Студопедия

КАТЕГОРИИ:

АвтоАвтоматизацияАрхитектураАстрономияАудитБиологияБухгалтерияВоенное делоГенетикаГеографияГеологияГосударствоДомЖурналистика и СМИИзобретательствоИностранные языкиИнформатикаИскусствоИсторияКомпьютерыКулинарияКультураЛексикологияЛитератураЛогикаМаркетингМатематикаМашиностроениеМедицинаМенеджментМеталлы и СваркаМеханикаМузыкаНаселениеОбразованиеОхрана безопасности жизниОхрана ТрудаПедагогикаПолитикаПравоПриборостроениеПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРадиоРегилияСвязьСоциологияСпортСтандартизацияСтроительствоТехнологииТорговляТуризмФизикаФизиологияФилософияФинансыХимияХозяйствоЦеннообразованиеЧерчениеЭкологияЭконометрикаЭкономикаЭлектроникаЮриспунденкция

ТЕМА 3.  ПРОЦЕССЫ ВНУТРЕННЕЙ ДИНАМИКИ ЗЕМЛИ.




 

Процессы внутренней динамики Земли, или эндогенные процессы, проявляют себя в виде:

- тектонических движений;

- извержений вулканов;

- землетрясений.

               3. 1. Тектонические движения.

 

Земная кора подвержена постоянным воздействием внутренних (эндогенных) и внешних (экзогенных) сил, изменяющих ее состав, стро­ение и форму поверхности.

Внутренние силы, обусловливаемые главным образом колоссальным давлением и высокой температурой ядра Земли и глубоких толщ земной коры, вызывают нарушения первоначального залегания пластов литосфе­ры, в связи с чем, образуются складки, трещины, сбросы, сдвиги и пр. С деятельностью внутренних сил связаны землетрясения и вулканические извержения.

Преимущественно внутренние силы создают большие неровности на земной поверхности: горы и глубокие впадины. Они же вызывают мед­ленные поднятия и опускания отдельных частей земной коры - веко­вые колебания.

Поднятия и опускания земной коры охватывают обычно обширные области и приводят к смещению положения суши и моря. Море при этом то надвигается на сушу (трансгрессия), то отступает (регрессия).

Изменения положения моря и суши происходили на протяжении всей истории Земли, происходят и сейчас. Установлено, например, медленное опускание южного побережья Северного моря и медленное поднятие, происходящее со скоростью до 40 см, а в некоторых местах - до 80 см в столетие, северной части Скандинавского и Кольского полуостровов. В некоторых местах наблюдается поднятие гор и опускание впадин (Крымские и Кавказские горы, Карпаты и др.).

Кроме вертикальных, медленных движений литосферы земной коры происходят также и медленные горизонтальные смещения.

Раздел геологии, занимающийся изучением движений земной коры, изменяющихее строение и формы залегания горных пород (складки, сбросы и пр.), получил  название тектоники.

     Земная кора обладает различной подвижностью. Основной частью земной коры являются платформы, между ними располагаются геосинклинали.

Платформы  занимают огромные пространства. К ним отно­сятся Русская платформа. Австралийская, Северо-Африканская и др. Платформы чаще всего имеют двухэтажное строение. Их основанием яв­ляются складчатые осадочные породы, либо метаморфические и магмати­ческие породы.

Для платформ, как наиболее жестких частей земной коры, харак­терны сравнительно спокойные колебательные движения вертикального характера.

Геосинклинали  располагаются между платформами и являются их подвижными сочленениями. В настоящее время геосинклина­ли относят к главнейшим тектоническим элементам земной коры.

Для районов геосинклиналей типичны интенсивные и разнообразные тектонические движения, в основном складчатого и разрывного характе­ра. Это вызывает изменение первоначального положения пород.

Районам геосинклиналей свойственны сейсмические явления (землетрясения) и вулканы.

Таким образом, земной коре свойственны тектонические движения двух видов: колебательныеи складчато-разрывные.

По вопросу об энергетическом факторе, вызывающем тектонические движения, нет определенного мнения. Раньше эти явления объясняли сокращением объема земного шара вследствие постепенного охлаждения. Позднее возникла гипотеза о горизонтальных перемещениях материков под влиянием сил, возникающих в земной коре при вращении Земли. Однако при дальнейшем изучении вопроса в указанных гипотезах выяви­лось много противоречий.

Более прогрессивными следует признать предположения о разогре­ве горных пород и связанном с этим увеличением их объема и подвиж­ности, а также неравномерном распределении температуры под влиянием радиоактивных элементов. В колебаниях земной коры большую роль игра­ют также силы притяжения и вращения.

                   3. 2. Вулканизм.

Процесс поднятия и извержения огненно-жидких масс магмы в опре­деленных местах земной поверхности называется вулканизмом

Вулканы- это геологические образования в виде гор и воз­вышений конусовидной, овальной и других форм, возникшие в местах прорыва магмы на земную поверхность.

Вулканы в большинстве случаев имеют форму отдельной конусооб­разной горы, сложенной застывшей лавой и рыхлыми продуктами извержения, обломками камней и вулканическим пеплом. В центральной части возвышенности имеется впадина овальной или круглой формы, называемая кратером (рис.3.1.).

Рис. 3. 1. Разрез вулканов: а – гавайский тип; б – тип Везувия; 1 - кратер; 2 – побочные кратеры; 3 – жерло; 4 – вулканическая гора.

Кратер связан каналом с глубокими недрами Земли, откуда перио­дически поднимается огненно-жидкая магма, находящаяся в недрах Зем­ли в расплавленном состоянии. Так как канал в своей верхней части обычно закрыт застывшей лавой и пеплом, то перед излиянием магмы на поверхность чащей всего происходит сильный взрыв. В описанной общей схеме строения вулкана и порядка извержения в действительности мо­жет наблюдаться значительное разнообразие.

Процесс излияния магмы на дневную поверхность и сопутствующие ему явления получили название извержение. Извержение вул­канов представляет собой одно из самых грозных и величественных явлений природы. Перед извержением обычно наблюдаются подземные тол­чки, завершающиеся взрывом. При взрыве может взлететь на воздух часть возвышенности, вылетают куски породы, пепел, газы и пары, и только после этого из кратера или трещин начинает подниматься жид­кая масса - лава, которая течет, заливая пониженные части рельефа. Температура лавы в большинстве случаев выше 1000°С.

Вулканизм проявляется в основном в районах геосинклиналей. На земном шаре вулканы распределяются преимущественно в двух географи­ческих областях: Среднеземноморской, распространяющейся, вплоть до Каспийского моря и Тихоокеанской, охватывающей Берингово, Охотское и Японское моря.

Различают вулканы действующиеи потухшие. Такое деление крайне условно. В истории вулканизма имеется немало случаев, когда потухшие вулканы возобновляли свою деятельность, а ранее действовавшие, нао­борот, в течение последующих нескольких сотен лет себя не проявляли. Так было с Везувием, неожиданное извержение которого произошло в 79 г.н.э.

Число действующих вулканов на земном шаре насчитывается свыше 540, потухших - более 4000. Из числа действующих 76 вулканов распола­гается на дне океанов и морей.

На территории России вулканы известны на Камчатке и на Курильских островах.

На Камчатке располагается до 129 вулканов, из них 28 действую­щих. Наибольшую известность получил вулкан Ключевская сопка (высо­та 4850 м), извержение которого повторяется приблизительно через каждые 7-8 лет. Активно действуют вулканы Авачинский, Безымянный и Карымский. На Курильских островах известно 20 вулканов, из которых около половины действующих.

Крупные, но потухшие вулканы известны на Кавказе: Казбек, Эль­брус, Арарат. Казбек, например, еще действовал в начале четвертично­го периода. Его лавы во многих местах покрывают район Военно-Гру­зинской дороги.

Извержения вулканов происходят по-разному. Это в большой мере зависит от типа магмы, которая извергается . Кислая и средняя магмы, будучи очень вязкими, дают извержение со взрывами, выбросом камней, пепла и т.д. Излияние магмы основного типа обычно происходит спокой­но, без взрывов.

По характеру извержения вулканы делят на следующие типы: Кракатау, Пелейский, Гавайский и Везувиальный. 

 Тип Кракатау. Вулкан такого наименования располагается между островами Ява и Суматра. Извержение сопровождается мощными подзем­ными толчками. Вулкан со взрывом выбрасывает колоссальное количество газов и об­ломков в виде пепла. Лаву вулкан не изливает.

Извержение этого вулкана в 1883 г. породило гигантские волны (цунами), достигшие высоты 35 м и обошедшие все океаны мира. Вулка­нический пепел был поднят на высоту 60 - 80 км и в течение трех лет постоянно носился в верхних слоях атмосферы. В момент извержения в 100 - 200 км от вулкана слой пепла на палубах кораблей достигал 1,5 м.

  Тип Пеле. Эталоном извержения этого типа вулканов может быть вулкан Мон - Пеле на острове Мартиника Мало - Антильского архипелага. Извержение на­чинается с подземных толчков, далее следует взрыв и выделение тяже­лых раскаленных газовых масс с большим содержанием сернистых; компо­нентов. Извержение этого вулкана в 1902 г. выбросило на высоте 4 км пепло-газовую тучу с температурой до 800°С. Со скоростью 150 м/сек. туча скатилась по склону вулкана и в несколько минут уничтожила город Сен-Пьер с тридцатитысячным населением.

   Гавайский тип.Этот тип вулканов весьма своеобразен. Это пологие возвы­шенности с большими, озероподобными кратерами (рис. ), из которых спокойно, почти без толчков и взрывов, выливается лава и стекает по склонам. Так изливаются вулканы Килауэа, Мауна-Лоа и др.

Тип Везувия.  Извержение этого типа вулканов характерно Везувию и Этне, расположенным в районе Средиземного моря. Склоны этих вулканов крутые (рис. 3. 1.), сложены слоями остывшей лавы. Извержение этого типа начинается с подземных толчков, далее следуют многочисленные взрывы с выбросом больших масс тепла и водяных паров и уже после этого из­ливается раскаленная лава.

Следует отметить, что извержения типа Везувия наблюдаются у большинства ныне действующих вулканов на земном шаре. Так происхо­дит извержения на Камчатке и Курильских островах.

Кроме вышеуказанных типов в отдельную группу выделяют гря­зевые вулканы, имеющие иную природу, чем магматические. Это невысокие конической формы холмы, из кратера которых время от вре­мени выбрасывается газ, вода и грязь. В ряде случаев грязевые вул­каны бывают приурочены к линиям разломов земной коры. Температура грязи таких вулканов значительно выше.

Строительство зданий и сооружений в вулканических районах име­ет определенные трудности. Землетрясения обычно не достигают разру­шительной силы, но продукты, выделяемые вулканом, могут пагубно сказаться на целостности зданий и сооружений и их устойчивости. Вулканы опасны для людей. В процессе их извержения выделяются газо­образные, жидкие и твердые продукты.

Общее количество продуктов вулканических извержений достигает иногда очень больших масс. Например, Ключевая сопка во время круп­ных извержений выбрасывает до 4,5 км3 материала. Пепел выделяется в таком большом количестве, что иногда под его покровом оставались погребенные целые города (например, город Помпея в Италии при из­вержении вулкана Везувий). Путем уплотнения и химического взаимо­действия с водой и солевыми растворами из пепла образуется порис­тая каменная горная порода, получившая название вулканического туфа, являющаяся весьма хорошим стеновым материалом.

При остывании потоков лавы образуются огромные массы прочных излившихся пород (базальты, диабазы, порфиры, трахиты и др.). Огненно-жидкая магма не всегда достигает дневной поверхности. Иногда, поднимаясь кверху, магма внедряется в толщу осадочных пород, поднимает и раздвигает их. После затвердения магмы на глубине обра­зуются гранит, диорит и другие прочные глубинные поро­ды.

При извержении вулканов наблюдается образование трещин и сбро­сов, вызывающих разрушение или повреждение инженерных сооружений и жилых зданий.

Землетрясения.

Землетрясением называют всякое сотрясение земной коры, вызывае­мое действием внутренних сил Земли. Совокупность явлений, связанных с землетрясением, называется сейсмическими явлени­ями. Местности, где часто наблюдаются землетрясения значительной силы, называют сейсмическими районами.

Основной причиной землетрясений являются нарушения равновесия в находящихся под постоянным давлением частях литосферы.

Землетрясения происходят очень часто(в среднем I землетрясе­ние каждый час). Абсолютно неподвижных участков на земном шаре не существует. Любой участок земной поверхности испытывает легкие со­трясения. Однако интенсивность колебаний поверхности обычно весьма незначительна и редко ощущается людьми. Только около 100 землетря­сений в течение года бывают разрушительными.

История знает большое количество катастрофических землетрясений, когда погибали десятки тысяч людей и разрушались целые города или их большая часть.

Так, в ночь с 29 февраля на I марта 1960 года в марокканском городе Агадир произошло землетрясение силой в 8 баллов, длившееся 4 секунды. В результате чего были разрушены целые кварталы, похоро­нив под обломками тысячи людей.

Исключительное по силе катастрофическое землетрясение произошло 4 декабря 1956 г. в МНР, в смежных районах СССР и Китая. Это земле­трясение сопровождалось огромными разрушениями. Один из горных пиков раскололся пополам. Часть горы высотой в 400 м обрушилась в ущелье. Образовалась сбросовая впадина длиной до 18 км и шириной 800 м. На поверхности земли появились трещины шириной до 20 м. Главная из этих трещин протянулась на 250 км. Сила землетрясения достигла приблизи­тельно II баллов.

21 мая 1960 г. в Чили произошло землетрясение огромной силы, опустошившее несколько провинций. На другой день последовала еще

одна серия толчков большой силы с одновременной бурей на океане с высотой волн до 10 м. Сильнейшие разрушения были отмечены в 13 провинциях Чили из 24. Погибло 5 тыс. человек, пострадало около 300 тыс. чел. Материальный ущерб достиг I млрд. долларов. Одновременно с землетрясением началось          извержение 14 вулканов.

На Украине и в России землетрясения неоднократно возникали в Кры­му, на Кавказе, в Карпатах, в Средней Азии, Прибайкалье и в других районах.

Наиболее сильные землетрясения отмечены в Средней Азии. В ночь с 5 на 6 октября 1948 г. произошло землетрясение силой 10 баллов с эпицентром у пос. Карагаудан в 30 км к юго-востоку от г. Ашхабада в предгорьях Копетдага.           

В городе сила землетрясения достигла 9 бал­лов. На поверхности земли в эпицентре образовались трещины, протя­нувшиеся в направлении с востока на запад на расстояние в сотни метров. Произошли обвалы, оползни покровных, глинистых пород на склонах. В Ашхабаде и окружающих поселках были разрушены все здания из сырцовых кирпичей и частично здания из обожженного кирпича. Относительно небольшие повреждения получили здания, выстроенные по правилам сейсмостойкого строительства. Наблюдения показали, что сильнее пострадали здания и сооружения, построенные на супесчано-суглинистых грунтах, меньше - постройки, возведенные на гравии и галечниках. В течение нескольких лет в районе Ашхабадского землетря­сения продолжались повторные сейсмические толчки силой до 5-7 баллов.

В 5 ч.23 мин. по местному времени 26 апреля 1966 г. в связи с подвижкой горных пород по разлому в земной коре произошло землетря­сение в Ташкенте. В эпицентре сила землетрясения составила 8 баллов. В городе землетрясение сопровождалось сильным гулом. Больше всего разрушилось зданий, возведенных на лессовых грунтах вблизи много­численных каналов и в местах неглубокого залегания уровня грунтовых вод. Меньше пострадали здания, возведенные на галечниках.

В пос. Газли, расположенном в 100 км на северо-запад от г. Буха­ры ,17 мая 1976 г. произошло землетрясение силой 9 баллов. Обрушились вертикальные трубы, буровые вышки, здания. Лю­ди от землетрясения не пострадали, так как еще 8 апреля при пер­вых подземных толчках перешли из зданий в палатки и вагончики.

Еще более сильные землетрясения произошли в 1976 г. в Турции, Китае, Гватемале, Италии и Чили. При этих землетрясениях пострадали десятки тысяч людей, а сотни тысяч - остались без крова.

В зависимости от причин возникновения различают следующие три типа землетрясений: провальные, вулканическиеитектонические или горообразовательные.

Провальные  землетрясения, как правило, захватывают небольшую территорию. Они связаны с образованием пустот на сравнитель­но небольшой глубине, в результате растворения пород подземными вода­ми. По мере роста пустот происходит систематическое обрушение сво­дов, влекущее за собой проседание поверхности. Таковы провалы в райо­не Волганска, Харьковской обл., происходившие в 1915 г., причем сот­рясения поверхности ощущались на площади 7000 - 8000 км .

Вулканические землетрясения происходят только в районах действующих вулканов. Извержение огромных твердых и жидких масс на поверхность земли вызывает ее смещения. Иногда эти смещения начинаются до извержения. Вулканические землетрясения также имеют локальное распространение.

Наоборот, тектонические землетрясения, связанные с горо-образовательным процессом, охватывают большие пространства, главным образом, в горных районах.

Сейсмические волны. Очаг зарождения сейсмических волн называется гипоцентром(рис. 3.2.). По глубине залегания гипоцентра различают землетрясения: поверхностные - от I до 10 км глубины, коровые - 30 - 50 км иглубокие (или плутонические) - от 100 - 300 до 700 км. Последние находятся уже в мантии Земли и связаны с движениями, происходящими в глубинных зонах планеты. Такие земле­трясения наблюдались на Дальнем Востоке, в Испании и Афганистане. Наиболее разрушительными являются поверхностные и коровые землетря­сения.

 
    Рис. 3. 2. Схема распростра-нения сейсмических волн: 1 – продольных; 2 – попереч-ных; 3 – поверхностных. Г – гипоцентр. Эп – эпицентр.



 

Непосредственно над гипоцентром на поверхности Земли располагается эпицентр. На этом участке сотрясение поверхности происходит в первую очередь и с наибольшей силой.

 От гипоцентра во все стороны рас­ходятся сейсмические волны, по своей природе являющиеся упругими колеба­ниями. Различают два основных типа волн: продольные и поперечные. Продольные волны вызывают расширение и сжатие пород в направлении их движения. Они распространяются во всех средах - твердых, жидких и газообразных. Скорость их зависит от вещества пород. Поперечные колебания перпен­дикулярны продольным, и распространяются только в твердой среде, вы­зывая в породах деформации сдвига. Скорость поперечных волн пример­но в 1,7 раза меньше, чем продольных. На поверхности Земли от эпицентра во все стороны расходятся волны особого рода - поверхностные, являющиеся по своей природе волнами тяжести. Скорость их распространения более низка, чем у поперечных, но они оказывают на сооружения не менее пагубное влияние.

Действие сейсмических волн или, иначе говоря, продолжитель­ность землетрясений, обычно проявляется в течение нескольких секунд, реже минут. Так, например, длительность основного подземного толчка Ашхабадского землетрясения составила всего 8 - 10 сек. Иногда наблю­даются длительные землетрясения. Например, на Камчатке в 1923 г. землетрясение продолжалось с февра­ля по апрель (195 толчков). В районе г. Алма-Аты, начиная с 1887 г., землетрясение продолжалось около трех лет и сопровождалось более чем 600 толчками.

В настоящее время за землетрясениями ведутся постоянные наблюдение при помощи специальных приборов - сейсмографов, которые обеспечивают автоматическую запись колебаний Земли в виде сейсмограмм.

 

3.3.1. Оценка силы землетрясений.

 

Для оценки силы землетрясений  используется шкала, сос­тоящая из 12 баллов. (За рубежом шкала Рихтера - из 9 баллов). Каждому баллу отвечает определенная величина сейсмического ускоре­ния - а (мм /сек ), вычисляемая по формуле:

a = A4п2/T

A-амплитуда колебаний, мм;

Т - период колебаний сейсмической волны, сек.

По величине  а вычисляют коэффициент сейсмичности:

    Ks = a/g

 

g - ускорение силы тяжести, мм/сек

 

В таблице 3.3. приведена современная сейсмическая шкала, где каждо­му баллу соответствует определенная величина Ks и дана характерис­тика землетрясений. В целях сравнения приводятся также значения величин сейсмического ускорения a . Необходимо отметить, что при­веденная в таблице оценка степени разрушения зданий, в известной степени является условной.

Землетрясения проявляются лишь в районах геосинклиналей. К та­ким сейсмическим районам относятся: Карпаты, Крым, Кавказ, Копетдаг, Памир, Тянь-Шань, Алтай, Забайкалье, Дальний Восток, Сахалин, Ку­рильские острова и Камчатка.

Имеются карты сейсмического районирования,  где показаны территории с силой землетрясения 6-9 баллов.

Сейсмические районы занимают пятую часть территории бывшего СССР. В  них  располагаются  такие крупные  города,  как  Кишинев, Тбилиси,  Баку,

Ереван, Ашхабад, Ташкент, Душанбе и т.д.

При работе в районах землетрясений строители должны помнить, что балл, полученный по карте сейсмичности, характеризует усреднен­ные грунтовые условия для всего района и поэтому не отражает кон­кретных особенностей той или иной строительной площадки. Этот балл подлежит уточнению на базе конкретного геолого-литологического стро­ения и гидрогеологических условий площадки. В общем виде это дости­гается увеличением среднего балла на единицу для участков, сложенных рыхлыми породами, в особенности увлажненными, и его уменьшением на единицу для участков, сложенных прочными скальными породами.

 

                                                                                                     Таблица 3.3.

                 Сейсмическая шкала землетрясений

Балл Название  землетрясений: Хо, мм А,        мм /сек              Характеристика               землетрясений  
I Незаметное _    _ Колебания почвы отмечаются высокочувствительными прибо­рами.
  2   Очень слабое _      _ В отдельных случаях колебания ощущаются людьми, находящи­мися в спокойном состоянии.
  3   Слабое _    _ Колебания отмечаются немногими людьми­
                гими людьми
  4.   Умеренное    0,5     100 Землетрясение отмечается мно­гими людьми. Возможно колеба­ние окон, дверей.
5. Довольно сильное   0,5-1,0    100-250 Качание висячих предметов, скрип полов, дребезжание сте­кол, осыпание побелки.
6 Сильное 1,1 -2,0  250 - 500 Легкие повреждения в зданиях: тонкие трещины в штукатурке.
  7   Очень силь­ное   2,1- 4,0    500-1000 Значительные повреждения в штукатурке и откалывание от­дельных кусков, тонкие трещи­ны в стенах.
8 Разрушитель­ное 4.1 -8,0 1000-2000               В некоторых зданиях обрушение стен, перекрытий, кровли.
9 Опустошитель­Ное   8,1-16   2000-4000 Разрушение в зданиях (большие трещины в стенах, падение кар­низов, дымовых труб).
10 Уничтожаю­щее 16,1-32 4000 Обвалы во многих зданиях. Трещины в грунтах шириной 1м.
  II   Катастрофа   32    _ Многочисленные трещины на по­верхности земли, большие обва­лы в горах.
12 Сильная катастрофа _      _   Значительные изменения в релье­фе.

Моретрясениявозникают в глубоких океанических впадинах Тихого, реже Индийского и Атлантического океанов. Быстрые поднятия и опуска­ния дна океанов вызывают смещение крупных масс горных пород и на по­верхности океана порождают огромные волны, высотой до 15-20 м, кото­рые именуются японским словом цунами.

Цунами перемещаются на расстояния в сотни и тысячи километров со скоростью 500-1000 и даже более 1000 км/ч. По мере уменьшения глубины моря, крутизна волн резко возрастает, и они со страшной си­лой обрушиваются на берега, вызывая разрушения сооружений и гибель людей. При землетрясении 1896 г. в Японии были отмечены волны высо­той 30 м. В результате удара о берег они разрушили 10500 домов, по­гибло более 27 тыс.человек.

От цунами чаще всего страдают Японские, Индонезийские, Филиппин­ские и Гавайские острова, а также тихоокеанское побережье Южной Америки. Последнее катастрофическое цунами в этом районе возникло в ноябре 1952 г., в Тихом океане, в 140 км от берега. Перед приходом волны море отступило от берега на расстояние 500 м, а через 40 мин. на побережье обрушилась цунами с песком, илом и различ­ными обломками. Затем последовала вторая волна высотой до 10-15 м, которая довершила разрушение всех построек, расположенных ниже десятиметровой отметки.

Цунами возникают сравнительно редко. За 200 лет на побережье Камчатки и Курильских островов наблюдалось всего 14, из которых че­тыре были катастрофическими.

 На побережье Тихого океана созданы специальные службы наблюдения, которые освещают о приближении цунами. Это позволяет вовремя предупредить и укрыть людей от опасности. Для борьбы с цуна­ми возводят инженерные сооружения в виде защитных насыпей, железо­бетонных молов, волноотбойных стенок, создают искусственные отмели. Здания размещают на высокой части рельефа. В Японии, например, вдоль располагают лесополосы, в задачу которых входит снижение силы волны.

 

 

ТЕМА 4. ПРОЦЕССЫ ВНЕШНЕЙ ДИНАМИКИ ЗЕМЛИ.

 

Наша планета - Земля непрерывно изменяется под действием разно­образного проявления внутренних и внешних сил или процессов. Изме­няются ее состав, физическое состояние, внешний вид и другие особен­ности.

    Мощный поток солнечной энергии порождает на поверхности Земли разнообразные процессы внешней динамики Земли. Эти изменения состоят

в непрерывных перемещениях водных и воздушных масс,  в химических и физических превращениях веществ под воздействием выветривания, в  разрушении, пере­носе и вторичном отложении горных пород, в жизнедеятельности организ­мов и т.п. Указанные изменения принято называть экзогенными процессами.

 


Процессы выветривания.

 

Под процессом выветривания понимают разрушение и изменение состава горных пород, происходящие под воз­действием различных агентов, действующих на поверхности Земли, среди которых основную роль играют колебания температур, замерзание воды, химическое воздействие воды, кислот, щелочей, углекислоты, действие ветра, организмов и т.д.

Главной особенностью выветривания является постепенное и посто­янное разрушение верхних слоев литосферы. В результате этого процесса горные породы и материалы дробятся, изменяют свой химико-минераль­ный состав, вследствие чего ухудшаются их строительные свойства или они полностью разрушаются.

Наиболее сильно выветривание проявляется у поверхности Земли, куда облегчен доступ агентам выветривания. С глубиной процесс вывет­ривания постепенно ослабевает и затухает. Глубина проникновения в толщу Земли агентов выветривания зависит от многих факторов: степени трещиноватости пород, раскрытия и глубины трещин, инженерная деятель­ность человека. Область активного современного выветривания достига­ет глубины 5-10 м.

Интенсивность выветривания в существенной мере зависит от соста­ва пород. Разрушению способствуют разнозернистость и крупнозернистость пород, качество природного цемента. Например, песчаник с глинистым цементом разрушается значительно легче и быстрее, чем песчаник с кремнеземистым цементом.

Процесс выветривания протекает при одновременном участии многих агентов, но роль их при этом далеко неодинакова. По интенсивности воздействия тех или иных агентов выветривания и характеру изменения горных пород принято выделять три вида выветривания: физическое, химическое и биологическое (органическое).         

    Физическое выветривание выражается преимущественно в механи-ческом 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, которое воз­никает в процессе роста корней растений и т.д. Физическое выветрива­ние преобладает в местностях с сухим резко континентальным (пусты­ни) или холодным климатом (горные районы, арктический пояс). Типичным примером являются пустыни Средней Азии и северные террито­рии нашей страны.

Химическое выветривание выражается в разрушении гор­ных пород путем растворения и изменения их состава. Наиболее актив­ными химическими реагентами в этом процессе являются вода, кислород, углекислота и органические кислоты. Интенсивность химического вывет­ривания зависит от площади воздействия воды и растворов, их темпера­туры, а также от степени устойчивости минералов в отношении агентов выветривания.

 

Биологическое (органическое) выветривание проявля­ется в разруше-нии 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.

Многие живые организмы, особенно из числа землероев, активно разрушают горные породы. На выветривание горных пород большое влияние оказывают многочисленные бактерии.

Растения и животные, особенно микроорганизмы и низшие растения выделяют различные кислоты и соки, которые в свою очередь весьма активно взаимодействуют с минералами горных пород, разрушают их, формируют минеральные новообразования.

Действие биологического выветривания повсеместно. Ему принадле­жит ведущая роль в образовании почв.

При проектировании зданий и сооружений на элювии или коре выветривания, сильно ослабленные породы вырезают или упрочняют, уплот­няя, цементируя их и т.д. Элювий неоднородного строения и состава, в котором по простиранию и глубине разреза часто чередуются участ­ки глинистого (суглинистого) и дресвяно-песчаного материала, не ре­комендуется укладывать в тело земляных сооружений во избежание создания очагов скопления влаги в песке и дресве среди не пропус­кающего воду глинистого материала.

 










Последнее изменение этой страницы: 2018-04-12; просмотров: 661.

stydopedya.ru не претендует на авторское право материалов, которые вылажены, но предоставляет бесплатный доступ к ним. В случае нарушения авторского права или персональных данных напишите сюда...