Суффозионные и карстовые процессы

 

Образованию оползней способствуют процессы суффозии. Суффозия – выщелачивание и вынос мелких минеральных частиц потоками грунтовых вод, фильтрующихся в толще горных пород. Вследствие этого отложения становятся менее плотными, а наклонно залегающие над ними грунтовые массы начинают сползать вниз по склону. Суффозия приводит к образованию подземных пустот и к последующей просадке всей вышележащей осадочной толщи с формированием на земной поверхности замкнутых понижений (блюдец, воронок, западин). Такие формы рельефа часто встречаются в степной зоне на площади залегания лёссов и лёссовидных суглинков.

Горные породы, сложенные в той или иной мере водорастворимыми минералами, подвергаются растворению фильтрующейся через них водой. Процессы растворения и выщелачивания горных пород с образованием характерных форм рельефа на поверхности и разнообразных полостей выщелачивания на глубине и удалением растворимого вещества называются процессами карстообразования – по названию известкового плато Карст, расположенного на побережье Адриатического моря.

По особенностям карстующихся пород выделяют карст карбонатный (известняк, доломит, мел, мергель, мрамор) и некарбонатный (гипс, ангидрит, каменная соль). Карст характеризуется комплексом поверхностных – открытый карст (карры, воронки, ванны, желоба, котловины, полья, останцы) и подземных – покрытый карст (пещеры, полости, колодцы, ходы) форм рельефа. Колебание концентрации углекислого газа в воздухе пещер сопровождается выпадением из раствора карбоната кальция в виде кальцита и арагонита в форме сталактитов (сверху) и сталагмитов (снизу). Процессы карстообразования очень широко распространены, ими охвачено свыше 1/3 площади мировой суши.

С карстом связаны такие образования, как пещеры, которые создаются подземными водами, циркулирующими в карстующихся породах. Крупнейшая из известных карстовых пещер – Мамонтова в США имеет в длину 16 км, а общая протяженность ее разветвлений достигает 250 м. Самая большая в России – Кунгурская пещера в Пермской области. Самая глубокая карстовая пещера в районе Триеста – 323 м. Изучением общих вопросов карста занимается карстоведение, а изучением пещер – спелеология.

Геохимическое воздействие подземных вод на горные породы не ограничивается процессами карстообразования. Пластовые подземные воды, насыщающие водопроницаемые отложения, взаимодействуют с ними и влияют на их минералогический состав и строение. Совокупность процессов преобразования осадочных горных пород подземными пластовыми водами называется катагенезом.

Глава 12

ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ ЛЕДНИКОВ

В условиях образования ледников происходит активное механическое разрушение горных пород.

Работа горных ледников

 

Суточные и сезонные температурные колебания активизируют неодинаковое линейное расширение минералов, что способствует образованию тонких трещин в плотных породах. В эти трещины, а также в поры более рыхлых пород проникает вода, которая в процессе замерзания – размерзания расклинивает породы и минералы. В результате происходит механическое разрушение и отслаивание поверхностных участков горных пород, которое называется десквамацией.

Лёд не обладает высокой твёрдостью, но обломки плотных пород, вмороженных в ледник, играют важную абразионную роль. В результате давления и абразии ледник выламывает куски горных пород и даже очень крупные глыбы, сглаживает их острые выступы и перетирает мелкие обломки. Экзарация – механическое разрушение горных пород движущимся ледником. Следы экзарации сохраняются в виде ледниковых шрамов на скальных породах, образования отшлифованных поверхностей (бараньи лбы). По склонам гор ледники создают углубления, похожие на кресла – ледниковые цирки. В результате движения и воздействия ледника на долину, последняя приобретает U – образные очертания поперечного профиля, благодаря чему получила название трог (корыто).

Механическое разрушение горных пород ледником неразрывно связано с транспортировкой продуктов разрушения. Обломки пород переносимых ледником, называются мореной. Различают поверхностную, внутреннюю, донную, боковую и срединную морены. Характерной чертой обломочного материала морены является его полная несортированность. В морене присутствуют как грубые обломки, иногда весьма крупные, валуны различных размеров, гравий, песок, и глинистые частицы.

Мореной также называют осадки, отложения ледника после его полного растаивания.

 

Работа покровных материковых ледников

Последний этап геологическойистории (1,5-2,0 млн. лет), называемый плейстоценовым, или четвертичным, ознаменовался сильным похолоданием высокоширотных областей Земли. На протяжении последних 700 тыс. лет была череда обширных материковых оледенений. Мощные покровные ледники формировались в ледниковые эпохи, сменявшиеся межледниковыми. На территории Европы установлено четыре оледенения. Во время второго оледенения ледник имел максимальное распространение на территории Восточно-Европейской равнины и образовывал огромные языки вдоль долин Днепра и Дона.

Отложения покровных материковых ледников образуют особую ледниковую формацию плейстоцена. Наиболее распространённым типом отложений в этой формации является морена, для которой также характерна несортированность. Типичным компонентом морены служат ледниковые валуны – обломки пород, обработанные и перенесённые ледником. Валуны обычно имеют размеры от нескольких сантиметров до нескольких дециметров. Среди валунов Восточно-Европейской равнины всегда присутствуют в том или другом количестве валуны кристаллических пород Балтийского кристаллического щита. Состав валунов указывает на источник материкового оледенения. Дальность переноса валунов достигает 1000 км. Нередко в моренных отложениях встречаются очень большие валуны. Крупный валун весом более 1500 т был использован для основания памятника Петру Первому в Петербурге – знаменитого «Медного всадника».

Наиболее крупные глыбы получили название отторженцев. В некоторых местах крупные отторженцы, перекрытые более поздними отложениями, образуют валообразные возвышенности.

С моренами связано образование моренных равнин (холмистого и холмисто-грядового ледникового рельефа) и друмлинных полей (вытянутых по направлению движения ледника холмов).

Особые отложения и формы рельефа связаны с деятельностью ледниковых вод. Водно-ледниковые, или флювиогляциальные водные потоки перемывают обломочный материал морены: валуны остаются на месте, а песчаные и глинистые частицы уносятся во взвешенном состоянии. Песчаные частицы осаждаются на краю ледника, а глинистые уносятся ещё дальше. Поэтому перед краем ледника образуется песчаная равнина с мелкими валунчиками – зандр или зандровая равнина. После таяния ледника образуются узкие песчаные гряды – озы, холмы с крутыми склонами. В условиях деградации покровного ледника образовывались многочисленные озёра, на дне, которых отлагался тонкий переслой мелкопесчаных (летних) и глинистых (зимних) частиц, так называемые ленточные глины. Каждый слой, начинающийся мелким песком и заканчивающийся глинистым слоем, соответствует одному году, что способствует определению возраста ледниковых озёр и форм рельефа.

 

Многолетняя мерзлота

Под многолетней (вечной) мерзлотой подразумевают толщи горных пород, постоянно находящиеся в условиях отрицательных температур. Верхняя граница многолетнемёрзлой толщи ограничена так называемым деятельным горизонтом – ежегодно оттаивающим в тёплое время поверхностным слоем (от 0,2 до 2 м), который вновь замерзает зимой. Многолетняя мерзлота в сочетании с холодными климатическими условиями способствует развитию специфических мерзлотных геологических процессов, отражающихся на особенностях строения поверхностных отложений и рельефа местности.

Процессы сезонного замерзания – размерзания вызывают характерные изменения сложения рыхлых поверхностных отложений (беспорядочное смятие пластов деятельного слоя, образование морозобойных трещин и «каменных полигонов»). Нарастание в приповерхностной части многолетнемёрзлой толщи большого количества льда приводит к пучению грунта и образованию бугров («булгунняхи») до 10 м и выше. Проседание оттаявшего грунта (термокарст) приводит к образованию округлых западин (понижений). Замерзание талых вод, которые находятся между поверхностью мерзлоты и постепенно замерзающим с началом холодного сезона деятельным слоем приводит к его прорыву и образованию наледей.

Для территории распространения многолетней мерзлоты характерны процессы солифлюкции – медленного течения, сползания насыщенного водой грунта по склонам.

Глава 13