Выветривание горных пород и рельеф

Выветривание играет важную роль в формировании рельефа и ландшафта:

1. Механическое (физическое) выветривание:

- морозное происхождение (вода в трещинах и порах горных пород замерзает, увеличивается в объеме на 10% и оказывает давление на стенки до 210 кг/см², однако, породы выдерживают давление только меньше 500 кг/см², поэтому разрушаются; наиболее интенсивен процесс в районах с избыточным увлажнением и колебаниями температур ниже 0^оС - высокогорные районы);

- кристаллизация солей двумя способами:

1) в районах, где средняя температура 26-28^оС, соляные пенки Na2SO4 и Na2CO3 расширяются в объёме на 300%;

2) при испарении воды из капиллярных трещин; соли, содержащиеся в воде, кристаллизуются, кристаллы растут и разрушают структуру горных пород.

- температурное выветривание (происходит в жарких пустынных областях, где велик диапазон суточных колебаний температур: днём породы нагреваются и расширяются, ночью охлаждаются и сужаются; это происходит только с верхним слоем (сжатие, расширение), который начинает трескаться и разрушаться);

- давление нагрузки (возникает в результате перемещения лежащих сверху эродированных пород, они действуют на вновь открывшиеся подстилающие поверхности, вызывая их расширение и появление трещин).

2. Химическое выветривание:

- процесс растворения - в результате взаимодействия с водой и углекислотой CaCO3 превращается в бикарбонат или гидратированный карбонат – легко растворимая порода, которая вымывается водой.

- гидролиз:разрушение структуры минералов и замерзания вне отдельных элементов. Ему наиболее подвержены породы, состоящие из полевых шпатов (гранит).

- гидратация (связана с поглощением воды минералами и последующими физическим расширением и химическим изменением).

- окисление(протекает в горных породах, содержащих железо, которое вступает в реакцию со свободным кислородом, при этом верхняя часть минерала покрывается коркой бурого цвета).

- известковое выветривание (его выделяют особо). Оно происходит в значительной степени за счёт процесса известкового растворения. Интенсивность процесса зависит от содержания СО2 в атмосфере, почве, подземных водах, в подземных полостях и пустотах. Чем ниже температура, тем лучше протекает растворение. Известковое выветривание зависит от количества воды, температуры, турбулентности, наличия в воде органических кислот, свинца, сульфида, железа, натрия, калия. Скорость растворения – от нескольких сантиметров до нескольких десятков сантиметров в десять тысяч лет.

Процесс ускоряется при следующих условиях:

1) известняк подстилает водонепроницаемые породы;

2) аллювиальный размыв;

3) растворение, смешивание вод;

4) наличие талых вод;

5) увеличение годового количества осадков;

6) наличие слоя почвы над известняком.

Антропогенные условия:

1) сжигание топлива и вырубка лесов;

2) выпадение кислотных дождей увеличивает уровень рН в дождевом стоке;

3) сельское и лесное хозяйство повышает уровень СО2 в почве.

Факторы выветривания:

1) Климат: степень увлажнения, среднегодовая температура, мороз; рост тепла и влаги активизируют процесс химического выветривания. Пример: скорость химического выветривания возрастает в 2- 3 раза с увеличением температуры на 10^оС.

2) Геология: скорость выветривания зависит от химического состава пород, характера цементации осадочных пород (содержания железистых соединений), ускоряет выветривание, замедляет преобладание кварца, наличие трещин.