Экзогенные формы рельефа
\
Процесс выветривания
Выветриванием называют процессы разрушения и изменения состава горных пород или искусственно созданных зданий и сооружений, происходящие под воздействием атмосферных агентов. Среди агентов основную роль играют колебания температуры, замерзание и химическое воздействие воды, воздействие различных кислот, щелочей, организмов. То есть этот процесс не ограничивается только действием ветра.
Наиболее сильно выветривание наблюдается у поверхности земли, с глубиной процесс выветривания постепенно ослабевает и затухает. Глубина проникновения в толщу земли процессов выветривания зависит от степени трещиноватости пород.
В результате неодинаковой сопротивляемости толщ пород процессам выветривания появляются причудливые очертания рельефа в виде каменных столбов, призм и т.п.
Различают физическое, химическое и органическое выветривание. Обычно все три вида выветривания действуют одновременно, однако в зависимости от климатических и других условий тот или иной вид может преобладать.
Физическое выветривание
Физическое выветривание вызывает разрушение и распад скальных пород без изменения их минералогического состава. Основную роль в этом разрушении играют сравнительно быстрые колебания температуры и связанные с ними процессы промерзания - оттаивания, увлажнения – высушивания пород и т.п. Для областей с резко континентальным климатом суточные колебания могут достигать 400 градусов С и более, такие колебания наблюдаются в районе Якутска.
Неравномерное нагревание пород при повышении температуры воздуха, а также неодинаковая способность различных минералов к объемным изменениям, связанным с нагреванием и охлаждением, приводит к тому, что в контактах отдельных минералов появляются сдвигающие напряжения.
В результате многократного нагревания и охлаждения связи между соседними минералами оказываются настолько расшатанными, что в породе появляются трещины, разделяющие ее на блоки различной величины и формы.
Различное влияние переменных изменений объема скальных пород увеличивается с увеличением амплитуды колебаний температуры и особенно при переменном промерзании.
Образующиеся в процессе физического выветривания трещины, могут заполниться водой. Увеличение объема воды при замерзании приводит к расширению и углублению трещин. Это явление носит название морозного выветривания.
Значительное разрушающие действие оказывает ветер своей механической силой и ударным действием песчинок, роль которого резко возрастает в пустынных районах.
Горные породы, состоящие из минералов с неодинаковыми коэффициентами объемного расширения – сжатия (гранит, гнейс и др.) разрушаются быстрее, чем мономинеральные породы. Особенно интенсивному выветриванию подвергаются крупнозернистые итемно0-окрашенные разновидности пород. Выветриванию способствует также сланцеватость и еще в большей степени трещиноватость пород.
ЛЕНСКИЕ СТОЛБЫ
Химическое выветривание
Химическое выветривание протекает в виде реакций минералов с водой и содержащимися в ней химическими веществами. Основные химические процессы, приводящие к этим изменениям: гидратация, растворение, окисление и гидролиз. Нередко эти процессы протекают совместно.
Даже свежая дождевая вода, как правило, содержит угольную, азотную и другие кислоты, а в промышленных районах городов в ней появляется и серная кислота.
При гидратации происходит закрепление молекул воды на поверхности кристаллической структуры минерала. Гидратация сопровождается увеличением объема породы.
Окисление особенно интенсивно развивается в минералах, содержащих железо. Бурый или охристый цвет песков, песчаников и глин указывает на наличие в них железистых минералов, подвергающихся окислению.
Вода может растворять горные породы, а частности каменную соль, гипс, известняк и другие, образуя в толщах этих пород пустоты различной величины и формы, воронки, каверны и пещеры, которые уменьшают устойчивость пород.
Гидролиз, т.е. процесс разложения сложного вещества, протекает стадийно, с последовательным образованием новых минералов.
Как и при физическом выветривании, огромное влияние на развитие процессов химического выветривания оказывают климатические условия. В совокупности воздействие различных видов выветривания приводит к формированию коры выветривания.
В районах с влажным (гумидным) и жарким (тропическим) климатом мощность коры выветривания может достигать 30-60 м и более. В районах с нивальным (холодным), умеренно-влажным и аридным (сухим) климатом она не превышает 5-20 м.
При этом образуются различные зоны выветривания:
I– монолитная (скрытотрещиноватая); II– глыбовая, III– мелкообломочная, IV– зона тонкого дробления.
В субтропиках и тропиках в условиях жаркого и влажного климата в верхней части геологического разреза образуется еще латеритная зона с подзонами красноземов Vа и плотных обломочных пород, напоминающих панцирь, - кирас –Vб.
Обычно процессы физического и химического выветривания происходят одновременно, но с явным преобладанием первого в областях с континентальным сухим климатом и второго в областях с большим количеством атмосферных осадков, в условиях теплого и влажного климата.
Органическое выветривание
Этот вид выветривания происходит под воздействием растений и живых организмов.Извлечение из горных пород различных веществ мхами, лишайниками и корневыми системами растений способствует некоторому их разрушению. Известны случаи, когда растение верблюжья колючка прорастало сквозь 20 см железобетонные плиты, на а случаи прорастания травы сквозь асфальтовое покрытие можно наблюдать повсеместно.
При разложении отмерших растений появляются органические кислоты, оказывающие химическое выветривание на горные породы.
Некоторые бактерии, населяющие поры рыхлых пород на глубину на сотни метров могут извлекать углерод из карбонатов горных пород.
Животные землерои, характерные для многих степных районов, приводят к существенному ослаблению грунтов, находящихся у поверхности земли. Это приводит к необходимости увеличения глубины заложения фундаментов или искусственного уплотнения грунтов основания.