Выветривание горных пород и его типы.

Выветривание — это процесс разрушения и изменения горных пород, вышедших в поверхностные слои литосферы. Оно протекает под воздействием различных факторов: солнечного тепла, кислорода, диоксида углерода (С02), осадков и живых организмов. Выделяют три типа выветривания: физическое, химическое и биологическое.

Физическое, или механическое, выветривание представляет собой процесс механического дробления горных пород на обломки различной величины и формы без изменения их первоначального химического состава. Основной фактор физического выветривания — резкие суточные и сезонные перепады температур в наружных слоях горной породы. В дневные часы солнечные лучи нагревают ее поверхностные слои, которые сильно расширяются, а внутренние слои из-за плохой теплопроводности остаются холодными. В результате в породе на определенной глубине между верхними нагретыми и нижними холодными слоями возникают напряжения, приводящие к образованию трещин, параллельных поверхности. В ночные часы наружные слои породы при охлаждении сжимаются. Внутренние, менее остывшие слои породы сильно давят на внешние и разрывают их, вызывая образование трещин в радиальном глубинном направлении: массивная порода Разрушается, и от нее отслаиваются скорлуповидные отдельности. Такое разрушение породы, происходящее при резком колебании температуры, называют термическим выветриванием. Оно перестает проявляться лишь в обломках породы диаметром менее 0,01 мм.

В образовавшиеся при термическом выветривании трещины попадает атмосферная влага, которая углубляет и расширяет их. Это связано с тем, что в трещинах вода развивает сильное давление (от 78Т05 до 147Т07 Па) в результате ее замерзания и действия других физических сил. В ряде случаев в трещины с водой попадают соли, которые при испарении влаги кристаллизуются и также оказывают давление на стенки породы.

Из-за физического выветривания горная порода разрушается на обломки различной величины, называемые рухляком.

Рухляк приобретает уже принципиально новые качественные состояния, несвойственные исходной массивно-кристаллической породе: рыхлость и пористость, а следовательно, способность пропускать воздух и влагу. С этого момента порода в виде рухляка начинает подвергаться усиливающемуся действию некоторых других агентов, вызывающих химическое выветривание.

Химическое выветривание проявляется в разрушении горной породы с изменением химического состава и образованием новых минералов, отсутствующих в первичных породах. Главнейшие факторы химического выветривания — вода, кислород и диоксид углерода. Особенно велика роль воды, которая не только перемещается в рухляке, но и активно растворяет минералы и горные породы.

По мере разрушения горной породы возрастает площадь соприкосновения с ней воздуха и воды, усиливается процесс химического выветривания.

При химическом выветривании между водой, несущей в себе растворенные вещества, и рухляковой породой происходит ряд химических реакций, приводящих к образованию новых минералов, стойких в термодинамических условиях поверхности земной коры. Наиболее важные из этих реакций — гидролиз, окисление, гидратация, восстановление.

В результате химического выветривания разлагаются первичные и возникают вторичные минералы, рухляк и его отдельности еще больше разрушаются и разрыхляются тонкими илистыми частицами, повышается подвижность многих веществ. Все это постепенно создает благоприятные условия для поселения на такой уже резко измененной рухляковой породе живых организмов.

Биологическое выветривание — механическое разрушение и химическое изменение породы, осуществляемое под воздействием живых организмов и их выделений.

Работами академиков В. И. Вернадского, Б. Б. Полынова, В. Р. Вильямса установлено, что в разрушении минералов и горных пород особенно велика роль живых организмов.

Поселяющиеся на горной породе растения оказывают на нее прежде всего механическое воздействие. Их корни проникают по небольшим трещинам вглубь и, развивая высокое давление, способны разрушать даже прочные породы.

Еще большее влияние на породу и рухляк оказывают выделения растений и микроорганизмов. Кислород, диоксид углерода, органические кислоты и некоторые другие соединения, выделяемые растениями и микроорганизмами в окружающую среду, усиливают процессы растворения и гидролиза даже устойчивых к химическому выветриванию пород и минералов.

В разрушении горных пород особенно велика роль выделений низших растений, в частности лишайников, которые способны больше, чем другие организмы, извлекать из горных пород необходимые для питания элементы. После отмирания лишайников питательные вещества концентрируются в верхних слоях породы и создают благоприятные условия для жизни других растений.

При разложении отмерших организмов в почве образуются гумусовые кислоты. Они еще более усиливают разрушение первичной породы и минералов. Кроме того, микроорганизмы и низшие растения обогащают верхние слои горной породы органическим веществом и питательными элементами, которые в породе находятся в рассеянном состоянии. Они подготавливают породу для заселения ее высшими растениями и свидетельствуют о начале почвообразовательного процесса.

Немаловажная роль в биологическом выветривании принадлежит почвообитающим насекомым и мелким животным (муравьи, термиты, личинки насекомых, дождевые черви, тушканчики, кроты, суслики и др.). Их деятельность приводит к перемешиванию, обогащению органическим веществом и химическому видоизменению породы. Таким образом, выветривание горных пород представляет собой сложный и разносторонний процесс, происходящий под воздействием физических, химических и биологических факторов.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >