Процессы внешней динамики Земли

Глава 2. ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ

Изменения Земли так медленны

в сравнении с коротким периодом нашей жизни,

что на них не обращают внимания.

Аристотель

Лик Земли незаметно, но непрерывно изменяется под воздействием различных природных геологических процессов. Те из них, которые обусловлены действием внешних агентов и происходят в приповерхностной зоне, называются процессами внешней динамики Земли, или экзогенными (греч. "эксос" - снаружи, "генесис" - происхождение) процессами.

Важнейшими факторами внешней динамики Земли являются такие процессы как выветривание, геологическая деятельность деятельность ветра, поверхностных текучих вод, подземных вод, ледников, морей и океанов, а также гравитационные процессы и др.

Выветривание. Выветриванием называется совокупность процессов физического разрушения и химического разложения минералов и горных пород.

Химическим выветриванием называется качественное изменение структуры и состава минералов и замещение их новыми под воздействием обладающих окисляющей и растворяющей способностью кислорода, углекислоты и других химически активных элементов, содержащихся в атмосферных и почвенно-грунтовых водах. Химическое выветривание соровождается процессами окисления, гидратации, растворения и гидролиза. воздействие на горные породы оказывают находящиеся в воде растворенные ионы НСО₃^-, SO^2-₄, Cl^-, Ca²⁺, Mg²⁺, Na⁺, K⁺. Они способны замещать заряженные атомы в кристаллах или взаимодействовать с ними, нарушая первичную кристаллическую структуру минералов.

Насыщенные углекислотой поверхностные атмосферные осадки, просачиваясь сквозь поры и трещины в горных породах, окисляют и растворяют (выщелачивают) их. При этом из горных пород выносятся такие химические компоненты, как хлориды, сульфаты, карбонаты, и образуются новые минералы, соответствующие определенным физико-химическим условиям. В результате растворяющей деятельности атмосферных вод на поверхности растворимых пород образуются борозды, воронки, котловины. С процессами химического выветривания в самой верхней части земной коры связано образование слоя плодородной почвы.

Химическому выветриванию содействует деятельность животных и растительных организмов. Например, моллюсков, просверливающих норы в прибрежных скалах. Они разлагают первичные минералы, поглощая из разрушаемой породы питательные химические элементы. Корни деревьев, растущих в трещинах горных пород, также оказывают на них биохимическое воздействие.

Физическое выветривание, или физическое разрушение горных пород, происходит под воздействием солнечной энергии (температурное выветривание) и воды (механическое выветривание). Оно сильнее всего проявляется в областях с резким колебанием температуры дня и ночи. Теплым днем горные породы разогреваются и расширяются в объёме. А ночью, охлаждаясь, вновь сжимаются. При этом одни минералы расширяются больше, а другие - меньше. Например, у кварца коэффициент объёмного расширения равен 0,000310, у ортоклаза - 0,000170. Этого достаточно для того, чтобы ослабить силы сцепления между отдельными минеральными зернами. В результате в горных породах возникают трещины, и породы раскалываются на отдельные обломки.

Вода участвует в физическом выветривании следующим образом. Так, 1 г воды при 4°С имеет объем равный 1 см³. А в твердом агрегатном состоянии (0°С) объём 1 г льда занимает 1,000132 см³. Проникая в трещины и пустоты горных пород, вода замерзает и оказывает на их стенки громадное давление (более 2000 кг/см²). Это приводит к разрушению и дроблению коренных пород.

Геологическая деятельность ветра. К числу активных экзогенных процессов относятся процессы, связанные с эоловой (по имени греческого бога ветров Эола) деятельностью. Переносимые воздушными струями твердые кварцевые песчинки обтачивают, истирают и полируют поверхность горных массивов. Процесс разрушения горных пород с помощью переносимых ветром твердых частиц называется корразией (лат. «корразио» - обтачивание). Разрушение, раздробление и выдувание ветром (воздушными струями) рыхлых горных пород на поверхности Земли называется дефляцией (лат. "дефляцио" - выдувание). Разрушая горные породы и выдувая из них песчинки и более крупные обломки, ветер создает замысловатые "формы рельефа".

Ветер не только оказывает динамическое воздействие на горные породы. Он переносит на огромные расстояния рыхлый материал. В пустыне Каракум, например, массивы сыпучего песка, образующего барханы, перенесены ветром из районов, расположенных в 500 км и более от их современного местонахождения.