Геологическая деятельность ветра. 6

МИНИСТЕРСТВО  ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ

Федеральное государственное бюджетное образовательное  учреждение

высшего профессионального  образования

НАЦИОНАЛЬНЫЙ  ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ 

ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Институт    природных ресурсов

Специальность  геология

Кафедра    ОГЗ

ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ ВЕТРА

Студент гр. 2Л31     _________________  Д.Д.Женсебаев

(подпись)

____12.10.2013____

(дата)

Руководитель     _________________  М.И. Шаминова

(подпись)

_________________

(дата)

Томск - 2013

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ…………………………...………………….…………………………3

РАЗРУШИТЕЛЬНАЯ  ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ ВЕТРА..........................................4

АККУМУЛЯТИВНАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ ВЕТРА...………………..……….....5

ЭОЛОВЫЕ ФОРМЫ РЕЛЬЕФА…………………………………............…….7

ТИПЫ ПУСТЫНЬ………………………………………………………………...12

ОТВЕТЫ НА ВОПРОСЫ………………………………….…………………....13

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ...............................................................................14

Введение

Деятельность ветра является одним из важнейших геологических  и рельефообразующих факторов на поверхности суши. Все процессы, обусловленные деятельностью ветра, создаваемые, ими отложения рельефа  и формы называют эоловыми. Эоловые  процессы протекают на всей территории суши, но наиболее активно проявляются  в пустынях, полупустынях, на побережьях морей и океанов. Этому способствует оптимальное сочетание условий, способствующих развитию эоловых процессов: 1) отсутствие или разреженность  растительного покрова, определяющее наличие непосредственного контакта горных пород, слагающих территорию, и воздушных потоков атмосферы; 2) частые ветры; 3) наличие больших  объёмов рыхлого материала, способного перемещаться ветром. Необходимо отметить, что существенное значение при «поставке» обломочного материала, в дальнейшем перемещаемого ветром, в пустынях (для которых, как известно, характерны значительные суточные колебания температуры) имеет температурное выветривание. Существенную роль эоловые процессы играют также в сухих степях, саваннах, приледниковых областях, долинах  крупных рек и других открытых ландшафтах. Переносимый ветром тонкий материал может перемещаться на сотни  и даже тысячи километров (достаточно отметить, что на значительных участках океанического дна вклад эолового материал достигает 50-70% и более).

Геологическая деятельность ветра складывается из процессов  разрушения пород, переноса материала  и его аккумуляции, тесно взаимосвязанных  и протекающих одновременно.

1. Разрушительная деятельность ветра

      Деятельность ветра проявляется в различных климатических зонах, но особенно она продуктивна в областях сухого климата, характеризующиеся следующими особенностями: 
1) низкие суточные изменения температуры, обусловливающие интенсивность физического выветривания;

2) незначительное количество осадков, выпадающих, в основном, в виде ливней;

3) превышение испарения (5–15 раз) количество выпадения атмосферных осадков;

4)  разреженность растительного покрова или полное его отсутствие;

5)  частые ветра большой силы;

6)  наличие материала, способного перемещаться ветром.

      Перечисленные особенности свойственны пустыням и отчасти полупустыням.

Деятельность ветра проявляется  также на низменных песчаных побережьях морей, озер, рек (в различных климатических  зонах) при условии отсутствия и  сильной разреженности растительности, и в ряде мест на вершинах гор.

Геологическая деятельность ветра  состоит из процессов дефляции (выдувание и развевание, от лат. «deflare» — сдувать), корразии (обтачивании горных пород и их обломков при помощи переносимых ветром частиц «corrasus» — обтачивать), переноса и аккумуляции (отложения).

      Под ДЕФЛЯЦИЕЙ понимается процесс выдувания и развевания ветром различных частиц горных пород (лат. «deflatio» — выдувание, развевание). Очень эффектно этот процесс действует в пустынных районах, где трещины в горных породах не заполнены рыхлым материалом, как это наблюдается во влажных местах. Интенсивность дефляции усиливается при длительных ураганных ветрах — суховеях. Периодически она проявляется в степных засушливых земледельческих районах на западе США (вспомните сказку «Волшебник Изумрудного города»), южных республиках СНГ (Казахстане, нижнем Поволжье, Предкавказье и на юге Украины).

      Различают: «Черные бури» — в пределах черноземной полосы; «Красные бури» — типичны для пустынь; «Белые бури» — редкое явление, характерное для районов распространения солончаковых и загипсованных почв (Приаралье, побережье Каспийского моря). Во время бурь скорость ветра достигает 15–20 м/с, а местами до 30–40 м/с. 1,0–2,0 м), где и происходит небольшая корразионная работа. Здесь песок как бы подрезает нижние части скал, и они внизу утоняются.

      Наглядный пример действия корразии можно наблюдать в степях, где нижние части телеграфных столбов ничем не защищенные быстро подрезаются и они падают. Часто встречаются скалы грибообразной формы. При преобладании ветров одного направления в основании скал образуются ниши, небольшие пещеры; в известняках возникают каменные полые сундуки; в порфировидных гранитах — ячеистая поверхность, напоминающая пчелиные соты и т. д.

Пахотные слои иногда сдуваются  до глубины 5–6 см, а местами и  до 10–20 см. Это так называемая плоскостная дефляция.

      В некоторых областях Китая существует бороздовая дефляция, которая развивается в лессовых отложениях и образует вдоль колеи дорог борозды глубиной до нескольких метров. КОРРАЗИЯ (лат. «Corrasus» — обтачивать, «сorrado» — соскабливаю, соскребаю) представляет собой механическую обработку обнаженных горных пород ветром при помощи переносимых им твердых частиц — обтачивание, шлифование, высверливание.

      Частицы песка поднимаются до 2–3 м, изредка до 8–10 м, но наибольшей концентрации они достигают в нижних приземных частях воздушного потока (до 1,0–2,0 м), где и происходит небольшая корразионная работа. Здесь песок как бы подрезает нижние части скал, и они внизу утоняются.

Наглядный пример действия корразии можно наблюдать в степях, где нижние части телеграфных  столбов ничем не защищенные быстро подрезаются и они падают. Часто  встречаются скалы грибообразной  формы. При преобладании ветров одного направления в основании скал образуются ниши, небольшие пещеры; в известняках возникают каменные полые сундуки; в порфировидных  гранитах — ячеистая поверхность, напоминающая пчелиные соты и т. д.

2. Аккумулятивная деятельность ветра

      Аккумулятивная деятельность ветра заключается в накоплении эоловых отложений, среди которых выделяются два генетических типа - эоловые пески и эоловые лёссы. Эти отложения в современную эпоху образуются в пустынях и на их периферии, но во время четвертичного оледенения активно формировались и в зоне, обрамлявшей покровные ледники. Эоловые отложения возникают преимущественно в результате ветрового захвата и переноса более древних накоплений (морских, речных, озёрных и др.) или, частичном участии продуктов механического разрушения других пород. В зависимости от степени и характера эоловой переработки исходного материала песчаные отложения подразделяются на не перемещённые (перевеянные) и перемещенные (навеянные). Перевеянные отложения залегают в непосредственной близости от пород (песков) за счёт переложения которых накопились, представлены преимущественно песками. Навеянные отложения лишены пространственной связи с материнскими породами, для них характерно обогащение мелкозернистым материалом, способным перемещаться на большие расстояния, представлены лёссами.

      В результате АККУМУЛЯЦИИ формируются эоловые отложения пески и лёссы.

Эоловые пески представляют собой, большей частью, продукты перевевания отложений рек, морей, озер и элювиальных образований, возникших при физическом выветривании. Для них характерно:  
1)  относительно хорошая окатанность зерен, нередко с блестящей полированной поверхностью(пленки пустынного загара из окиси железа);

2) хорошая отсортированность  по размеру зерен. Это преимущественно мелкозернистые и тонкозернистые пески (0,05 до 0,25мм);

3) в составе песков  преобладают устойчивые твердые минералы — кварц и др. Менее стойкие уносятся и истираются;

4) цвет преимущественно  желтый, желтовато-коричневый, а в  субтропиках и тропиках — красный;

5) косая, неправильная  слоистость, то пологая, то крутонаклонная, иногда перекрещивающаяся. Мощность  отложений небольшая и достигает  нескольких десятков метров.

      Лёсс — представляет собой своеобразный генетический тип континентальных отложений. Это светло-желтая, палево-желтая неслоистая, местами неясно слоистая горная порода, в составе которой преобладают частицы пыли от 0,05 до 0,01 мм (более 50%). Для лесса характерно: 1) высокая пористость (42–50%); 2) наличие системы коротких вертикальных канальцев (следы растений, засыпанных пылью); 3) сильная карбонатность и присутствие известковых стяжений, называемых журавчиками (нем. лессовые куколки); 4) вертикальная отдельность и способность держать отвесные стенки в естественных обнажениях и искусственных выработках; 5) покровный характер; 6) значительные просадки при увлажнении.

Мощность лессовых отложений  от нескольких метров до десятков и 100–150 метров. Существует много гипотез  о происхождении лесса: эоловая (В. А. Обручева), пролювиальная, аллювиальная, делювиальная, почвенно-элювиальная  и др.

3. Эоловые формы рельефа

Эоловые пески 

      Отложения, обладающие рядом специфических особенностей, среди которых необходимо отметить следующие:

•  Хорошая сортированность  зёрен с преобладанием частиц размером 0,1-0,25 мм. Матовая поверхность зёрен, наличие так называемых «пустынного загара» - железистой или марганцевой плёнки на их поверхности.

•  Наличие в отложениях ветрогранников - обломков горных пород  двух-, трёх-, четырёхгранной формы, возникающие  вследствие шлифующего действия песка, переносимого ветром.

•  Косая слоистость с  углами падения слойков около 300.

•  Отсутствие фауны и  цемента.

      Следует добавить, что, осаждаясь из воздуха, в том числе вместе с каплями дождя и со снегом, пылеватые частицы примешиваются к морским и континентальным осадкам разного генезиса, не образуя в таких случаях самостоятельных эоловых накоплений.

Эоловые формы  рельефа

      Наиболее распространены аккумулятивные и аккумулятивно-дефляционные формы, образующиеся в результате перемещения и отложения ветром песчаных частиц, а также выработанные формы, возникающие за счет выдувания рыхлых продуктов выветривания. Форма и величина аккумулятивных и аккумулятивно-дефляционных образований зависит от сочетания ряда факторов: характера и режима ветров, количества растительности (препятствующей свободному движению песков), а также насыщенности песчаными частицами ветропесчаного потока, увлажнения песков, характера подстилающей поверхности и некоторых других. Максимальное распространение эоловые формы получают в пустынях. Для рельефа пустынь характерно одновременное присутствие наложенных друг на друга различных по масштабу динамичных аккумулятивных и дефляционно-аккумулятивных эоловых форм.

      Основным элементом микрорельефа является эоловая рябь. Как известно, между двумя параллельно движущимися средами с разной плотностью и подвижностью (в данном случае - сухой песок и воздух) поверхность раздела приобретает волнообразный характер. Волнообразность движения поверхности песка приводит к образованию на его поверхности движущейся ряби. Высота валиков ряби от миллиметров до десятков сантиметров, валики ассиметричны – более пологим является наветренный склон. Массовое перекатывание песчинок происходит преимущественно в пределах лишь одного валика ряби, начинаясь на его наветренном склоне и заканчиваясь на гребешке. Движение ряби и «песчаных волн» осуществляется за счёт осыпания подветренного склона валиков.

      Более крупными элементами рельефа являются щитовидные скопления песков, образующиеся в понижениях рельефа или ветровой тени. В дальнейшем щитовые скопления перестраиваются в барханные формы рельефа - одиночные и групповые барханы, затем - в барханные цепи, барханные гряды и т.д.

      Барханы - подвижные аккумулятивно-дефляционные формы рельефа пустынь, представляющие собой серповидные в плане крупные скопления песков. Характерной морфологической особенностью барханов служит полулунное или серповидное очертание в плане и наличие ассиметричных склонов: длинного пологого (5—14°) наветренного и короткого крутого (30—33°) подветренного, переходящих в вытянутые по ветру «рога». При этом «рога» направлены по направлению ветра. Высота барханов обычно составляет первые метры, но может достигать 100 м и более. Барханы динамичны и меняют свою форму в зависимости от направления и скорости ветра и равномерности поступления того или иного количества песка.

Движение песка по профилю  бархана в разных его частях неодинаково. На нём можно выделить три следующие зоны:

1.  Зона развевания, или  дефляции, которая характеризуется  процессами отрыва зёрен от  поверхности песка при отсутствии  их привноса. Здесь имеет место  вынос зёрен песка с поверхности.

2.  Зона переноса и  обмена. При незначительной скорости  ветра происходит интенсивное  перемещение из зоны дефляции  ряби; при сильных ветрах - в момент  удара струйки ветропесчаного  потока о поверхность подветренного  склона происходит перераспределение  песка по крупности (более крупный  оседает на склоне, лёгкий - приносимый  или оторванный при соударении - вовлекается в дальнейшее движение).

3.  Зона аккумуляции,  где происходит накопление песка,  перенесенного из зоны дефляции.

      Характерной особенностью бархана является образование вихря за гребнем цепи (в «ветровой тени»), приводящим к возникновению потока воздуха, обратного направлению ветра. Песок, сносимый ветром с гребня бархана или осыпающийся при достижении рябью гребня, попадает в этот вихрь и осаждается на склоне. Наличие указанной аэродинамической особенности определяет асимметричное строение бархана и его устойчивость.

      Более сложной формой эолового рельефа пустынь является барханная цепь. Барханная цепь представляет собой подвижное скопление песка, имеющее форму сильно вытянутого асимметричного волнообразного вала. Барханные цепи обычно располагаются параллельными рядами. Это связано с формированием двух взаимно перпендикулярных потоков воздуха при их образовании: один, основной, соответствует направлению ветра (он перпендикулярен цепи), второй, образованный за счёт снижения давления при образовании вихрей в зоне аккумуляции, имеет параллельное цепям направление. Длительное существование перпендикулярных направлению ветра барханных форм возможно лишь при наличии двух противоположно ориентированных направлений господствующих ветров (сдерживающим вытягивание «рогов» параллельно ветру). Наличие одного господствующего направления ветров приводит к развитию ассиметричных барханов и барханных гряд. Их развитие связано с неравномерностью распределения энергии ветрового потока, его «струйчатостью» (например, связанной с особенностями рельефа).

      Песчаные формы рельефа получают развитие не только в области пустынь и полупустынь, но и во внепустынных областях - прибрежных зонах океанов, морей, крупных озёр, долинах рек со слабым развитием растительности, на приледниковых равнинах, где также широко распространены рыхлые песчаные отложения. В пределах таких ландшафтов развиты дюны - подвижные аккумулятивно-дефляционные песчаные форма рельефа внепустынных областей. В отличие от развитых в пустынях барханов, у дюн «рога» расположены на наветренной стороне. Пологий склон обращён навстречу ветру и имеет угол наклона 8—20°, заветренный 30-40°. Дюны могут перемещаться в направлении господствующего ветра со скоростью до 10 м в год, в зависимости от массы песка и скорости ветра. Эволюция дюн, при господстве одного или близких направлений ветров, выражается в постепенном переходе от приморских или прирусловых дюнных валов поперечных ветру, в дугообразные, параболические и шпильковидные формы. Такая морфологическая эволюция определяется неравномерностью движения песка в её составе: наиболее активно перемещается центральная часть, в то время как увлажненные и закрепленные растительностью краевые части движутся медленнее (что и определяет обращенность «рогов» в сторону ветра). В районах с конвекционным режимом ветров развиваются округлые валообразные дюны с развеванием из центра к периферии.

      Менее распространены корразийные формы эолового рельефа, возникающие под воздействием динамических ударов ветра и, особенно, под действием ударов мелких частиц, переносимых ветром в ветропесчаном потоке. Ветропесчаный поток движется в приземном слое (до высоты 1,5 - 2 м), поэтому наиболее, активно вырабатываются нижние части стоящих на пути ветра препятствий, что приводит к образованию характерных эоловых грибов и карнизов. При попадании твёрдых песчинок в полости и трещины пород происходит их расширение с образованием ниш и пещер. Важным фактором, определяющим особенности корразийного рельефа, является и различие в прочности пород, приводящее к неравномерному их разрушению и образованию причудливых форм. Сочетание указанных факторов иногда приводит к образованию эоловых городов - участки пустыни с многочисленными останцами горных пород, которые благодаря интенсивному физическому выветриванию и механическому воздействию переносимого ветром песка приобретают причудливые формы.

4. Типы пустынь

      Наиболее отчётливо геологическая работа ветра проявляется в области пустынь.

      По своему положению различают континентальные пустыни (Гоби, Такла-Макан), расположенные внутри континента, и прибрежные (Атакама, Намиб), протянувшиеся вдоль западных побережий материков.

      Вопреки сложившемуся мнению, что пустыня — это бескрайнее однообразное море песка, наиболее распространены каменистые пустыни, или хамады, нередко расположенные на плато или горных массивах с останцами причудливых форм. Среди них выделяются галечниковые и щебнистые пустыни, впечатляющие почти полной безжизненностью. Участки таких пустынь можно увидеть в Сахаре, Кызылкумах, на Аравийском полуострове. В условиях огромной суточной амплитуды температур (от 5 °С ночью до 40 °С и выше днем), при периодическом увлажнении и высыхании горных пород на их поверхности образуется характерная блестящая темная корка, так называемый пустынный загар, который защищает породу от быстрого выветривания и разрушения. Нередко каменистые пустыни переходят в песчаные. В Средней Азии их называют кумы, в Африке — эрги, в Аравии — нефуды. Пески легко переносятся ветром, образуя эоловые формы рельефа: дюны, барханы, сейфы и др. Не закрепленные растительностью одиночные барханы и дюны могут передвигаться на десятки метров в год. Иногда песок, развеваемый ветром, издает особый звук. В таких случаях говорят о поющих дюнах или барханах (в Дагестане поющий бархан объявлен памятником природы). Но основная масса песков неподвижна, так как удерживается длинными корнями кустарников и трав, приспособившихся к условиям постоянного дефицита влаги. К крупнейшим песчаным пустыням мира относятся: Ливийская пустыня, Руб-эль-Хали, Нефуд, Большая Песчаная пустыня, Большая пустыня Виктория, Каракумы, Кызылкум.

      Глинистые пустыни развиваются на глинистых отложениях различного происхождения. Крупнейшие глинистые пустыни: Устюрт, Деште-Лут, Деште-Кевир, Бетпак-Дала и др. В их рельефе характерны такыры и соры.

      Солончаковые пустыни формируются на засоленных (солончаковых) почвах и разбросаны отдельными пятнами среди других типов пустынь.

      Участки пустыни встречаются в полупустыне.

      Одной из разновидностей пустынь является арктическая пустыня.

Ответы на вопросы

1. Почему в пустынных областях часто приходится менять оконные стекла?

Ответ:

2. Чем отличаются по форме и происхождению дюны и барханы?

Ответ:

3. Как отличить в образце эоловый песок от речного и морского?

Ответ:

4. Какое происхождение имеет большинство озерных котловин в засушливом климате?

Ответ:

Список литературы

1. Левитес Я.М. Общая  геология Изд-во «Недра», 1986

2. Жуков М.М,  Славин В.И, Дунаева Н.Н. Основы  геологии.– М.:Госгеолтехиздат, 1961.

3. Обручев В.А.  Занимательная геология М.: Изд-во Академии наук СССР,1961

4. Горшков Г.Н.  Якушева А.Ф. Общая геология  Изд-во МГУ, 1958

5. Иванова М.Ф.  Общая геология Изд-во «Высшая  школа» Москва, 1969

6. Смирнова М.Н.  Основы геологии СССР Изд-во  «Высшая школа» Москва, 1984