Реферат: Эоловые Процессы
6.1. Геологическая работа ветра.
Под геологической работой ветра понимается изменение поверхности Земли под влиянием движущихся воздушных струй. Ветер может разрушать горные породы, переносить мелкий обломочный материал, сгруживать его в определенных местах или отлагать на поверхности земли ровным слоем. Чем больше скорость ветра, тем сильнее производимая им работа.
ПР: Сила ветра при ураганах бывает очень велика. Однажды на мосту через р. Миссисипи ураганным ветром был сброшен в воду груженый поезд. В 1876 г. в Нью-Йорке ветром была опрокинута башня высотой 60 м, а в 1800 г. в Гарце было вырвано 200 тыс. елей. Многие ураганы сопровождаются человеческими жертвами.
Геологическая деятельность ветра проявляется во всех климатических зонах, но особенно большую работу ветер производит там, где этого имеются благоприятные условия: 1)аридный климат; 2)бедность растительного покрова, скрепляющего своими корнями почву; 3)интенсивное проявление физического выветривания, дающего богатый материал для выдувания; 4)наличие постоянных ветров и условий для развития их колоссальных скоростей. Также геологическая работа ветра особенно интенсивна там, где породы непосредственно соприкасаются с атмосферой, т.е. где отсутствует растительный покров. Такими благоприятными районами являются пустыни, горные вершины и морские побережья. Весь обломочный материал, попавший в воздушные потоки, рано или поздно осаждается на поверхности Земли, образуя слой эоловых отложений. Таким образом, геологическая работа ветра состоит из следующих процессов:
1. разрушения горных пород (дефляция и корразия );
2. переноса, транспортировки разрушенного материала (эоловая транспортировка );
3. эолового отложения (эоловая аккумуляция ).
6.1.1. Дефляция и корразия.
Дефляцией называется разрушение, раздробление и выдувание рыхлых горных пород на поверхности Земли вследствие непосредственного давления воздушных струй. Разрушительная способность воздушных струй увеличивается в случаях, когда они насыщены водой или твердыми частицами (песком и др.). разрушение с помощью твердых частиц носит название корразии (лат. “корразио”-обтачивание).
Дефляция наиболее сильно проявляется в узких горных долинах, в щелевидных расселинах, в сильно нагреваемых пустынных котловинах, где часто возникают пыльные вихри. Они подхватывают подготовленный физическим выветриванием рыхлый материал, поднимают его вверх и удаляют, вследствие чего котловина всё более углубляется.
ПР: В пустынном Закаспии одна из таких котловин-Карагие-имеет глубину до 300 метров, дно её лежит ниже уровня Каспийского моря. Многие котловины выдувания в Ливийской пустыне в Египте углубились на 200-300м и занимают огромные пространства. Так, площадь впадины Каттара 18000 квадратных километров. Большую роль в формировании высокогорной котловины Дашти-Навар в центральном Афганистане сыграл ветер. Здесь летом можно почти непрерывно видеть десятки мелких смерчей, поднимающих вверх песок и пыль.
Горные породы на склонах узких долин часто бывают сглажены и даже отполированы, а весь рыхлый материал с них унесён. В этом немалая роль принадлежит ветру. Из узких щелей, в том числе из дорожных выемок, узких углублений, оставляемых колёсами транспорта, ветер выносит рыхлые частицы, и эти углубления растут. В Китае, где широко развиты мягкие лёссовые породы, выемки старых дорог превращаются в настоящие ущелья глубиной до 30 метров (хольвеги). Этот вид разрушения называется бороздовой деятельностью . Другой вид дефляции-плоскостное выдувание . В этом случае ветер сдувает рыхлые породы, например почву, с большой площади.
Интересные формы микрорельефа создаются при плоскостном выдувании-развевании рыхлых пород (песков), содержащих твёрдые стяжения, чаще всего конкреционного характера. В Восточной Болгарии в толще рыхлых песков залегают плотные столбообразные песчаники с известковым цементом. Песок был развеян ветрами, а песчаники сохранились, напоминая стволы и пни деревьев. Судя по высоте этих столбов, можно предположить, что мощность развеянной толщи песков превышала 10м.
Большую работу по разрушению горных пород производит корразия. Миллионы песчинок, гонимых ветром, ударяясь о стенку или выступ горной породы, обтачивают их и разрушают. Обычное стекло, поставленное перпендикулярно ветровому потоку, несущему песчинки, через несколько дней становится матовым, так как его поверхность делается шероховатой от появления мельчайших ямок. Корразия может быть точечная, царапающая (бороздящая) и сверлящая. В результате корразии в горных породах возникают ниши, ячейки, борозды, царапины. Максимальное насыщение ветрового потока песком наблюдается в первых десятках сантиметров от поверхности, поэтому именно на этой высоте в породах образуются наиболее крупные углубления. В пустыне при постоянно дующих ветрах камни, лежащие на песке, обтачиваются ветром и постепенно приобретают трёхгранную форму. Эти трёхгранники (по-немецки дрейкантеры ) помогают выявить среди древних отложений эоловые и определить направление ветра.
Форма разрушаемых ветром скал в значительной мере зависит от строения и состава породы. С удивительной точностью ветер выбирает наиболее слабые породы и образует выемки-бороздки, желобки, ниши, ямки. Так, если горизонтальнослоистая толща состоит из чередования твёрдых и мягких пород, то на её поверхности твёрдые породы будут образовывать выступы, карнизы, чередующиеся с нишами. (рис.1). В конгломератах, обладающих слабым цементом, твёрдая галька образует бугристую поверхность часто причудливых очертаний.
Завихряясь вокруг одиноко стоящих скал, ветер способствует созданию грибообразных, столбообразных форм. Способность ветра выделять, обособлять в природе наиболее твёрдые и крепкие участки пород носит название эоловой препарировки. Именно она создаёт наиболее причудливые формы, часто напоминающие силуэты животных, людей и др. (рис.2).
В массивных породах ветер удаляет из трещин продукты выветривания, расширяет трещины и создаёт столбообразные формы с крутыми отвесными стенками, арки и т.п. В пластах со скрытоконцентрической текстурой (эффузивные породы, иногда песчаники) ветер способствует созданию шарообразных форм. Такие же формы выявляются в породах, содержащих шаровидные конкреции, которые бывают удивительно хорошо отпрепарированы.
Очень интересные формы создаются в породах, покрытых пустынной коркой загара. Под этой твёрдой коркой обычно следует размягчённый разрушенный слой. Корразия, пробив в корке отверстие, выдувает рыхлые породы, образуя ячейки.
6.1.2. Эоловая транспортировка.
Транспортирующая деятельность ветра имеет огромное значение. Ветер поднимает с поверхности Земли рыхлый мелкообломочный материал и переносит его на большие расстояния по всему земному шару, поэтому этот процесс можно назвать планетарным. В основном ветер переносит мельчайшие частицы пелитовой (глинистой), алевритовой (пылеватой) и псаммитовой (песчаной) размерности. Дальность переноса зависит от величины и формы обломков, их удельного веса, а также силы ветра. Крупные обломки пород-глыбы, валуны-во время смерчей сдвигаются с места и проталкиваются или перекатываются по поверхности Земли в пределах нескольких метров. Гальки, обломки, дресва и гравий во время бурь и ураганов могут отрываться от земли, подниматься вверх, затем падать и снова подниматься, т.е. они перемещаются по поверхности скачкообразно, суммарно на большие расстояния. Пески составляют один из важнейших компонентов эолового переноса. Основная масса песчинок переносится вблизи поверхности Земли на высоте 3-4 метра. Во время полёта песчинки часто сталкиваются друг с другом, в связи с чем при очень сильном ветре слышны гудение и звон движущейся массы. Песчинки шлифуются, истираются, а более слабые или с трещинками иногда раскалываются. Наиболее устойчивыми при дальних переносах оказываются кварцевые песчинки, которые и составляют главную массу песчаного потока.
Пылеватые и глинистые частицы (вулканический пепел и др.) иногда составляют главную часть твёрдого эолового потока. Они могут насыщать всю тропосферу и даже выходить за её пределы. Дальность переноса этого материала может быть безграничной. Особенно далеко переносятся тонкие частицы, поднявшиеся на большую высоту.
ПР: Так, красный пепел, выброшенный из вулкана Кракатау (Индонезия) в 1883г., облетел вокруг земного шара три раза и держался в воздухе около трёх лет.
Приведём несколько примеров дальнего перемещения обломочного материала. Пыль, поднятая ветром в пустынях Дашти-Марго, Дашти-Арбу в Афганистане, переносится в район Каракумов. Пыль из районов Западного Китая оседает в Северном Афганистане и в республиках Средней Азии. Чернозём, подхваченный ветром в Восточной Украине 1мая 1892 года, 2 мая частично выпал в районе Каунаса, 3 мая осаждался с чёрным дождём в Германии, 4 мая в Балтийском море, а затем в Скандинавии.
ПР: Количество переносимых ветром песка и пыли бывает иногда очень велико. В 1863 году на Канарских островах в Атлантике выпала пыль из Сахары, масса её определялась в 10 млн. тонн. Общее количество эолового материала, переносимого с суши в море, по подсчётам А.П.Лисицына, превышает 1,6 млрд. тонн в год.
6.1.3. Эоловая аккумуляция.
Состав переносимых ветром частиц очень разнообразен. В песчаных и пыльных бурях преобладают зёрна кварца, полевого шпата, реже гипса, соли, глинистые пылеватые и известковые частицы, частицы почвы и др. Большая часть их является продуктом разрушения горных пород, обнажённых на поверхности Земли. Часть пыли имеет вулканическое происхождение (вулканический пепел и песок ), часть космическое (метеоритная пыль ). Большая часть пыли, переносимой ветром, выпадает на поверхности морей и океанов и примешивается к образующимся там морским осадкам; меньшая часть выпадает на суше и образует эоловые отложения.
Среди эоловых отложений выделяют глинистые, пылеватые и песчаные . Песчаные эоловые отложения чаще всего образуются в непосредственной близости от областей дефляции и корразии, т.е. у подножья обнажённых гор, а также в нижних частях речных долин, в дельтах и на морских побережьях. Здесь ветер развевает и переносит аллювий и отложения морских пляжей, образуя специфические бугристые формы рельефа. Глинистые и пылеватые эоловые отложения могут осаждаться на значительном удалении от области развевания. Значительно реже встречаются карбонатные, а также солевые и гипсовые эоловые отложения.
Современные эоловые отложения преимущественно рыхлые породы, так как цементация и уплотнение их происходят более медленно, чем у водных осадков.
Цвет эоловых отложений различен. Преобладают жёлтая, белая и серая окраски, но встречаются отложения и других цветов.