физических полей, в
котором присутствуют более или
менее постоянные компоненты, не имеющие
постоянного характера, действующие в
некоторые периоды геологического времени.
Совокупность физических полей, при взаимодействии
которых достигается новый качественный
уровень (уровень геологического процесса),
в целях обсуждения методологических
аспектов следует рассматривать как поле
геологического процесса, обусловливающего
процесс геологического развития (геологическую
форму движения).
Геологический
процесс связан с другими процессами
(космическими, атмосферными, гидросферными,
биологическими) многоступенчатыми взаимодействиями,
часто не вполне выясненными с позиции
причинно-следственных зависимостей.
Спектр гармонических компонент, отражающих
периодический режим процессов небесной
механики, а также атмосферных, гидросферных
и биологических, наследуется геологическим
процессом и проявляется в его продукте.
Значение
геологических процессов, протекающих
в приповерхностной части геологической
среды, чрезвычайно велико. А.В.Сидоренко
оценил его с учетом деятельности
человека так: «Ныне внимание человечества
обращено на основание космоса. Одновременно
геологи планируют проникновение в глубокие
недра Земли для достижения так называемой
верхней мантии. Бесспорно, что познание
этого уровня земной коры будет иметь
огромное значение для понимания многих
геологических процессов, проходящих
в земной коре, и в первую очередь причин
тектонических движений ее – ведущих
процессов развития Земли. Однако нельзя
забывать и огромное значения тех геологических
процессов, которые протекают непосредственно
на поверхности и в приповерхностной части
Земли. Проблема изучения этих процессов,
особенно учитывая вмешательство в них
человека, имеет не меньше значение, чем
проблема основания космоса, околоземного
пространства или глубоких недр Земли».
Геологические
процессы в верхней части литосферы представляют
специфическую Фому движения материи
с двумя источниками энергии – внешним,
из космоса, от Солнца, и внутренним, из
недр Земли. Для эндо- и экзогенных геологических
процессов характерны неустановившиеся
режимы и унаследованность в развитии.
Для относительно кратких временных отрезков
и для практических целей и расчетов допустимо
принимать квазистационарный режим развития
процессов при соотвествующих их характеристик.
2. Основные геологические процессы на земле:
Магматизм
-
термин, объединяющий
эффузивные
(вулканизм
) и
интрузивные
(плутонизм
) процессы в развитии
складчатых и платформенных областей.
Под магматизмом понимают совокупность
всех геологических процессов, движущей
силой которых является
магма
и её производные.
Метаморфизм
(греч.
metamorphoomai - подвергаюсь
превращению, преображаюсь) - процесс
твердофазного минерального и структурного
изменения
горных
пород
под воздействием
температуры и давления в присутствии
флюида.
Текто?ника
(от
греч.
??????????, «строительный») -
раздел
геологии
, предметом изучения
которого является структура (строение)
твёрдой оболочки Земли -
земной коры
или (по мнению ряда
авторов) её
тектоносферы
(литосфера
+
астеносфера
), а также история движений,
изменяющих эту структуру. «Тектоника
в дизайне» - форма соответствует конструкции
(структуре), технологии изготовления,
материалу. Связь важнейших характеристик
промышленного изделия - его конструктивную
основу и форму во всех её сложных проявлениях
(пластике, пропорциях, повторах, характере
и т. д.)
Экзогенные
процессы
- геологические процессы,
происходящие на поверхности Земли и в
самых верхних частях земной коры (выветривание,
эрозия, деятельность ледников и др.); обусловлены
главным образом энергией солнечной радиации,
силой тяжести и жизнедеятельностью организмов.
Гипергенный
процесс
- предложенный в 20-годы ХХ в.
академиком
А. Е. Ферсман
термин «гипергенный»
для экзогенных образований, генетически
связанных с процессами
выветривания
, то есть сформировавшихся
в обстановке низких температур (+25° С)
и давлений (1 атм.) при активном участии
воды, насыщенной атмосферными газами,
прежде всего кислородом. К гипергенным,
естественно, были отнесены продукты процессов
корообразования и окисления месторождений
полезных ископаемых, а также почвенные
комплексы. Литогенные (осадочные) образования,
характеризующиеся большой спецификой
осаждения и диагенеза осадков, остались
представителями «негипергенного» экзогенеза.
Эро?зия
(от
лат.
erosio - разъедание) -
разрушение
горных
пород
и
почв
поверхностными водными потоками и ветром,
включающее в себя отрыв и вынос обломков
материала и сопровождающееся их отложением.
Тектонические
дислокации
(от позднелат. слова dislocatio -
смещение, перемещение) - это нарушение
залегания
горных
пород
под действием
тектонических процессов
. Тектонические дислокации
связаны с изменением распределения вещества
в
гравитационном
поле
Земли
.
Они могут происходить как в осадочной
оболочке, так и в более глубоких слоях
земной коры
.
Диапир
(от
греч.
diapeiro - протыкаю, пронзаю) -
куполо- или валообразные
антиклинальные
складки с интенсивно
смятым ядром, которое может срезать крылья
складки. Диапировые складки и купола
обыкновенно возникают за счёт выдавливания
из нижних горизонтов высокопластичных
пород -
солей
,
глин
. При неравномерном
распределении давления пластический
материал нагнетается из одних участков
в другие, образуя характерные «раздувы» -
ядра нагнетания. В других случаях этот
материал полностью прорывает толщу вышележащих
пород и формирует ядра протыкания, которые,
вместе со вмещающими их и созданными
ими антиклиналями создают обширное семейство
разнообразных диапировых складок.
Соляная тектоника
Соляной диапир (светло-серого цвета) в эродированном ядре антиклинальной складки,.Классический пример соляной тектоники - соляные купола (белые в центре) и поля (слева вверху) в Zagros Mountains
«Соляной глетчер » в загросском (Zagros Mountains) диапировом куполе. Частое явление течения вязкопластичных солей, обычно - галита , при солевой тектонике.
Соляные купола на острове Меллвила, север Канады .
Это распространённая специфическая форма проявления складчатых дислокаций осадочного слоя земной коры . Она обусловлена особыми реологическими свойствами соляных толщ (их относительно низкой плотностью , но - высокой, особенно в условиях больших давлений, пластичностью ).
Сёрдж
(англ.
surge- всплеск, син. -
подви?жка ледника) - резкое увеличение
скорости движения (до 300 м в сутки)
ледников
.
Сёрдж является регулярным явлением, представляющим
собой одну из стадий пульсаций (быстрых
периодических колебаний) ледников различных
морфогенетических
типов
, преимущественно горно- долинных.
Современные сёрджи и вызванные ими
стихийные бедствия
известны во всех районах
современного
оледенения
, включая
Антарктиду
и
Гренландию
.
Катастрофические
гляциальные суперпаводки
(селевые
потоки
), часто
возникающие при прорывах образовавшихся
в результате ледниковых сёрджей подпрудных
озёр, неоднократно приводили и приводят
к гибели большого количества людей и
другим трагическим последствиям, а также
сильно изменяют
рельеф
и строение
земной поверхности
.
Скэ?бленд
(скейбленд, скэйбленд) - это территория
ледниковой и приледниковой зон, подвергающиеся
или подвергавшиеся ранее многократному
воздействию катастрофических суперпаводков
(дилювиа?льных потоков, потопов, фладстри?мов,
мегафла?дов) из
ледниково-подпрудных
озер
, оставивших
оригинальные эрозионные, эворзионные
и аккумулятивные (дилювий
) образования, по которым
возможно реконструировать историю скэбленда
и дать
прогноз
. Скэбленд - это площадь,
рассеченная параллельными ложбинами,
изобилующая каплевидными в плане холмами,
водобойными (эворзионными) котлами и
следами
кавитации
; геоморфологический
ландша?фт, созданный гидросферной катастрофой.
Гига?нтская
рябь тече?ния
- активные
русловые
формы
рельефа
высотой до 20 м, образованные
на участках, прилежащих
тальвегам
пристрежневых
частей магистральных
долин
дилювиального
стока. Гигантские знаки
ряби течения являются
морфологическим
и
генетическим
макроаналогом мелкой
песчаной ряби течения.
Дилю?вий
(лат.
diluvium - «потоп, наводнение,
па?водок») - генетический тип рыхлых
континентальных отложений, возникающий
в результате процессов аккумуляции
осадков
в каналах стока катастрофических гляциальных
суперпаводков из
ледниково-подпрудных
озёр
после
прорывов ледниковых плотин в недавнем
геологическом прошлом (окончание последней
ледниковой эпохи
, 11-15 тыс. до н. э.).
Спи?ллвей
-
путь (канал) грандиозного, как правило -
катастрофического, сброса воды из
ледниково-подпрудных
озер
(дилювиа?льных потоков
) через низкие
водоразделы
, перевальные седлови?ны
(сквозные долины), а также - по под- и внутриледниковым
трещинам и каналам в соседние бассейны.
К величайшим спиллвеям мира относится
Турга?йский канал стока
Великих сибирских
приледниковых внутриконтинентальных
морей в бассейн
Атлантики
,
Каз-Кетский
спиллвей
, соединявший
Енисейские и Манси?йское плейстоце?новые
леднико?во-подпру?дные моря.
Ледоёмы
-
межгорные впадины и расширения
речных долин
, которые полностью
заполнялись (или заполняются в настоящее
время)
ледниками
горного обрамления.
Представляют собой также и крупный элемент
сетчатых
ледниковых
систем
, который
получает развитие в условиях
горно
-
котловинного
рельефа
, будучи изометричными
или слегка вытянутыми в плане массами
льда
,
заполняющими эти межгорные котловины.
Развившиеся ледоёмы пополняются льдом
за счёт впадающих в них долинных ледников;
кроме того, они могут получать
снежное
питание и на свою собственную поверхност.
Дилювиа?льные
террасы (валы?)
- это формы
дилювиального
рельефа
, созданные в зонах
эрозионной
тени и обратных течений
в каналах катастрофи?ческих (дилювиальных)
потоков при сбросах гигантских
ледниково-подпрудных
озёр
. Эти террасы-валы?
особенно выразительны в нижнем течении
реки
Чу?и
и в среднем и нижнем
течении реки
Кату?ни
, где они и были впервые
тщательно исследованы российскими и
международными научными группами. Являются
характерными морфолитологическими формами
скэ?блендов
.
Депрессия
снеговой линии
(лат.
depressio - вдавливание,
снижение) - её снижение вследствие
климатических
изменений, благоприятных
для сохранения
баланса
массы ледников
.
Поскольку баланс массы - это прямая функция
аккумуляции и
абляции
, колебания высоты снеговой
линии отражают суммарные эффект изменений
температур и
атмосферных
осадков
М. Г. Гросвальд
полагает, что говоря
о депрессии снеговой линии, можно также
говорить и о депрессии границы питания
ледников и границы оледенения.
Маринизм
-
направление в естественных науках, в
основном в
четвертичной
геологии
и
палеогеографии
, отрицающее древнее
(плейстоценовое
) покровное
оледенение
на
равнинах
и
плоскогорьях
умеренного
и
субарктического
поясов
.
Гляциоизостазия
(гляциоизостатические колебания
земной коры
;
греч.
isos - равный, одинаковый,
stasis - состояние и
лат.
glacies - лёд) - вертикальные
и горизонтальные движения земной поверхности
на территориях древнего и современного
оледенения
. Опускания и поднятия
часто больших по площади участков суши
и континентальных
шельфов
являются следствием
нарушения
изостатического
равновесия земной
коры при появлении и снятии ледниковой
нагрузки.
Рафтинг
-
это разнос обломков
горных
пород
, главным
образом
морены
, или
тилл
(геология)а
,
плавучими
ледниками
и
айсбергами
, гораздо реже - морскими
и речными
льдами
, по
акватории
Мирового
океана
, внутренних
морей
и приледниковых
озер
. Рафтинг является одним
из главных процессов, которые участвуют
в формировании
ледниково-морских
и
озерно-ледниковых
отложений
,
а также - в транспортировке
дропстоунов
.
Дропстоун
(дропстон) - это слабо
окатанный
обломок
горной породы
часто крупных размеров,
в несколько метров по длинным осям, а
также более мелкие обломки, до
гальки
и
гравия
, выпавшие из тающего
плавучего льда (айсберга
) в тонкослоистые осадки
дна
океана
,
моря
или
озера
. В последних, в частности,
преимущественно - горнокотловинных ледниково-подпрудных
озерах, дропстоуны выпадают в осадок
в тех случаях, когда озеро в результате
различных механизмов опорожняется, айсберг
«садится» на дно (как правило - мелководье,
или на
мель
).
Окатанность
-
это степень сглаженности первоначальных
рёбер обломков осадочных (обломочных)
горных пород
или
минералов
вследствие их обламывания,
истирания и вообще - разрушения при транспорте
или переотложении главным образом текучими
(реками
) и волнующимися водами
(озёрами, морями в береговой зоне),
ледниками
или
ветром
, а также при гравитационном
оползании
,
обваливания
или
осыпании
.
Эрратические
валуны
, или ледниковая эрратика (лат.
erraticus -
блуждающий) - общее название
валунов
,
глыб
,
главным образом массивно-кристаллических,
изверженных
или сильно
метаморфизованных
горных
пород
, отличающихся
по
петрографическому
составу
от
подстилающего субстрата. Этот эрратический
материал переносился
ледником
или плавучим льдом,
оторвавшемся от ледника (айсбергом
)
на значительные расстояния от коренных
выходов этих, материнских, пород.
3.Подразделение геологических процессов на эндогенные и экзогенные.
Эндогенные процессы: вулканизм и сейсмические явления.Сейсмические явления: причины и основные параметры землетрясений. Сейсмическое районирование для строительства.
Экзогенные геологические процессы: выветривание, деятельность ветра, деятельность поверхностных текучих вод, деятельность морей и океанов, деятельность ледников, мерзлотные процессы.
Деятельность человека как геологический фактор: добыча полезных ископаемых, строительство (городское, дорожное, гидротехническое).
Сейсмические явления в геологии относят к внутренним эндогенным процессам. Это колебания упругих волн в земной коре. Точку зарождения землетрясений, находящуюся на глубине от поверхности, называют очагом землетрясения или гипоцентром, а точку, лежащую над ним – эпицентром. Наиболее разрушительны очаги землетрясений, залегающие неглубоко (0-10 км). Разрушения связаны с распространением сейсмических волн. От гипоцентра распространяются продольные волны со скоростью до 4-5 км/с, перпендикулярно к ним идут поперечные волны. Их скорость составляет около 2 км/с. А на поверхности возникают поверхностные волны – до 500 м/с. Комплекс этих волн вызывает сейсмодеформации – трещины в земной коре, ступенчатые оседания, вспучивания и смещения грунтов: обвалы, осыпи, оползни. В районах застройки – разрушения зданий и сооружений. Сила землетрясений характеризуется баллами по шкале Рихтера (12-ти бальная).
Районы, где ожидаются землетрясения силой в 6 баллов и более, называются сейсмоопасными. Строительство в этих районах ведется с учетом сейсмичности, т.е. учитывается рельеф местности, наличие дислокаций слоев, наличие грунтовых вод и их близость к поверхности, возможность оползней, обвалов, осыпей и т.п. При этом учитывают жесткость конструкций, этажность, массивность зданий и сооружений.
и т.д.................
Геологические процессы
- Процессы, приводящие к образованию и разрушению минералов и горных пород, изменению условий их залегания, образованию и изменению рельефа земной поверхности, изменению структуры земной коры и внутренней структуры Земли в целом. Принято делить геологические процессы на внешние (экзогенные) и внутренние (эндогенные) в зависимости от того, за счет какой энергии они происходят. Первые в основном вызываются энергией, получаемой Землей от Солнца и вообще из мирового пространства, вторые - энергией, возникающей в недрах Земли. Геологические процессы находятся в непрерывном взаимодействии. Геологические образования могут возникать в результате совместного действия внешних и внутренних процессов (рельеф), или при преобладании одного вида процессов (внутренних или внешних), или почти исключительно обусловлены одним видом процессов, когда другой вид оказывает косвенное влияние. например, тектонические структуры, магматические породы возникают под действием внутренних процессов, осадочные породы - под действием внешних.
читайте так-же
Подразделение геологических процессов на эндогенные и экзогенные.
Эндогенные процессы: вулканизм и сейсмические явления.
Сейсмические явления: причины и основные параметры землетрясений. Сейсмическое районирование для строительства.
Экзогенные геологические процессы: выветривание, деятельность ветра, деятельность поверхностных текучих вод, деятельность морей и океанов, деятельность ледников, мерзлотные процессы.
Деятельность человека как геологический фактор: добыча полезных ископаемых, строительство (городское, дорожное, гидротехническое).
Методические указания
Изучая сейсмические явления, необходимо разобраться в механизме землетрясений, в понятиях «гипоцентр» и «эпицентр», знать основные виды волн и классификацию землетрясений по глубине и силе. Экзогенные процессы проявляются в сглаживании земной поверхности перемещением горных пород с выпуклых форм рельефа в вогнутые. При этом породы подвергаются тройному воздействию:
разрушению;
переносу;
отложению, накоплению и уплотнению.
Студенту необходимо разобраться в сущности протекания каждого из экзогенных геологических процессов. Особое внимание следует уделять таким понятиям, как эрозия, элювий, делювий, пролювий, аллювий, морена.
Сейсмические явления в геологии относят к внутренним эндогенным процессам. Это колебания упругих волн в земной коре. Точку зарождения землетрясений, находящуюся на глубине от поверхности, называют очагом землетрясения или гипоцентром, а точку, лежащую над ним – эпицентром. Наиболее разрушительны очаги землетрясений, залегающие неглубоко (0-10 км). Разрушения связаны с распространением сейсмических волн. От гипоцентра распространяются продольные волны со скоростью до 4-5 км/с, перпендикулярно к ним идут поперечные волны. Их скорость составляет около 2 км/с. А на поверхности возникают поверхностные волны – до 500 м/с. Комплекс этих волн вызывает сейсмодеформации – трещины в земной коре, ступенчатые оседания, вспучивания и смещения грунтов: обвалы, осыпи, оползни. В районах застройки – разрушения зданий и сооружений. Сила землетрясений характеризуется баллами по шкале Рихтера (12-ти бальная).
Районы, где ожидаются землетрясения силой в 6 баллов и более, называются сейсмоопасными. Строительство в этих районах ведется с учетом сейсмичности, т.е. учитывается рельеф местности, наличие дислокаций слоев, наличие грунтовых вод и их близость к поверхности, возможность оползней, обвалов, осыпей и т.п. При этом учитывают жесткость конструкций, этажность, массивность зданий и сооружений.
К эндогенным процессам также относятся вулканизм и сейсмические явления. Появление вулканизма представляет собой один из наиболее важных геологических процессов, имеющих огромное значение в истории развития земной коры. Ни одна область на земле не формировалась без участия вулканизма. Землетрясение- это особый вид движения плит земной коры литосферы. Они выражаются в волновых, упругих колебаниях и вызывают устойчивые деформации земной коры. По своей природе землетрясения могут быть денудационными, вулканическими, тектоническими и техногенными. Денудационные землетрясения возникают в результате толчка из-за обрушения массива горной породы. Вулканические землетрясения могут возникать при извержении вулкана. Тектонические землетрясения являются следствием тектонических процессов, происходящих в толще земной коры.
К экзогенным процессам относятся геологические процессы:
– Выветривание - изменение и разрушение горных пород на поверхности земли под влиянием резких колебаний температуры воздуха, замерзающей в пустотах и трещинах горных пород воды, углекислоты, кислорода и организмов. При этом совершаются процессы физического, химического и биологического характера.
В результате процесса выветривания формируется совершенно особое минеральное образование. Кора выветривания – верхняя (подпочвенная) часть литосферы в пределах континентов.
Технологическая деятельность ветра на континентах складывается из разрушений горных пород, переноса и отложения (аккумуляции) продуктов разрушения.
Разрушительная деятельность ветра складывается из дефляции – выдувания и развеивания таких частиц породы, и коррозии – механической обработки поверхностей обнаженных пород при помощи переносимых им твердых частиц.
Геологическая деятельность морей, озер и болот. Морская образивность (разрушающее действие морских волн).
Деятельность ледников.
Деятельность человека как геологический фактор.
Виды выветривания.
Процесс выветривания протекает при одновременном участии многих агентов, но роль их при этом далеко неодинакова. По интенсивности воздействия тех или иных агентоввыветривания и характеру изменений горных пород принято выделять три вида выветривания: физическое, химическое и биологическое (органическое).
Физическое выветривание выражается преимущественно в механическом дроблении пород без существенного изменения их минерального состава. Породы дробятся в результате колебания температур, замерзания воды, механической силы ветра и ударов песчинок, переносимых ветром, кристаллизации солей в капиллярах, давления, которые возникает в процессе роста корней растений и т. д. Большую роль в этом разрушении играют температурные явления. В условиях земной поверхности, особенно в пустынях, суточные колебания температур довольно значительны. Так, летом в дневное время породы нагреваются до + 80 °С, а ночью их температура снижается до + 20 °С. Кроме попеременного нагреванияи охлаждения разрушительное действие оказывает также неравномерное нагревание пород, что связано с различными тепловыми свойствами, окраской и размером минералов, которые составляют горные породы. На контактах отдельных минералов образуются микротрещины и порода посте пенно распадается на отдельные блоки и обломки различной формы.
Химическое выветривание выражается в разрушении пород путем растворения и изменения их состава. Наиболее активными химическими реагентами в этом процессе являются вода, кислород, углекислота и органические кислоты.
Простейшим видом химического выветривания является растворение в воде. Легко растворяютсякаменная соль, гипс. Разрушительное действие оказывает процесс гидратации.Примером может служить переход ангидрита в гипс. Этот процесс сопровождается резким увеличением объема (до 50 - 60 %), что вызывает разрушительное давление гипса на окружающие породы. В присутствии воды происходит также окисление. Например, минерал пирит, который часто присутствует в различных породах, превращается в гидрат оксида железа с одновременным образованием серной кислоты, которая, в свою очередь, весьма разрушительно действует на минералы:
При химическом выветривании значительное воздействие на породы оказывает вода, содержащая в своем составе углекислоту. В результате этого полевые шпаты превращаются в глинистые образования.
Интенсивность химического выветривания зависит от площади воздействия воды и растворов, их температуры, а также степени устойчивости минералов в отношении агентов выветривания; Наиболее устойчивыми являются минералы кварц, мусковит, корунд; менее устойчивы – кальцит, доломит и др. Интенсивности химического выветривания способствует дробление пород в результате механического выветривания.
Наибольшее значение химическое выветривание имеет в условиях тёплого и влажного климата.
Биологическое (органическое) выветривание проявляется в разрушении горных пород в процессе жизнедеятельности живых организмов и растений. Породы дробятся и в значительной мере подвергаются воздействию органических кислот. Механическое разрушение производят растения своей корневой системой. Корни деревьев способны расщеплять даже прочные скальные породы. Известны случаи, когда растение «верблюжья колючка» прорастало сквозь 20-сантиметровые железобетонные плиты. Корни травянистой растительности легко преодолевают слой асфальта на улицах города. Многие живые организмы, особенно из числа землероев, активно разрушают горные породы. В коре выветривания ими создаются многочисленные ходы, пустоты, просверливаются даже твердыепороды. На выветривание горных пород большое влияние оказывают многочисленные бактерии. В процессе своей жизнедеятельности они поглощают одни вещества и выделяют другие. Их воздействие особенно сильно сказывается в зоне почв. Отдельные виды бактерий извлекают углерод из карбонатов, разрушают силикаты, создают скопление железных руд и т. д. Растения и животные, особенно микроорганизмы (бактерии, микробы и др.) и низшие растения,(водоросли, мхи, лишайники), выделяют различные кислоты и соки, которые, в свою очередь, весьма активно взаимодействуют с минералами горных пород, разрушают их, формируют минеральные новообразования.
Отложения выветривания остаются на месте. Их образования называются элювиальными, обозначаются индексом «е».
Все процессы, связанные с геологической работой ветра, носят название эоловых. Перенос частиц ветром совершается во взвешенном
состоянии или путем перекатывания в зависимости от скорости ветра и размера частиц.
При уменьшении скорости ветра и других благоприятных условиях происходит отложение переносимого материала. Так образуются ветровые (эоловые) отложения песков (пустыни) и лёссов.
Для строительства имеет большое значение закрепленность песков. По этому признаку песчаные накопления делят на подвижные (дюны и барханы) и закрепленные (грядовые, бугристые) пески.
Лёссовые отложения характеризуются пылеватыми глинистыми частицами, сложенными в слои с высокой пористостью. В связи с этим при замачивании такие грунты деформируются по вертикали даже от собственного веса, тем более под нагрузкой от зданий и сооружений. Эти грунты называют просадочными. Строительство ведется с предварительным уплотнением этих грунтов различными методами.
Ветровые отложения – эоловые, обозначаются индексом «L».
Водные потоки от дождей и таяния снега смывают элювиальные отложения, переносят их по уклонам к склонам, в частности, к склонам долин рек и откладывают их у подножий этих склонов. Как правило, такие отложения по возрасту молодые, неуплотненные, высокопористые, чаще всего представленные суглинками. Такие суглинки называют лёссовидными из-за их пористости и способности при замачивании резко деформироваться по вертикали.
Отложения называют делювиальными и обозначают индексом «d».
Сносимый водными потоками грунт, попадая в реки, переносится энергией движущейся воды. При этом частицы грунта переносятся во взвешенном состоянии, в растворенном, волочением по дну. Процесс выпадения из воды переносимых ею частиц называется седиментацией, а накопление их- аккумуляцией. Образованные при этом отложения называются аллювием - речные отложения (обозначаются индексом "а"). Пойменный аллювий отлагается во время паводков на заливаемых пойменных террасах. Так как на поймах скорость течения воды меньше, чем в руслах, обычно в пойменных водах содержатся более мелкие частицы породы, чем в русловых. Пойменный аллювий характеризуется тонкой, почти горизонтальной слоистостью, неоднородностью гранулометрического состава и малой мощностью слоев с характерным линзообразным выклиниванием. В накоплении пойменного аллювия могут быть перерывы и на поймах образуются гумусосодержащие почвы. Русловый аллювий откладывается в руслах рек после спада паводковых вод. Наиболее крупные частицы пород, увлеченные в русло реки во время паводка, после спада вод осаждаются. Для руслового аллювия так же как и для пойменного, характерны горизонтальная или наклонная слоистость, малая мощность слоев и хорошая отсортированность материала. Дельтовый аллювий откладывается в устьях рек при их впадении в моря и озера. Впадая в водный бассейн, не имеющий течения, вода реки теряет скорость, и весь принесенный обломочный материал оседает на дно. Он отлагается на прибрежном откосе дна слегка наклонными слоями, постепенно утончающимися в сторону бассейна. В отложениях дельтового аллювия встречаются все песчаные и глинистые фракции. Приведенные характеристики пойменного, руслового и дельтового аллювия и условия его образования характерны для равнинных рек. Образование аллювия горных рек имеет свои особенности. Здесь преобладают не отложения, а размыв. Аллювиальные отложения горных рек практически следует считать несжимаемыми.
Большое площадное распространение имеет дельтовый аллювий. Мощность его значительна, у некоторых рек до сотен метров. В строении дельтового аллювия принимают участие осадки обломочные, химические и органические. В строении аккумулирующих и цокольных террас участвует аллювий террас. В его состав входят русловые и пойменные отложения.
В пределах стариц, развитых в поймах старых рек, накапливается старичный аллювий, состоящий из мягких органических илов, смешанных с пойменными песчанно-суглистыми осадками. В заболоченных старицах накапливаются отложения торфа. Старичный аллювий залегает в виде линз среди пойменного аллювия.
Большинство рек доносит породный разрушенный материал до моря или океана, где происходит грандиозное накопление осадочных пород на шельфе океана и на дне. Помимо этого море и океан в прибрежной зоне осуществляют разрушительную работу энергией волн, переносят разрушенный материал, сегрегируют его по крупности и затем откладывают на различных глубинах. Индекс отложений – «m».
В геологических процессах внешней геодинамики существенную роль играют также ледники.
Геологические данные говорят о том, что в древние времена оледенение земли было значительным.
В настоящее время льды занимают 10% поверхности суши, 98,5% ледниковой поверхности приходится на полярные области и лишь 1,5% - на высокие горы. Различают три типа ледников: горные, плоскогорий и материковые.
Горные ледники образуются высоко в горах и располагаются либо на вершинах, либо в ущельях, впадинах, различных углублениях. Такие ледники есть на Кавказе, Урале и т.д.
Лед образуется за счет перекристаллизации снега. Он обладает способностью к пластическому течению, образуя потоки в форме языков. Движение ледников по склонам ограничивается высотой, где солнечного тепла оказывается достаточно для полного таяния льда.
Ледники плоскогорий образуются в горах с плоскими вершинами. Лед залегает неразделенной сплошной массой. От него по ущельям спускаются ледники в виде языков. Такого типа ледник, в частности, располагается сейчас на Скандинавском полуострове.
Материковые ледники распространены в Гренландии, Шпицбергене, Антарктиде и др. местах, где сейчас протекает современная эпоха оледенения. Льды залегают сплошным покровом, мощностью в тысячи метров.
Геологическая деятельность льда велика и обусловлена главным образом его движением, несмотря на то, что скорость течения льда примерно в 10000 раз медленнее, чем воды в реках при тех же условиях.
При своем движении лед истирает и вспахивает поверхность земли, создавая котловины, рытвины, борозды. Эта разрушительная работа совершается под действием тяжести льда.
Двигаясь по ущельям или другой какой-либо наклонной плоскости, ледники захватывают продукты путем вымораживания их в лед. Наличие трещин благоприятствует проникновению обломков внутрь и в нижнюю часть ледников. Таким образом, обломочный материал передвигается вместе с ледником. При таянии льда весь обломочный материал отлагается и образуется значительные по мощности ледниковые отложения. Обломочный материал, который находится в движении или уже отложился, называется «морены». Ледниковые отложения иногда образуют друмлины-холмы эллипсоидальной формы в несколько десятков метров высоты, состоящие из отложений донной морены. В их состав входят, главным образом, мореные глины с валунами. Отложения называют гляциальными и обозначают индексом «g».
При таянии ледника образуется постоянные потоки талых вод, которые размывают донную и конечную морены. Вода подхватывает материал размываемых морен, выносит за пределы ледника и откладывает в определенной последовательности. Такие водно-ледниковые отложения получили название флювиогляциальных – индекс «fg».
Флювиогляциальные отложения отличаются сравнительной отсортированостью и слоистостью. Они обычно представлены толщами песка, гравия, галечника, а также глинами и покровными суглинками, мощность которых достигает многих метров. Флювиогляциальные отложения создают характерные формы рельефа:
1.Озы - накопление обломочного материала (песка, гравия) в виде высоких узких валов, длина которых колеблется от сотни метров до десятков километров, высота 5-10 метров.
2.Камы - беспорядочно разбросанных холмы, состоящие из слоистых отсортированных песков, супесей с примесью гравия и прослоев глины.
3.Зандровые поля - широкие пологоволнистые равнины, расположенные за краем конечных морен, в состав которых входят слоистые пески, гравий и галька.
На месте растаявшего ледника остаются углубления, которые становятся ложем озер и болот. Геологическая деятельность озер заключается в накоплении отложений из твердых частиц, чаще мелких фракций, принесенных ручьями, и отложений совместно с органикой. Такие отложения называют озерными и обозначают индексом «».
Мерзлотные геологические процессы заключаются в сезонном замораживании верхних слоев грунтов в зимний период и оттаивании - в летний. Это вызывает пучение и осадку грунта. В строительстве учитывают нормативную глубину промерзания, которая вычисляется как средняя величина за последние 10 лет, так как закладка фундаментов осуществляется ниже глубины промерзания.
В условиях, где средняя годовая температура отрицательна, в грунтах сформирована вечная мерзлота. В районах вечной мерзлоты деформация зданий и сооружений связана с оттаиванием грунтов, так как нарушается физическое его состояние, связанное с вскрытием котлованами. Поэтому на вечномерзлых грунтах строительство ведут по трем принципам:
Без учета мерзлого состояния (при скальном основании);
При сохранении мерзлого состояния, за счет теплоизоляции;
С оттаиванием мерзлых грунтов и последующим их укреплением или заменой на другие, например, щебеночные.
Геологические процессы делятся на эндогенные и экзогенные.
Эндогенные геологические процессы
Эндогенные геологические процессы включают магматизм, метаморфизм, землетрясения, тектонические нарушения.
Магматизм
Магматические горные породы, образовавшиеся из жидкого расплава - магмы, играют огромную роль в строении земной коры. Эти породы сформировались разными путями. Крупные их объемы застывали на различной глубине, не дойдя до поверхности, и оказывали сильное воздействие на вмещающие породы высокой температурой, горячими растворами и газами. Так образовались интрузивные тела. Если магматические расплавы вырывались на поверхность, то происходили извержения вулканов, носившие в зависимости от состава магмы спокойный либо катастрофический характер. Такой тип магматизма называют эффузивным, что не совсем точно. Нередко извержения вулканов носят взрывной характер, при котором магма не изливается, а взрывается и на земную поверхность выпадают тонко раздробленные кристаллы и застывшие капельки стекла - раплава. Подобные извержения называются эксплозивными. Поэтому говоря о магматизме, следует различать интрузивные процессы, связанные с образованием и движением магмы ниже поверхности земли, и вулканические процессы, обусловленные выходом магмы на земную поверхность. Оба эти процесса неразрывно связаны между собой, а проявление того или другого из них зависит от глубины и способа образования магмы, ее температуры, количества растворенных газов, геологического строения района, характера и скорости движений земной коры и т.д.
Как интрузивные, так и вулканические горные породы содержат залежи полезных ископаемых и, кроме того, они являются надежными индикаторами тектонических и палеогеографических условий геологического прошлого, что позволяет нам их реконструировать.
Метаморфизм
Горные породы после формирования могут попасть в такую геологическую обстановку, которая будет существенно отличаться от обстановки образования породы и на нее будут оказывать влияние различные эндогенные силы: тепло, давление (нагрузка) вышележащих толщ, глубинные флюиды, растворы и газы, воды, водород, углекислота и др. Изменение магматических и осадочных пород в твердом состоянии состоянии под воздействием эндогенных факторов и называется метаморфизмом.
Все метаморфические процессы можно разделить на две группы. В одной из них химический состав метаморфизуемых пород не изменяется, т.е. преобразование происходит изохимически. Во второй группе наблюдается изменение состава пород за счет привноса или выноса компонентов. Такой процесс называется аллохимическим. Под воздействием процессов метаморфизма происходит перекристаллизация исходных пород, изменение минерального, а нередко и химического состава. Метаморфические процессы могут быть разной интенсивности, поэтому в природе наблюдаются все постеренные переходы от практически неизмененных или слабо измененных пород, первичная текстура, структура и состав которых сохранились, до пород, измененных настолько сильно, что восстановить их первичную природу невозможно. Усиление степени метаморфизма, т.е. увеличение температуры, давления и концентрации флюидов, приводит к изменению или распаду неустойчивых минералов на более устойчивые ассоциации. При изучении метаморфических пород необходимо восстановить их первичную природу и условия образования, а также дать реконструкцию обстановки метаморфизма - давление, температуру и роль летучих компонентов. Это позволяет разобраться в мощнейших толщах хедских, архейских и протерозойских пород, слагающих главным образом фундамент древних платформ и отвечающих по возрастному интервалу большей части истории Земли - 2,5-4,6 млрд. лет. С этими же породами связаны очень важные в практическом отношении метаморфогенные месторождения, содержащие железные руды, графит, золото, уран, медь, кварциты, мраморы и др.
Землетрясения
Ежегодно на Земле регистрируется более 100 000 землетрясений. Большинство из них мы вообще не ощущаем, некоторые отзываются лишь дребезжанием посуды в шкафах и раскачиванием люстр, зато другие, к счастью гораздо более редкие, в мгновение ока превращают города в груды дымящихся обломков. На побережьях море отступает, обнажая дно, а затем на берег обрушивается гигантская волна, сметая все на своем пути, унося остатки строений в море. Крупные землетрясения сопровождаются многочисленными жертвами среди населения, которое гибнет под развалинами зданий, от пожаров, наконец, просто от возникающей паники. Землетрясения - это бедствие, катастрофа, поэтому огромные усилия затрачиваются на предсказания возможных сейсмических толчков, на выделение сейсмоопасных районов, на мероприятия, которые призваны сделать промышленные и гражданские здания сейсмостойкими.
За последнее время катастрофические землетрясения произошли в Чили (1960), на Аляске (1969), в Гватемале (1976), в Китае (1976), когда погибло 100 000 человек. На территории СССР не раз отмечались очень сильные землетрясения: Андижанское (1902), Кеминское (1911), Хаитское (1949), Ашхабадское (1929 и 1948), Ташкентское (1966), Газлийские (1970, 1976, 1984) и, наконец, страшное Спитакское землетрясение в Армении (1988).
Любое землетрясение - это тектонические деформации земной коры или верхней мантии, происходящие вследствие того, что накопившиеся напряжения в какой-то момент превысили прочность горных пород в данном месте. Разрядка этих напряжений и вызывает сейсмические колебания в виде волн, которые, достигнув земной поверхности, производят разрушения.
Очагом, или гипоцентром землетрясения является определенный объём горных пород, внутри которого осуществляются неупругие деформации и происходит разрушение пород. Эпицентр - проекция гипоцентра на земную поверхность. На карте распространения эпицентров современных землетрясений отчетливо видна их связь с периферией Тихого океана, Средиземноморским подвижным поясом (Альпы, Карпаты, Кавказ, Гималаи), а также со срединно-океаническими хребтами во всех океанах.
Тектонические нарушения
В большинстве случаев осадки, формирующиеся в озерах, морях и океанах, обладают первично горизонтальным залеганием, которое нередко нарушается тектоническими движениями, что приводит к образованию складок, с одной стороны, и разрывных нарушений, с другой.
Складка - это изгиб слоев. Различают ядро складки и ее крылья. Складки бывают антиклинальные и синклинальные. Ядра антиклинальных складок сложены породами более древними слоями, ядра синклинальных - более молодыми. Перегибы слоев образуют замки складок.
Чаще всего складки образуются при содвиге континентальных плит, когда происходит раздавливание неконсолидированных горизонтально залегающих слоев между сдвигающимися кратонами. При этом образуются линейные складки с примерно одинаковыми замками антиклинальных и синклинальных разновидностей. Под воздействием преимущественно вертикальных движений в подвижных поясах образуются брахискладки, где форма замков антиклинальных и синклинальтных складок различная. На платформах формируются куполовидные складки изометричной формы с очень пологими крыльями.
Разрывные нарушения
Разрывным нарушением называется деформация пластов горных пород с нарушением их сплошности, возникающая в случае превышения предела прочности пород тектоническими напряжениями. В любом разрывном нарушении всегда выделяется плоскость разрыва или сместителя и крылья разрыва, т.е. два блока пород по обе стороны сместителя, которые подверглись перемещению. Крыло или блок, находящийся выше сместителя, называется висячим, а ниже - лежачим. Важным параметром разрыва является его амплитуда. Расстояние от пластав лежачем крыле до того же пласта в висячем крыле называется амплитудой по сместителю. Кроме того различают стратиграфическую амплитуду, которая измеряется по нормали к плоскости напластования в любом крыле разрыва до проекции пласта; вертикальную амплитуду - проекцию амплитуды по сместителю на вертикальную плоскость; горизонтальную амплитуду - проекцию амплитуды по сместителю на горизонтальную плоскость. Положение сместителя в пространстве определяется, как и ориентировка любой другой плоскости, с помощью линий падения, простирания и угла падения.
Основные типы разрывных нарушений: сброс (сместитель наклонен в сторону опущенного крыла, угол наклона сместителя больше 45 0), взброс (сместитель наклонен в сторону поднятого крыла), надвиг (взброс с углом наклона сместителя менее 45 0), сдвиг (перемещение крыльев по простиранию сместителя), шарьяж (надвиг с почти горизонтальным положением сместителя), раздвиг (горизонтальное смещение блоков разрывного нарушения в противоположные стороны), содвиг (горизонтальное смещение блоков разрывного нарушения навстречу друг другу).
Амплитуды смещения достигают 4000 км - при раздвиге (спрединге) континентальных плит. Примерно такие же амплитуды были при содвигах континентальных плит, в результате чего формировались шарьяжи с амплитудой перемещения в сотни километров.
Экзогенные процессы
К экзогенным процессам относятся: выветривание, геологическая деятельность ветра, поверхностных текучих вод, подземных вод, ледников, геологические процессы в областях распространения многолетнемерзлых горныхъ пород, геологическая деятельность океанов и морей.
Выветривание
Под выветриванеием понимается совокупность физических, химических и биохимических процессов преобразования горных пород и слагающих их минералов в приповерхностной части земной коры. Это преобразование зависит от многих факторов: колебания температуры, химического воздействия воды и газов - углекислоты и кислорода, воздействия органических веществ, образующихся при жизни растений и животных и при их отмирании и разложении. Сказанное свидетельствует о том, что процессы выветривания тесно связаны с взаимодействием приповерхностной части земной коры с атмосферой, гидросферой и биосферой. Часть земной коры, где происходит преобразование минерального вещества, называется зоной выветривания или зоной гипергенеза. Условно выделяются два взаимосвязанных фактора: физическое и химическое выветривание.
Геологическая деятельность ветра
Геологическая деятельность ветра состоит из следующих видов: дефляции (выдувания и развевания), коррозии (обтачивания, соскабливания), переноса и аккумуляции. Все процессы, обусловленные деятельностью ветра, создаваемые ими формы рельефа и отложения называют эоловыми.
Наиболее ярко деятельность ветра проявляется в пустынях, занимающих около 20 % поверхности континентов, где сильные ветры сочетаются с малым количеством выпадающих атмосферных осадков, резкими колебаниями температуры, отсутствием растительного покрова в связи с аридным климатом.
Геологическая деятельность поверхностных текучих вод
Под текучими водами понимаются все виды поверхностного стока на суше от струй, возникающих при выпадении дождя и таяния снега, до самых крупных рек. Все воды, стекающие по поверхности Земли, производят различного вида работу. Хорошо известно, что поверхностная текучая вода - один из важнейших факторов денудации суши и преобразования лика Земли.
Как и в других экзогенных процессах, в деятельности текучих вод могут быть выделены три составляющие: разрушение, перенос и отложение, или аккумуляция, переносимого материала в конечном итоге на первом (у подножия гор) и втором (в дельтах рек) уровнях аккумуляции. По характеру и результатам деятельности можно выделить три вида поверхностного стока вод: плоскостной безрусловой склоновый сток, сток временных русловых потоков и сток постоянных водотоков - рек.
Разрушение горных пород происходит главным образом в горах. На равнинах преобладает перенос и аккумуляция. Ежегодно реками выносится в их устью около 20 км 3 песчано-глинистого материала. Крупнейшим местом временной аккумуляции обломочного материала, выносимого реками является устье рек Ганга и Брахмапутры, около 2 км 3 , или 10 % всего перенесенного и отложенного материала. Это связано с денудацией высочайшей горной системы - Гималаев.
Геологическая деятельность подземных вод
К подземным водам относятся все природные воды, находящиеся под поверхностью Земли в подвижном состоянии. Вопросы происхождения, движения, развития и распространенности подземных вод являются предметом изучения специальной отрасли геологической науки - гидрогеологии. Подземные воды тесно связаны с водой атмосферы и наземной гидросферы - океанами, морями, озерами, реками. В природных условиях происходит непрерывное взаимодействие этих вод, так называемый гидрологический круговорот.
Одним из важнейших факторов, определяющих условное начало круговорота, является испарение воды с поверхности океанов, морей и поступление влаги в атмосферу. При благоприятных условиях вода атмосферы конденсируется и выпадает в виде атмосферных осадков. Распределение последних может быть представлено следующей схемой: испарение, поверхностный сток, инфильтрация, или просачивание, подземный сток.
Водноколлекторские свойства горных пород определяются их пористостью и трещиноватостью. Наибольшая водопроницаемость наблюдается в галечниках, гравии, в крупных песках, сильно закарстованных известняках и сильно трещиноватых породах различного генезиса. Относительно слабая проницаемость отмечается в тонкозернистых песках, супесях, еще меньшая в лёссах, легких суглинках, слаботрещиноватых породах. Почти непроницаемыми (водоупорными) являются глины, тяжелые суглинки, сцементированные и другие массивные породы с ничтожной трещиноватостью.
Горные породы содержат различные виды воды:
1. Вода в виде пара.
2. Физически связанная вода, гигроскопическая и пленочная.
3. Свободная вода, капиллярная и гравитационная.
4. Вода в твердом состоянии.
5. Кристаллизационная и химически связанная вода.
В современной гидрогеологической литературе выделяют принадлежность разных видов подземных вод к конкретным зонам: зоне аэрации и зоне насыщения.
Почвенные воды и верховодка образуются в зоне аэрации. В зоне насыщения выделяют воды: грунтовые, межпластовые безнапорные и межпластовые напорные, или артезианские.
Геологическая деятельность ледников
Ледники - это естественные массы кристаллического льда, находящиеся на поверхности Земли в результате накопления и последующего преобразования твердых атмосферных осадков (снега). Необходимым условием образования ледников является сочетание низких температур с большим количеством твердых атмосферных осадков, что имеет место в холодных странах высоких широт и в вершинных частях гор.
Выделяются три основных типа ледников: 1) материковые, или покровные, 2) горные, 3) промежуточные, или смешанные. Классическими примерами ныне существующих материковых ледников служат покровы Антарктиды и Гренландии. Антарктида занимает площадь около 15 млн км 2 , из них около 13,2 млн км 2 покрыто льдом. Ледяной покров образует огромное плато высотой до 4 км..
В четвертичном периоде значительная часть Европы и Северной Америки также были покрыты материковым ледяным покровом.
При своем движении ледники производят разрушение горных пород, перенос обломков и их аккумуляцию в виде морен. Одна из таких конечных морен расположена около МГОУ за рекой Яузой на территории Лосиного острова.
Геологические процессы в областях распространения многолетнемерзлых горных пород
Хорошо известно, что поверхностные слои почв и грунтов подвергаются сезонному промерзанию зимой и оттаиванию в весенне-летнее время. Наибольшая глубина промерзания в северном полушарии наблюдается в северных приполярных районах, наименьшая - в южных. Этот верхний слой периодического промерзания и оттаивания отличается большой динамичностью и называется деятельным слоем. Ниже него на обширных пространствах Северной Евразии и Северной Америки развиты многолетнемерзлые горные породы (ММП). В России они занимают больше половины площади.
Зону распространения ММП называют мерзлой зоной земной коры или криолитозоной. Соответственно и наука, изучающая криолитозону и процессы, связанные с ней, называется геокриологией или мерзлотоведением.
В зоне ММП наблюдается целый ряд геологических процессов. Повторно-жильные льды формируются в северной геокриологической зоне. Их развитие связано с морозобойными трещинами, образующими системы полигонов. Морозное пучение характерно для различных районов криолитозоны. Инъекционные бугры пучения образуются в условиях закрытой системы. К склоновым процессам относятся солифлюкция и курумы.
Геологическая деятельность океанов и морей
Вся совокупность водных пространств океанов и морей, занимающих 70,8 % поверхности Земли, называется Мировым океаном, или океаносферой. Мировой океан включает четыре океана: Тихий, Атлантический, Индийский и Северный Ледовитый, все окраинные (Берингово, Охотское, Японское и др.) и внутриконтинентальные моря (Средиземное, Черное, Балтийское и др.).
В рельефе дна океанов и морей выделяются шельф, материковый склон, ложе Мирового океана с поднятиями (срединно-океаническими хребтами, валами, вулканическими островами и гайотами) и глубоководными впадинами (Тонга-Кермадекской, Курило-Камчатской, Идзу-Бонинской и др.).
В Мировом океане у подножия материкового склона формируется на третьем уровне седиментации основная часть обломочного материала, образующегося при денудации, часть последнего разносится геострофическими течениями по дну Мирового океана. На глубинах менее 4 км чаще во внутренних частях Мирового океана образуются карбонатные илы, впоследствии превращающиеся в известняки. В глубоководных частях океанов формируются диатомовые и радиоляритовые илы, а также красные глубоководные глины с криоконитом. В пределах срединноокеанических хребтов под действием черных ведьм (черных курильщиков) образуются месторождения меди, полиметаллов и золота.
Геология - это , которая изучает , ее вещественный состав, структуру коры, процессы и историю. Геология объединяет большое количество наук, включая: минералогию, геологию полезных ископаемых, геофизику, геохимию, петрографию, геодинамику, палеонтологию, вулканологию, тектонику, стратиграфию и многое другое. Эта наука также включает изучение организмов, населявших нашу планету. Важной частью геологии является исследование того, как с течением времени изменялись структура, процессы, организмы и элементы Земли. Люди, изучающие геологию называются геологами.
Что делают геологи?
Геологи работают, чтобы лучше понять историю нашей планеты. Чем лучше мы знаем историю Земли, тем более точно сможем определить, как события и процессы из прошлого способны повлиять на будущее. Вот некоторые примеры:
- Геологи изучают земные процессы, такие как оползни, землетрясения, наводнения, извержения вулканов и т.п., которые могут быть опасны для людей.
- Геологи изучают Земли, многие из которых используются человечеством ежедневно.
- Геологи изучают историю Земли. Сегодня нас беспокоит и многие геологи работают над тем, чтобы узнать о прошлых климатических условиях Земли и о том, как они менялись со временем. Эта историческая информация позволяет понять, как меняется наш нынешний климат и каковы могут быть последствия для человечества от этих изменений.
Что изучает геология?
Основным объектом изучения геологии является земная кора, а также геологические процессы и история Земли:
Минералы
Минерал представляет собой природное химическое соединение, обычно кристаллическое и абиогенное (неорганическое) по происхождению. Минерал имеет один конкретный химический состав, тогда как камень может представлять собой совокупность различных минералов или минералоидов. Наука о минералах называется минералогией.
Существует более 5300 известных видов минералов. Силикатные минералы составляют более 90% земной коры. Кремний и кислород образовывают примерно 75% земной коры, что напрямую связано с преобладанием силикатных минералов.
Минералы отличаются химическими и физическими свойствами. Различия в химическом составе и кристаллической структуре позволяют распознавать виды, которые определялись геологической средой минерала при их формировании. Колебания в температуре, давлении или объемном составе горной массы вызывают изменения минералов.
Минералы можно описать по различным физическим свойствам, которые связаны с их химической структурой и составом. Общие отличительные признаки включают кристаллическую структуру, твердость, блеск, цвет, полосы, прочность, расщепление, переломы, вес, магнетизм, вкус, запах, радиоактивность, реакция на кислоту и т.д.
Минералы исключительной красоты и долговечности называются драгоценными камнями.
Горные породы
Горные породы представляют собой твердые смеси по меньшей мере одного минерала. В то время как минералы имеют кристаллы и химические формулы, породы характеризуются текстурой и минеральным составом. Исходя из этого, горные породы делятся на три группы: магматические горные породы (формируются при постепенном охлаждении магмы), метаморфические горные породы (образование происходит при изменении магматических и осадочных пород) и осадочные горные породы (образовываются при низких температурах и давлении, когда преобразовываются морские и континентальные осадки). Эти три основных типа пород участвуют в процессе, называемом круговоротом горных пород, который описывает трудоемкие переходы, как на поверхности, так и под землей, от одного типа породы к другому на протяжении длительных периодов геологического времени.
Горные породы являются экономически важными полезными ископаемыми. Уголь - это камень, который служит источником энергии. Другие типы пород используются в строительстве, включая камень, щебень и т.д. Третьи необходимы для изготовления инструментов, от каменных ножей наших предков до мела, используемого сегодня художниками.
Окаменелости
Окаменелости являются признаками живых существ, которые существовали очень давно. Они могут представлять отпечатки тел или даже продуктов жизнедеятельности организмов. Ископаемые также включают следы, норы, гнезда и другие косвенные признаки. Окаменелости являются ярким свидетельствованием ранней жизни на Земле. Геологи составили отчет о древней жизни, простирающейся на сотни миллионов лет.
Имеют практическое значение, потому что они изменяются на протяжении всего геологического времени. Совокупность окаменелостей служит для идентификации горных пород. Геологическая шкала времени основана почти исключительно на ископаемых останках и дополнена другими методами датирования. С ее помощью мы можем уверенно сравнивать осадочные породы со всего мира. Ископаемые окаменелости также являются ценными музейными экспонатами и предметами коллекционирования.
Формы рельефа, геологические структуры и карты
Формы во всем их разнообразии являются следствием круговорота горных пород. Они были сформированы эрозией и другими процессами. Формы рельефа дают информацию о том, как образовывалась и изменялась земная кора в геологическом прошлом, например, в ледниковом периоде.
Структура является важной частью изучения обнажения горных пород. Большинство частей земной коры деформированы, согнуты и искажены в некоторой степени. Геологические признаки этого - сочленения, разломы, текстуры пород и несоответствия помогают в оценке геологических структур, а также измерении склонов и ориентаций горных пород. Геологическая структура в недрах важна для водоснабжения.
Геологические карты представляют собой эффективную базу данных геологической информации о породах, рельефах и структуре.
Геологические процессы и угрозы
Геологические процессы приводят к круговороту горных пород, созданию структур и форм рельефа, а также окаменелостей. Они включают эрозию, осаждение, окаменелость, разломы, поднятие, метаморфизм и вулканизм.
Геологические опасные явления - мощные выражения геологических процессов. Оползни, извержения вулканов, землетрясения, цунами, изменение климата, наводнения и космические воздействия являются основными примерами угроз. Понимание основных геологических процессов может помочь человечеству уменьшить ущерб от геологических катастроф.
Тектоника и история Земли
Движение плит в Сан-Андреас
Тектоника - геологическая деятельность в самом крупном масштабе. Поскольку геологи отображали горные породы и изучали геологические особенности, и процессы, они начали поднимать и отвечать на вопросы о тектонике - жизненном цикле горных хребтов и вулканических цепей, движении континентов, о росте и снижении уровня , и о том, какие процессы происходят в ядре и . Тектоника плит объясняет как движутся литосферные плиты и позволила изучать нашу планету как единую структуру.
Геологическая история Земли - это история, которую рассказывают минералы, скалы, окаменелости, рельеф и тектоника. Исследования окаменелостей в сочетании с различными методами дают последовательную эволюционную историю жизни на Земле. (возраст окаменелостей) последних 542 миллионов лет хорошо отображен как время изобилия и и акцентирован . Предыдущие четыре миллиарда лет, были временем огромных изменений в атмосфере, океанах и континентах.
Роль геологии
Существует много причин, по которым геология важна для жизни и цивилизации. Подумайте о землетрясениях, оползнях, наводнениях, засухе, вулканической активности, океанских течениях, типах почвы, минералах (золото, серебро, уран) и т.д. - геологи изучают все эти понятия. Таким образом, изучение геологии играет важную роль в современной жизни и цивилизации.
Геология определяется как «научное исследование происхождения, истории и структуры Земли». Почти все, что мы используем в нашей жизни, имеет какое-то отношение к Земле. Дома, улицы, компьютеры, игрушки, инструменты и т.д. сделаны из природных ресурсов. Хотя Солнце является конечным источником энергии Земли, мы нуждаемся в дополнительной энергии, которая вырабатывается при сжигании природного газа, древесины и т.д. Геологическая наука имеет первостепенное значение для определения местоположения этих источников энергии Земли, а также объясняет как более эффективно извлечь их из недр планеты, с минимальными экономическими затратами и с наименьшим воздействием на окружающую среду. являются чрезвычайно важными для человечества, однако во многих частях мира существует недостаток пресной воды. Изучение геологии помогает находить водные источники, чтобы уменьшить влияние нехватки воды на людей.
Последствия катастрофического землетрясения в Сан-Франциско, США, в 1906 году
Изучение геологии также охватывает процессы Земли, которые могут повлиять на цивилизацию. Землетрясение способно уничтожить тысячи жизней за несколько минут. Кроме того, цунами, наводнения, оползни, засухи и вулканическая деятельность способны оказать огромное влияние на цивилизацию. Геологи изучают эти процессы, и в случае необходимости рекомендуют проводить определенные мероприятия по минимизации ущерба, если возникают такие события. Например, изучая закономерности наводнения рек, геологи могут рекомендовать избегать определенных областей при строительстве новых городов, чтобы предотвратить потенциальный ущерб. Сейсмология - раздел геологии - хотя и очень сложная область изучения, может помочь сохранить многие жизни, оценив, где есть наибольшая вероятность землетрясения (как правило, в линиях геологических разломов), и рекомендовать тип технологий, которые будут использоваться при строительстве зданий в этих уязвимых районах.
Многие предприятия для своей деятельности полагаются на информацию, полученную от геологов. Золото, алмазы, серебро, нефть, железо, алюминий и уголь являются природными ресурсами, которые широко используются в промышленности. Геологи и наука геология помогают в поиске этих и других ресурсов. Даже простой строительный материал, такой как песок, необходимо найти и добыть, а затем уже использовать при строительстве домов, предприятий, школ и т.д.
На самом деле геология еще не имеет широкого признания в современном мире, как, к примеру, генетика, химия и медицина. Тем не менее все жители нашей планеты зависят от природных ресурсов, найденных благодаря геологам и науке геологии. Таким образом, геология чрезвычайно важна и требует дальнейшего развития, и популяризации в обществе.
