Геологическая деятельность ветра

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 (Эол – бог ветров в греческой мифологии). 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.

Разрушительная деятельность ветра

Разрушительная деятельность ветра складывается из двух процессов – дефляции и корразии.

Дефляция (от лат. «deflatio» – сдувание) – процесс выдувания и развевания ветром частиц рыхлых горных пород. Дефляции подвергаются мелкие частицы пелитовой, алевритовой и песчаной размерности. Различают площадную и локальную дефляцию. Площадная дефляция приводит к равномерному выдуванию рыхлых частиц с обширных площадей; понижение поверхности за счёт такой дефляции может достигать 3 см в год. Развитие локальной дефляции определяется особенностями движения воздушных потоков и характером рельефа. С действием восходящих вихревых потоков связано образование котловин выдувания. В качестве особого вида локальной дефляции выделяют бороздовую дефляцию. В трещинах, узких щелях или бороздах сила ветра больше, и рыхлый материал выдувается оттуда в первую очередь. В частности с этим видом дефляции связано углубление колеи дорог: в Китае, на сложенных лёссом территориях, на месте дорог образуются узкие каньоны глубиной в первые десятки метров.

Корразия (от лат. «corrado» — скоблю, соскребаю) – процесс механического истирания горных пород обломочным материалом, переносимым ветром. Заключается в обтачивании, шлифовании, и высверливании горных пород. Частицы, переносимые ветром, ударяясь о поверхность встречающихся на пути коренных горных пород, действуют в качестве природного «абразивного инструмента», вырабатывая на их поверхности штрихи, борозды, ниши и другие характерные формы. В процессе такого обтачивания происходит также образование нового обломочного материала, вовлекаемого в процесс дефляции (грубой аналогией подобного процесса может служить действие абразивного инструмента на предмет – в результате обработки предмет изменяет форму, а удаляемая часть превращается в стачиваемый мелкий материал). Таким образом, процессы корразии и дефляции взаимосвязаны и протекают одновременно.

Перенос материала ветром

Перенос материала ветром может осуществляться в следующих формах: перекатыванием, путем скачкообразных движений и во взвешенном состоянии.

Перекатыванием или скольжением перемещаются крупные зёрна песка и, при штормовых и ураганных ветрах, гальки и щебень.
Путём скачкообразных движений (или сальтацией – от лат. «saltatio» – скачок). Таким образом перемещаются зёрна мелко- и среднезернистого песка (размером 0,1-0,5 мм). В процессе сальтации песчаное зерно при порыве ветра отрывается от поверхности (поднимаясь на высоту см – десятки см), описывает в воздухе параболическую кривую, затем, ударяясь о лежащие на поверхности зёрна, вовлекает в движение. Фактически движение ветра и переносимых им частиц представляет собой движение ветропесчаного потока. Насыщенность потока песком убывает по мере удаления от поверхности; на высоту более 1 м песчаные зёрна поднимаются только при очень сильных ветрах. Важнейшим параметром, определяющим характер ветропесчаного потока, является скорость ветров. Для приведения в движение мелкозернистого сухого песка (с размером частиц 0,1-0,25 мм) необходима скорость ветра около 4-5 м/сек, для крупнозернистых песков с диаметром частиц 0,5-1 мм – 10-11 м/сек. Как правило, песчаный материал переносится в пределах пустынь.
Перемещение во взвешенном состоянии характерно для пылеватых частиц. Частицы движутся в воздушном потоке (на высоте до 3-6 км) не опускаясь на поверхность до изменения условий (скорости ветра и пр.). Алевритовый и пелитовый материал при благоприятных условиях (сочетание сухого воздуха аридных областей и сильного ветра) может перемещаться на тысячи км. Особенно далеко может переноситься пыль, поднятая на большую высоту при извержениях вулканов. Так пепел вулкана Кракатау во время извержения 1883 года облетел земной шар и находился в воздухе около трёх лет, оседая в разных частях планеты (иногда в виде «кровавых дождей»). Часто перенос крупных частиц осуществляется ураганами и смерчами.

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 неперемещенные (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.

Эоловый лёсс (нем. «Loss» от «lose» – рыхлый, нетвёрдый) – отложения, сложенные пылеватыми частицами, неслоистые, обладающие высокой пористостью. Характерными особенностями лёссов являются следующие.

Мелкозернистый пылеватый состав. Частицы размером более 0,25 мм отсутствуют или составляют не более 5%.
Высокая пористость – объём пор может достигать 50-55%. Эта особенность определяет способность лёссов обваливаться большими глыбами и просаживаться при увлажнении или под нагрузкой (например, весом построек). Благодаря рыхлости пород они легко разрушаются при дефляции или под действием водных потоков (знаменитая «жёлтая» река – Хуанхэ – имеет специфичный цвет вод за счёт переноса большого объёма лёссового материала).
Залегание в форме плащеобразных покровов.
Отсутствие слоистости и однородность состава.
Наличие в них горизонтов погребенных почв. Изучение особенностей захороненных в толщах лёссов пыльцы и ископаемых моллюсков указывает на их образование в условиях холодного ледникового климата. Горизонты почв, напортив, содержат признаки формирования в более теплых условиях. Эта особенность позволила определить, что значительная часть лёссов возникла в ледниковые эпохи в приледниковых зонах (а захороненные в них почвы – в период межледниковий).

Эоловые пески также обладают 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 30 0 .
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 (дефляционные) 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. Зависимость форм рельефа песков от условий образования приведена на рисунке.

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.

Зона развевания, или дефляции, которая характеризуется процессами отрыва зёрен от поверхности песка при отсутствии их привноса. Здесь имеет место вынос зёрен песка с поверхности.
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).
Зона аккумуляции, где происходит накопление песка, перенесенного из зоны дефляции.

Продольный профиль бархана

1 – зона выноса, 2 – зона переноса, 3 – зона накопления, 4 – нейтральная зона, 5 – наветренный склон, 6 – склон осыпания, 7 – гребень, 8 – высота бархана, 9 – путь предельного насыщения ветропесчаного потока песком.

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 взаимо-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 перпендикулярых 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.

Основные формы рельефа песков, связанные с режимом ветров (Федровович, 1983)

I – барханные пески пустынь. А.: пассатный тип (при ветрах одного или близких направлений) : 1 – песчаный щит; 2 – то же, с воронкой (эмбриональный бархан); 3 – серповидный симметричный бархан; 4 – несимметричный бархан; 5 – продольные ветру барханные гряды; 6 – комплексные продольные барханные гряды (“китовые спины”);
Б – муссонно-бризный тип (при ветрах противоположных направлений) : 7 – групповые барханы; 8 – простые барханные цепи; 9 – комплексные барханы и барханные цепи;
В – конвекционный и интерференционный типы (при системе равномерных ветров и при ветрах поперечных направлений): 10 – циркульные барханы; 11 – то же, пирамидальные; 12 – то же, скрещенные комплексные.
II– полузаросшие пески пустынь. А: 13 – прикустовые косички; 14 – мелкие грядки; 15 – грядовые пески; 16 – грядово-крупногрядовые пески;
Б: 17 – грядово-лунковые пески; 18 – лунковые пески; 19 – граблевидные поперечные гряды; 20 – поперечные гряды;
В: 21 – ячеистые пески; 22 – крупноячеистые пески; 23 – пирамидальные пески; 24 – решетчатые гряды.
III – дюнные внепустынные пески. А.: 25 – прибрежные валы; 26 – параболические дюны; 27 – шпильковидные дюны; 28 – парные продольные дюны; 29 – комплексные параболические дюны;
Б: 30 – полукруглые мелкие дюны; 31 – то же, крупные; 32 – полукруглые комплексные дюны;
В: 33 – мелкие кольцевидные дюны; 34 -то же, крупные; 35 -комплексные циркульные дюны.
Стрелками показаны преобладающие направления ветров.

Менее распространены корразийные (точнее дефляционно-корразийные, поскольку эти процессы действуют совместно) 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.

Корразионные формы в пустнынях: следы корразии в песчаниках (Синайская пустыня, Египет) и эоловый гриб (Arbol de Piedra, Боливия)

Видео: Эоловые формы рельефа и ландшафты пустыни

Эоловые отложения — классификация, формы и характеристика

Разнообразие рельефа — это результат совместного действия внутренних и внешних факторов. Главным источником экзогенных процессов является энергия Солнца, которая преобразуется в работу движения воды, воздуха, ледников. Благодаря геологической деятельности ветра на поверхности Земли появились скалы причудливой формы и целые города из эоловых отложений, получивших название в честь древнегреческого бога ветра Эола.

Факторы образования рельефа

Было бы неверно считать, что поверхность Земли приобрела современный облик благодаря только внутренним силам, связанным с тектонической и магматической деятельностью в далекие геологические эпохи. Даже такие стабильные области, как платформы, меняют облик под воздействием внешних факторов. Каждый из них делает свой неповторимый рисунок:

Уральские горы в древности были выше, чем Гималаи, но процессы физического выветривания за миллионы лет сгладили их вершины. В настоящий момент массив не превышает в самой высокой части 2000 м.

Во время четвертичных оледенений постепенно накапливался обломочный материал морена, из которого в будущем были сформированы Валдайская и Смоленско-Московская возвышенности.

Энергия текучих вод образовала широкие речные поймы и целые равнины, построенные наносами рек, на юге Западной Сибири.

Важным фактором, способным преобразовывать рельеф, является геологическая деятельность ветра. На континентах она проявляется в выдувании, переносе продуктов разрушения и их аккумуляции. Для ее активного действия необходимо выполнение следующих условий:

пустынный или полупустынный климат;
резкие перепады температур;
скудность или отсутствие растительности;
сила и частота ветра.

Эоловая деятельность в первую очередь связана с эрозией горных пород, обуславливающих образование специфических форм рельефа в виде столбов, грибов, обелисков, больше всего распространенных в каменистых пустынях. Велика работа ветра и на техногенных объектах, что способствует распространению на значительные расстояния отходов производства.

В период четвертичных оледенений эоловые процессы развивались в области зандровых равнин, примыкающих к краям ледников. В настоящее время деятельность ветра интенсивно протекает в природной зоне полупустынь и пустынь, на лишенных растительного покрова берегах морей и озер, а также в местах аккумуляции песчаного материала в пределах речных долин.

Виды деятельности

Первым звеном, с которого начинается рельефообразующая работа ветра, является дефляция — процесс выдувания частиц горной породы или грунта. Проникая в расщелины, которые со временем становятся более широкими, он удаляет самый мягкий материал, что способствует проникновению химических агентов для дальнейшего разрушения минерального агрегата. Процесс дефляции имеет два определения:

Плоскостная. Проявляется в перемещении мягкого материала с обширных территорий, происходит только на поверхности, не имеющей растительного покрова, и является причиной эрозии почв. Она характерна для засушливых районов юга России, Казахстана, Канады и США. Результатом ее становятся различные типы эолового рельефа. Самый характерный пример — сухие русла рек и речных долин, заполняемые во время сильных дождей.

Бороздовая. Выражается в разрушении рыхлых и слабосцементированных пористых горных пород и появлении узких трещин, в которых сила ветра увеличивается и еще больше их углубляет, что приводит к образованию рытвин.

Процессы дефляции нередко наносят урон экономике страны, особенно те, что связаны с ветровой эрозией пахотных земель. Она проявляется в полном или частичном нарушении гумусового горизонта под действием ветра и возникает при неправильной эксплуатации почвенного слоя. Ветровая эрозия наиболее опасна весной, когда на полях еще не взошли сельскохозяйственные культуры. Для борьбы с ней высаживают ветроломные полосы деревьев или кустарников.

Еще одним видом деятельности, связанной с эрозией горной породы, является корразия — процесс истирания и обтачивания массива с помощью перемещаемого ветром обломочного абразивного материала. В результате этого в слоистых породах с разной прочностью наиболее сильно выдуваются и истираются мягкие прослои, в них образуются ниши, а твердые, наоборот, создают каркас с отшлифованными краями.

Перенос продуктов разрушения и его аккумуляция — завершающий этап эоловой деятельности. В результате мелкие пылеватые и глинистые фракции переносятся на значительные расстояния. Так, пыль из пустыни Сахара с помощью пассатов достигает побережья Атлантического океана, которое находится в 2,5 тыс. км от нее. Общее количество перемещаемого ветром материала в год составляет 1,6 млрд тонн.

Свойства и типы горных пород

Большая часть продуктов разрушения оседает в морях и океанах и смешивается с донными осадками, меньшая — аккумулируется на континентах. В результате формируется эоловый тип отложений, который имеет следующие характеристики:

Состав включает зерна кварца и полевого шпата, глинистых и известковых минералов. Диаметр частиц в тонкозернистом обломочном материале не превышает 1 мм.

В процессе перемещения вещества более крупные фракции выпадают раньше, а мелкие переносятся на большие расстояния.

Из-за рыхлой структуры процесс сцепления и уплотнения происходит более слабо, чем у морских и речных осадков.

Окрашены, как правило, в светло-желтые, серые и белые оттенки. Иногда можно увидеть красные и черные разновидности.

Характеризуются диагонально-волнистой или клиновидно-косой слоистостью. Мощность пород достигает десятков метров.

Формируются из аллювиальных, делювиальных, дельтовых, озерных отложений.

Распространены на побережье морей и озер, террасах рек, где рыхлые породы не покрыты растительностью. Иногда представляют собой россыпи ряда полезных ископаемых.

Геологическая деятельность ветра выражается в аккумуляции эоловых отложений, имеющих разнообразное происхождение. Среди них выделяются три основных вида осадочных горных пород:

Пески. Состоят преимущественно из зерен кварца диаметром от 0,2 до 5 мм, образованных при разрушении горных пород. Находят широкое применение при строительстве дорог, насыпей, используются для производства бетона.

Лессы. По составу относятся к суглинкам и супесям с вкраплениями кварца и полевого шпата. Иногда попадаются разности с включением различных слюд и роговой обманки. Залегают в виде обширных покровных площадей. Используются в производстве кирпича и цемента. На лессе образуются наиболее плодородные почвы.

Лессовидные породы. Чаще представлены суглинками и супесями, имеют тот же гранулометрический состав, что и лессы, но обладают слоистостью и нередко содержат обломки.

Для всех лессовых пород характерна просадочность, которая связана с их разрушением под воздействием воды и собственного веса. Для ее устранения при строительстве объекта выполняют комплекс водозащитных мероприятий.

Песчаные формирования

География распространения аккумулятивно-дефляционных процессов в целом имеет зональный характер. По классификации Б. А. Федоровича выделяются следующие формы:

легкоподвижные образуются в тропических пустынях (Сахара);
малоподвижные встречаются во внетропических аридных регионах (Средняя Азия и Казахстан);
неподвижные дюнные формы характерны для внепустынных территорий (зоны древнего оледенения Европы и Западной Сибири).

При дефляции рыхлого материала и переносе его за пределы первоначального образования возникают крупные овальные котловины выдувания, направленные в сторону ветра. В районах с пустынным климатом на поверхности глинистых пород нередко встречаются ярданги — узкие и прямые борозды с крутыми склонами, высота которых достигает нескольких метров.

Кроме отрицательных форм рельефа, связанных с процессами дефляции, создаются и разнообразные аккумулятивные постройки, которые в зависимости от направления ветра делятся на продольные и поперечные. К первым относятся грядовые пески вытянутой формы высотой от 10 до 20 м. В отличие от них бугристые разновидности представляют собой невысокие холмы. Оба вида относятся к закрепленным растительным покровом песчаным образованиям.

Поперечными формами являются отдельные барханы и их цепи, возникающие при большой скорости ветра перед каким-либо препятствием. По форме напоминают подкову и ориентированы пологой стороной к потоку. Сливаясь, они образуют гряды и цепи. Под воздействием сильного ветра могут перемещаться со скоростью до сотен метров в год. В Дагестане находится Сарыкум — самый большой бархан России и второй по величине на планете. Он достигает в высоту 260 метров и имеет площадь более 600 га.

На берегах рек и морей встречаются дюны — песчаные скопления длиной в несколько сот километров. Как правило, они располагаются перпендикулярно направлению действия ветров и движутся за счет переноса песка через гребень со скоростью до 20 м в год вглубь суши. В России дюны распространены на Куршской косе.

В настоящее время разнообразие эолового рельефа зависит не только от природных факторов — направления и силы ветра, мощности песчаных отложений и степени их закрепления растительностью. Они могут быть вызваны хозяйственной деятельностью человека на территориях, сложенных песками.

Эоловые отложения

Вы будете перенаправлены на Автор24

Общая характеристика эоловых отложений

Ветер является важным экзогенным фактором, способным преобразовывать рельеф и создавать специфические отложения. Наиболее сильно эта деятельность ветра проявляется в пустынях, где сильные ветры сочетаются с небольшим количеством атмосферных осадков (не более 100-200 мм/год); резким колебанием температуры; интенсивными процессами выветривания; разреженностью или отсутствием растительного покрова.

Самые большие площади пустынь находятся в Африке, Австралии, Азии, меньше в Америке и Европе.

Геологическая деятельность ветра включает следующие вид: дефляцию – выдувание, развевание; корразии – обтачивание, соскабливание; перенос; аккумуляцию – накопление. Все эти процессы тесно взаимосвязаны друг с другом и представляют единую сложную деятельность.

Эоловые отложения – генетический тип континентальных отложений, которые образованы материалом, привнесенным ветром.

Эоловые отложения образуются за счет пылеватых и песчаных частиц следующих отложений:

морских;
пролювиальных;
аллювиальных;
дельтовых;
флювиогляциональных;
озерных.

Перенос частиц ветром зависит от размера частиц, скорости ветра и осуществляется путем перекатывания или во взвешенном состоянии. Во взвешенном состоянии переносятся тонкопесчаные, пылеватые и глинистые частицы.

При уменьшении скорости ветра переносимый материал откладывается в виде эоловых (ветровых) отложений – происходит их аккумуляция. В современный период развития эти отложения формируются в пустынях и на их периферии. В эпоху четвертичного оледенения эоловые отложения активно откладывались в зоне, находящейся на границе покровных ледников.

Рисунок 1. Эоловые отложения. Австралия. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ

Готовые работы на аналогичную тему

Эоловые отложения появляются в основном вследствие ветрового захвата и переноса древних накоплений (речных, морских, озёрных и др.) или, при частичном включении элементов механического разрушения других пород.

Песчаные отложения в зависимости от характера и степени эоловой переработки материала подразделяются на:

перевеянные, или не перемещённые – представлены главным образом песками, залегают в непосредственной близости к породам, в результате переложения которых накопились;
навеянные, или перемещенные – представлены лёссами, у них отсутствует пространственная связь с материнскими породами, характерно обогащение мелкозернистым материалом, который может перемещаться на большие расстояния.

Типы эоловых отложений

Аккумулятивная деятельность ветра заключается в накоплении эоловых отложений, среди которых выделяют два генетических типа: эоловые пески и эоловые лёссы. Подвижные пески корневой системой растений не закреплены, поэтому легко перемещаются под действием ветра. Перемещаясь, такие пески заносят оазисы, поля, дороги, каналы, селения, здания и, в отдельных случаях, целые города.

В районах полупустынь широко распространены закрепленные пески. Грядовые пески представляют собой вытянутые образования высотой до 10-20 метров, а бугристые пески имеют вид невысоких холмов (редко выше 10 м) с пологими склонами. Движение таких песков приостановлено растительным покровом.

Лессы – ценные почвообразующие пористые и рыхлые горные породы, на которых всегда образуются плодородные почвы. Лесс – это специфический генетический тип отложений, светло-желтая, серовато-желтая или палево-желтая неслоистая, в отдельных местах неясно слоистая порода, обладающая высокой пористостью и содержащая до 50% (и более) частиц пыли размером от 0,01 до 0,05 мм.

Характерные свойства лесса:

пылеватый мелкозернистый состав;
частицы размером до 0,25 мм составляют не более 5% от общего объема или совсем отсутствуют;
высокая пористость;
залегание в виде плащеобразных покровов;
наличие горизонтов погребенных почв;
однородность состава и отсутствие слоистости.

Широко распространены в южных районах России, встречаются в Подмосковье, около Омска, Якутска, Иркутска. Лессы с легкостью размываются водой, поэтому в местах их распространения часто образуются овраги.

Эоловые лессы распространены за пределами пустынь. Пыльные бури формируют рыхлые наносы, которые через определенное время размывают осадки. В формировании лессовых образований приняли участие пылеватые накопления более древнего происхождения.

Мощность лессовых отложений может варьировать от 1-2 д 100 метров и более. Эти породы обладают особыми строительными свойствами, поэтому часто используются в качестве основы сооружений и зданий. Высокая пористость определяет способность лессов просаживаться под нагрузкой или при увлажнении, а также обваливаться большими глыбами. Благодаря рыхлости пород лессы легко разрушаются под действием водных потоков или при дефляции (Хуанхэ – «жёлтая» река – за счёт переноса большого объёма лесса имеет специфичный цвет вод).

Дюны и барханы

Дюны образуются по берегам морей и рек вследствие навевания ветром песка вокруг какого-либо препятствия – неровностей рельефа, вокруг кустарников, зданий и т.д.

Дюны представляют собой холмовидные накопления песка, достигающие высоты до 20-40 метров и более. Типичная особенность дюн – передвижение в результате перекатывания ветром песчинок с одного склона холма на другой. Скорость движения дюн вглубь континента зависит от силы господствующего в данной местности ветра и варьирует от 0,5-1 до 20-22 м/год. Дюны создают цепь холмов.

В пустынях с постоянно дующими преимущественно в одном направлении ветрами образуются барханы.

Барханы – песчаные холмы, имеющие серповидную, ассиметричную форму: наветренный склон пологий (угол откоса не более 12º), а подветренная сторона более крутая (30-40º). Высота барханов достигает 60-70 метров. Барханы могут образовывать барханные цепи.

Скорость перемещения бархан зависит от их величины, от силы ветра и длительности его воздействия. Более подвижны отдельно стоящие барханы. Ежегодная скорость их передвижения составляла от 5-6 до 50-70 метров. Сложные скопления барханов передвигаются очень медленно.

Эоловые отложения ℹ определение, происхождение процесса, информация о деятельности ветра, классификация и характеристика песчаных образований

БИЛЕТ № 13

• Эоловые процессы. Дефляция и ее следствия. Аккумулятивная деятельность ветра.

• Условия жизни в палеозое. Появление скелетных организмов. Расцвет морских шельфовых биоценозов. Освоение суши. Великие вымирания палеозоя.

ВОПРОС 1. Эоловые процессы. Дефляция и ее следствия. Аккумулятивная деятельность ветра.

Геологическая работа ветра состоит из процессов дефляции (выдувание и развевание), корразии (обтачивание горных пород и их обломков при помощи переносимого ветром песка), переноса и аккумуляции (отложение). Все стороны работы ветра в природных условиях тесно связаны друг с другом, проявляются одновременно и по существу представляют собой единый сложный процесс. Можно говорить лишь о том, что в одних местах преобладают одни виды деятельности ветра, в других – иные.

Под дефляцией понимается процесс выдувания и развевания ветром различных частиц горных пород. В пустынных областях или в верхней части горных вершин струи воздуха проникают во все трещины и щели твердых горных пород и выдувают из них рыхлые продукты выветривания. Поэтому трещины здесь почти всегда открытые, зияющие, в отличие от трещин в горных породах умеренных зон, заполненных обычно достаточно влажным мелким материалом. Наличие зияющих трещин способствует дальнейшему развитию процессов физического выветривания и последующему выносу ветром новых порций получаемого обломочного материала. Совместное и взаимосвязанное действие выветривания и ветра приводит к значительному расширению трещин и образованию характерных обточенных скал причудливых форм в виде башен, колонн, обелисков и т.п. При разработке ветром трещин горизонтального направления появляются так называемые «качающиеся скалы».

В крутых обрывах, сложенных породами различной прочности, проявляется избирательный характер процессов выветривания и работы ветра. В результате образуется своеобразное чередование выступов или карнизов, соответствующих слоям прочных пород, с нишами – в мягких или слабо сцементированных породах. Иногда такие ниши выдувания далеко вдаются в стенку обрыва.

Поверхность пустынь в местах развития разнообразного обломочного материала в результате дефляции постепенно очищается от песчанистого и мелкозернистого материала, и на месте остаются лишь грубые обломки – каменистый и щебнистый материал.

Своеобразная дефляция проявляется и в пределах песчаных пространств пустыни, где образуются котловины выдувания различной глубины. Они образуются как следствие вихревой структуры воздушного потока, а также как результат влияния восходящих потоков воздуха, обусловленных разницей в нагреве различных элементов поверхности. Особый интерес представляют некоторые глубокие бессточные котловины (впадины) пустынь, дно которых часто опускается ниже уровня океана. На дне таких котловин в верхнем слое глинистых пород наблюдается скопление солей.

Происхождение их может быть связано с капиллярным подъемом к поверхности днища сильно засоленных грунтовых вод и с поступлением солей вместе с поверхностными водами со склонов.

Грунтовые или поверхностные воды испаряются, а соли остаются.

Они выкристаллизовываются, разрыхляют глинистые породы, в результате чего на дне котловин аридных областей возникает пухлый порошкообразный, легко развеваемый солончаковый горизонт.

Когда развевание осуществляется на значительных площадях более или менее равномерно, то его принято называть плоскостной, или площадной, дефляцией. Наблюдается местами бороздовая дефляция, проявляющаяся в отдельных щелях, бороздах, понижениях.

Корразия – процесс механического истирания горных пород обломочным материалом, переносимым ветром. Заключается в обтачивании, шлифовании, и высверливании горных пород. Частицы, переносимые ветром, ударяясь о поверхность встречающихся на пути коренных горных пород, действуют в качестве природного «абразивного инструмента», вырабатывая на их поверхности штрихи, борозды, ниши и другие характерные формы. В процессе такого обтачивания происходит также образование нового обломочного материала, вовлекаемого в процесс дефляции (грубой аналогией подобного процесса может служить действие абразивного инструмента на предмет – в результате обработки предмет изменяет форму, а удаляемая часть превращается в стачиваемый мелкий материал). Таким образом, процессы корразии и дефляции взаимосвязаны и протекают одновременно.

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 неперемещенные (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.

Эоловый лёсс- отложения, сложенные пылеватыми частицами, неслоистые, обладающие высокой пористостью. Характерными особенностями лёссов являются следующие.

Мелкозернистый пылеватый состав. Частицы размером более 0,25 мм отсутствуют или составляют не более 5%.

Высокая пористость – объём пор может достигать 50-55%. Эта особенность определяет способность лёссов обваливаться большими глыбами и просаживаться при увлажнении или под нагрузкой (например, весом построек). Благодаря рыхлости пород они легко разрушаются при дефляции или под действием водных потоков (знаменитая «жёлтая» река – Хуанхэ – имеет специфичный цвет вод за счёт переноса большого объёма лёссового материала).

Залегание в форме плащеобразных покровов.

Отсутствие слоистости и однородность состава.

Наличие в них горизонтов погребенных почв. Изучение особенностей захороненных в толщах лёссов пыльцы и ископаемых моллюсков указывает на их образование в условиях холодного ледникового климата. Горизонты почв, напортив, содержат признаки формирования в более теплых условиях. Эта особенность позволила определить, что значительная часть лёссов возникла в ледниковые эпохи в приледниковых зонах (а захороненные в них почвы – в период межледниковий).

Эоловые пески также обладают 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.

ВОПРОС 2. Условия жизни в палеозое. Появление скелетных организмов. Расцвет морских шельфовых биоценозов. Освоение суши. Великие вымирания палеозоя.

Палеозойская эра началась около 540 миллионов лет назад и закончилась примерно 250 миллионов лет назад. Она продолжалась 290 миллионов лет. Первый период Палеозойской эры – кембрийский, начался с массового распространения живых организмов с минеральным скелетом. Долгое время считалось, что тогда же возникли и многоклеточные организмы, но изучение вендской (эдиакарской) фауны показало, что мягкотелые многоклеточные, лишенные минерального скелета, возникли значительно раньше. Сейчас палеонтологи полагают, что отдельные виды, обладавшие различными скелетными элементами, могли появится и до начала Палеозоя, но они не были массовыми.

На протяжении Палеозоя возникает огромное количество типов и классов живых существ. Жизнь очень сильно усложняется. Если в самом начале Палеозоя все живые организмы обитают в морях, а самыми развитыми живыми существами являются головоногие моллюски, то в конце последнего периода Палеозойской эры – пермского, на суше, покрытой лесами, уже существуют не только амфибии и рептилии, но и примитивные млекопитающие.

Именно в Палеозое происходит освоение суши, сначала растениями, затем членистоногим, а затем уже и позвоночными. Освоение новой среды обитания приводит к возникновению новых приспособлений и адаптаций, появляются совершенно новые организмы, способные жить в новых условиях. Осваивающие мелководья и полузатопленные участки побережий потомки рыб – амфибии, живут на размытой границе воды и суши, но все-таки еще в воде. Рептилии, благодаря более плотным кожным покровам и размножению защищенными от высыхания, в отличие от икры амфибий, яйцами, уже по-настоящему осваивают сушу.

Морская жизнь не только «выплескивается» на сушу, но и постоянно усложняется в родной среде обитания. Безраздельно властвовавших в начале Палеозоя в толще воды головоногих моллюсков теснят рыбы. Часть головоногих вымирает, но возникают все более сложно организованные виды, появляются аммониты, расцвет которых придется на следующую эру – Мезозойскую.

С середины Палеозоя жизнь начинает осваивать еще одну среду – воздушную. Но пока в воздух поднимаются только членистоногие – насекомые. Для позвоночных воздух еще закрыт – они освоят эту среду только в триасе – первом периоде Мезозоя.

Конечно, на протяжении всего Палеозоя идет не только возникновение новых групп живых организмов, но и вымирание старых, не успевающих приспособится к новой, изменяющейся обстановке. К середине Палеозоя вымирают широко распространенные в кембрии членистоногие хищники – аномалокарисы и подобные им виды. Трилобиты, доминировавшие в донной фауне в начале Палеозоя, и достигавшие в ордовикском периоде длины в 90 сантиметров, в конце Палеозойской эры – в карбоне и перми, становятся редкими и мелкими – 1-2 сантиметра в длину.

А завершается Палеозой грандиозным вымиранием в конце пермского периода. Это вымирание по своим масштабам превзошло все другие известные вымирания, в том числе и знаменитое вымирание динозавров в конце Мезозоя. В конце перми исчезло до 95% видов земной фауны. Причины этого катастрофического вымирания, впрочем, как и других подобных событий, точно неизвестны. Глобальность и массовость вымирания свидетельствуют о том, что у него была какая-то общая и масштабная причина. Сторонники катастроф винят в пермском кризисе мощнейшее извержение вулканов на территории современной Сибири или падение крупного астероида, след от которого пока не найден. Есть предположение, что падение астероида и последовавшая за ним вспышка вулканизма связаны друг с другом. Другие исследователи винят в катастрофе резкое глобальное потепление, перегрев Земли, который привел к уменьшению содержания кислорода в воде океанов и гибели как наземных, так и водных экосистем. Есть и другие гипотезы. Ни одна из них не может сейчас считаться более-менее подтвержденной. Ясно одно – жизнь пережила этот кризис и вышла на новый виток своего развития.

64. Геологическая работа ветра. Эоловая аккумуляция и эоловые отложения.

Ветер – один из важнейших экзогенных факторов, преобразующих рельеф Земли и формирующих специфические отложения. Наиболее ярко эта деятельность проявляется в пустынях, занимающих около 20% поверхности континентов, где сильные ветры сочетаются с малым количеством выпадающих атмосферных осадков (годовое количество не превышает 100-200 мм/год); резким колебанием температуры, иногда достигающим 50o и выше, что способствует интенсивным процессам выветривания; отсутствием или разреженностью растительного покрова. Особенно большие площади заняты пустынями в Азии, Африке, Австралии, меньше в Европе и Америке. Кроме того, активная деятельность ветра проявляется во внепустынных областях – на побережьях океанов, морей и в крупных речных долинах, не покрытых растительностью, а местами в полупустынях и даже в умеренном климате.

Геологическая работа ветра состоит из следующих видов: 1) дефляции (лат. “дефляцио” – выдувание и развевание); 2) корразии (лат. “корразио” – обтачивание, соскабливание); 3) переноса и 4) аккумуляции (лат. “аккумуляцио” – накопление). Все указанные стороны работы ветра в природных условиях тесно связаны друг с другом, проявляются одновременно и представляют единый сложный процесс. Можно говорить лишь о том, что в одних местах преобладают одни виды процесса, в других – иные. Все процессы, обусловленные деятельностью ветра, создаваемые ими формы рельефа и отложения называют эоловыми (Эол в древнегреческой мифологии – бог ветров).

Аккумуляция – процесс накопления продуктов разрушения горных пород, подготовленных выветриванием и перемещенные в пониженные участки земной поверхности. Аккумуляция осадков наиболее интенсивно происходит в речных долинах, в озерных и особенно морских бассейнах.

ЭОЛОВЫЕ ОТЛОЖЕНИЯ — накопления тонкого рыхлого материала, принесённого ветром (некоторые лёссы, пески).

Формируются за счёт различных горных пород, в том числе песчаных, морских, дельтовых, аллювиальных, пролювиальных, озёрных и флювиогляционных отложений. По сравнению с исходным материалом эоловые отложения лучше отсортированы, обеднены легкоистираемыми минералами и обогащены зёрнами твёрдых и новообразованных минералов. Песчаные эоловые отложения характеризуются диагонально-волнистой или клиновидно-косой слоистостью; мощность эоловых отложений первые метры и десятки метров (соответственно высоте крутых форм эолового рельефа). Распространены главным образом в аридных областях, но встречаются и в других природных зонах: на побережьях морей и озёр, на террасах рек. Иногда представляют собой россыпи ряда полезных ископаемых.

65. Формы эолового рельефа. Типы пустынь и особенности рельефа пустынь.

Формы рельефа, обусловленные работой ветра (эоловые).

Работу ветра можно наблюдать повсеместно, однако основным рельефообразующим фактором ветер является в песчаных пустынях. Работа ветра по формированию рельефа песков выражается в выдувании (дефляции) песчаных масс, их переносе и отложении (аккумуляции). Формы рельефа, образованные работой ветра, называются эоловыми. К ним относятся барханы, песчаные гряды и др.

Бархан представляет собой холм серповидной формы с заостренными концами, обращенными в сторону преобладающих в данном районе ветров (рис. 3). Форма поперечного профиля у него асимметричная: склоны, обращенные навстречу преобладающим ветрам (наветренные), пологие (5-12 0 ); противоположные (подветренные) склоны крутые (28-35 0 ). Барханы являются подвижными формами песчаного рельефа и медленно перемещаются приблизительно на 50-60 м в год.

Выделяют следующие виды эоловых процессов:

1. Дефляция – выдувание рыхлого грунта;

2. Корразия, – то есть обтачивание и шлифовка твердых пород;

3. Перенос грунтов ветром;

4. Аккумуляция материала.

Основную массу песка ветры переносят в нижнем 10-20 – сантиметровом слое. Ветровой поток обладает ёмкостью, мощностью и насыщенностью. Ёмкостью называется количество песка, которое может перемещаться при данной силе ветра. Мощностью называется реальное количество перемещенного песка. Отношение мощности к емкости называется насыщенностью потока. Чем меньше это отношение, тем больше дефляционная способность потока. При уменьшении ёмкости потока происходит аккумуляция песка.

Пыль, то есть алевритовые частицы, переноситься ветром на гораздо большей высоте над поверхностью. При «пыльных бурях» она может подниматься до высоты 5-6 км и перемещаться на многие тысячи километров. Пример: бури в Ливии – хамси.

В результате эоловой аккумуляции формируются разнообразные формы рельефа: «Холмик – коса» образуется около какого-нибудь препятствия, например кустика растения; бугор навевания проявляется после накопления песка около препятствия с последующим его погребением.

Эоловые аккумулятивные формы, относительно направления ветра, могут быть продольными и поперечными.

Крупные продольные формы – это песчаные гряды, или грядовые пески. Образуются они за счет того, что ветер постоянного направления выдувает песок из понижений и набрасывает его на образующиеся между ними гряды. Песок движется в направлении ветра, то есть вдоль гребня, что приводит к его удлинению. К поперечным формам относятся барханы, барханные цепи и параболические дюны.

Барханы – это эоловые аккумулятивные формы, имеющие в плане очертания полумесяца и ориентированные выпуклой, более пологой стороной, навстречу ветру. Уклон пологой стороны составляет 15-18°. Противоположный вогнутый склон очень крутой. Его уклон составляет около 35°.

Барханы возникают при больших ветрах перед каким-либо препятствием. Ветровой поток обтекая образовавшийся бархан формирует «рога» бархана. Одновременно происходит пересыпание песка с наветренного склона на подветренный, и бархан движется в направлении ветра. В Каракумах скорость их передвижения достигает 12 м в месяц.

Высота барханов обычно не превышает 8 м. однако, в некоторых случаях она достигает 40 мпри ширине бархана до 300 м.

Барханные цепи состоят из нескольких слившихся барханов. Обычно они располагаются параллельными грядами. На наветренных склонах аккумулятивных форм имеются знаки ряби, представляющие собой валики из песка высотой от 2 до 5 см. Обычно они параллельны друг другу. Возникают знаки ряби под воздействием колебательных движений воздушного потока.

Во внетропических пустынях поперечные эоловые образования – дюны часто преобразуются впродольные формы. Это связано с тем, что участки поперечных дюн с меньшей мощностью песка закрепляются растительностью, а с большей мощностью песка – лишены растительности. Здесь также возникают формы, напоминающие барханы, но «рога» их обращены навстречу ветру. Их контуры напоминают параболу. Это параболические дюны.

К эоловым аккумулятивным формам относятся одиночные пирамидальные и прислоненные дюны. Это самые крупные эоловые образования. Встречаются они в Сахаре и Средней Азии. Образуются в результате деятельности ветров разных направлений. Высота таких дюн достигает 150 м. На побережье моря при близком положении горного хребта возникаютприслоненные дюны, которые достигают обычно большой высоты. Горный хребет оказывается препятствием на пути движущегося песка и прислоненная дюна представляет собой своеобразный песчаный шлейф, навеянный ветром на прилегающий к песчаной равнине склон. Такие дюны достигают высоты 200 м.

Подвижные пески в пустынях не имеют сплошного распространения. В настоящее время они часто закреплены растительностью. Многие исследователи считают, что климатические условия сейчас неблагоприятны для образования подвижных песков.

За счет распространения разреженной растительности образуются так называемые бугристые пески, а на берегах морей и в речных долинах – кучевые пески, или кучугуры.

66. Геологическая деятельность озер. Генетические типы озерных впадин. Озерные отложения.

Озеро- это углубление на поверхности суши – котловина, частично заполненная водой. Озера не обладают непосредственной связью с океанами или морями и наиболее широко развиты в областях гумидного климата, занимая чуть больше 2% поверхности континентов. Некоторые озера, в виду своих больших размеров называются внутренними морями. Например, Каспийское озеро – море, имеющее площадь около 376 00 км2, максимальную глубину почти в 1000 м и лежащее на28 м ниже уровня океана. Аральское бессточное, соленое озеро-море, сейчас почти пересохшее и ряд других. Озера располагаются как в низменностях, так и в горных районах. Оз. Титикака в Андах находится на высоте почти в 4 км. В горной местности располагается самое крупное в мире пресноводное озеро Байкал, содержащее 23000 км3 прекрасной пресной воды, обладающее площадью 66000 км2 максимальной глубиной в 1741 м и находящееся над уровнем моря на высоте 455 м.

Образование озерных котловин.

Озерные котловины имеют различное происхождение, как экзогенное, так и эндогенное.

Озера экзогенного происхождения распространены наиболее широко. На пространствах севера России они связаны с выпахивающей, т.е. экзарационной деятельностью последнего оледенения и во многих местах, особенно в карелии,имеют общую субмеридиональную ориентировку. Многие озера старичного, пойменного, дельтового типа связаны с деятельностью рек и распространены на обширных пространствах Западно-Сибирской низменности, Восточной Сибири и Северо-Востока России. Эти озера обладают небольшими размерами и часто имеют серповидную в плане форму. Маленькие, но неглубокие озера связаны с карстовыми котловинами, иногда с провальными суффозионными воронками. В горных областях озера нередко возникают в связи с обвалами, перегораживающими речные долины.

В областях развития криолитозоны многие озера имеют термокарстовое происхождение, а также связаны с любыми участками местного протаивания, в том числе вызванного техногенными причинами.

Эндогенные по происхождению озера связаны с молодыми грабенами или их системами в активных рифтовых зонах. В Восточной Африке расположена позднекайнозойская рифтовая зона, в отдельных грабенах которой находятся глубокие озера: Мверу, Ньяса, Рудольф, Танганьика и др. В России оз. Байкал приурочено к молодому, активному рифту, как и еще ряд озер в этом же районе.

Много небольших озер в вулканических областях, например, на Камчатке, где озера приурочены к кальдерам, к кратерам на вершинах потухших вулканов. Лавовые потоки играют нередко роль плотин, перегораживающих долины, а выше плотин возникают озера.

Крупные озера – моря типа Каспийского, Аральского, Виктории и Чад в Африке и других приурочены к тектоническим опусканиям в земной коре.

В последней половине ХХ в. возникло много больших озер – водохранилищ на крупных реках, как в России, так и в зарубежных странах, которые существенно влияют на окружающую, в том числе и геологическую среду, изменяют климат целых регионов. Достаточно привести в пример зарегулированную Волгу, Днепр, Енисей, Нил и многие другие реки. В России сейчас 2220 больших, средних и малых водохранилищ, с суммарным объемом 793 км3, что составляет 18,6% от стока всех рек России, а их общая площадь – 65 тыс. км2, а это 0,4% площади всей России.

Происхождение и типы озерных впадин.

Озерные впадины могут быть экзогенного и эндогенного происхождения. И те и другие в свою очередь разделяются на плотинные и котловинные.

Плотинные впадины экзогенного происхождения развиты широко. Их примером является Сарезское озеро на Памире, образовавшееся в 1911 г. в результате обвала Скального массива на правом берегу р. Бартанг. При этом обвале в ущелье реки возникла запруда длиной 5 км и высотой 700 м. Река разлилась и образовала озеро, затопив расположенный выше плотины кишлак Сарез. Отсюда озеро и получило название Сарезского. Наполнение озера продолжалось несколько лет. Длина этого озера 85 км и глубина у плотины около 0,5 км. В горах очень распространены случаи возникновения озер в результате запруды рек конечноморенными валами отступивших ледников. В настоящее время возникает много искусственных озер — водохранилищ при сооружении плотин на реках в целях орошения, а также для получения электроэнергии и регулирования стока вод в реках, мелеющих в меженное время. Примером таких озер могут служить созданные и создаваемые в бассейне р. Волги Московское море, Куйбышевское водохранилище, Сталинградское водохранилище, Цимлянское на р. Дон, ряд водохранилищ на рр. Днепре, Ангаре и др., а также многочисленные искусственные плотинные озера и пруды на многих более мелких реках. Котловинные впадины экзогенного происхождения разнообразны по своему происхождению. Наиболее распространены котловины, связанные с ледниковой деятельностью и карстовыми проявлениями. На северо-западе Европейской части СССР много озер, возникших в результате деятельности материкового льда в четвертичный период. В Карелии и граничащей с ней Финляндии многочисленны озерные впадины, выпаханные льдом в толще метаморфических пород докембрия. В значительной степени таким путем созданы и впадины Онежского и Ладожского озер. К югу от Финского залива до широты возвышенностей, располагающихся к северу от городов Минска, Орши, Смоленска, простирается обширная область, получившая название Озерного края. Озера, сосредоточенные здесь, имеют иное происхождение, чем озера Карелии и Финляндии. Возникновение их обусловлено неравномерной аккумуляцией моренных осадков, приведшей к образованию понижений в рельефе, заполняющихся водой в условиях влажного климата.

ОЗЁРНЫЕ ОТЛОЖЕНИЯ — осадочные образования на дне озёр, современные (осадки) и древние (осадочные породы) обломочного, биогенного и хемогенного генезиса.

В больших озёрах в прибрежной зоне накапливаются галечники, гравий, пески и алевриты; в глубоководной области — алевро-пелитовые и пелитовые (глинистые) илы с органическим веществом, гидротроилитом, вивианитом, диатомовые илы (Байкал, Севан и др.), чередующиеся с песчаными осадками мутьевых потоков (Байкал, Женевское озеро и др.). Осадки больших озёр имеют сходство с морскими отложениями. В малых озёрах севера и северной лесной зоны умеренного влажного климата происходит накопление железа и марганца (бобовые и конкреционные руды, оксидные, частью карбонатные), сапропелей, диатомового ила. Пески и алевриты встречаются только в узкой прибрежной полосе. Особый тип представляют собой ледниковые озёра с ленточными глинами. В сухих степях распространены карбонатные — содовые озёра, где идёт осаждение кальцита, доломита и соды. В пустынях и полупустынях развиты озёра с высокоминерализованными водами с осадками из гипса, эпсомита, мирабилита (сульфатные озёра) и галита, тахигидрита, бишофита (хлоридные озёра). Реже встречаются борные озёра с накоплением минералов бора и цеолитов (озеро Натрон в Танзании и др.). Характерная черта озерных отложений — небольшая мощность слоев, часто горизонтальная слоистость и линзовидное залегание, наличие специфической фауны и остатков животных и растений, смытых с суши. Пример ископаемых озерных отложений — горючие сланцы эоцена формации Грин-Ривер (США), терригенные породы лимнических угленосных формаций, некоторые диатомиты, мергели, железные руды и соли. Озерные отложения содержат ценные полезные ископаемые: железные руды, сырьё для химической промышленности, лечебные грязи.

Эоловые отложения и формы эолового рельефа

Среди аккумулятивных отложений, образующихся в результате геологической деятельности ветра, выделяются два основных генетических типа: эоловые пески и лессы.

Состав переносимых ветром частиц отличается большим разнообразием. Это в основном устойчивые минералы с небольшим удельным весом: кварц, полевые шпаты, реже частицы карбонатов, гипса, соли, глин, вулканического песка и пепла, а также частицы космического происхождения.

Эоловые пески отличаются от песков иного генезиса целым рядом характерных особенностей: хорошей окатанностью зерен; значительной отсортированностью по зернистости; преобладанием в составе устойчивых минералов; преимущественно желтой, желтовато-коричневой или красноватой окраской; косой неправильной слоистостью, свидетельствующей о частом изменении направления ветров.

Наиболее интенсивная аккумуляция песков происходит в области песчаных пустынь, где их мощность может достигать нескольких десятков метров. Перевеваемые ветром массы постоянно перемещающихся песков создают своеобразные формы микрорельефа: песчаные бугры, дюны, барханы, гряды.

Песчаные бугры образуются наподобие снежных бугров при хаотичном движении ветра путем накопления материала возле различных препятствий.

Дюны — удлиненные асимметричные холмы с округлыми вершинами и более пологими наветренными склонами. Дюны представляют собой на первых этапах развития формы, поперечные господствующему направлению ветра, образующиеся на берегах озер и морей. Дюна не остается на месте, а постепенно передвигается под воздействием ветра в глубь материка. По мере того как дюна перемещается от морского берега, на ее месте возникает другая такая же дюна, после перемещения которой начинает формироваться новая. Так образуются цепи параллельных дюн, следующих одна за другой. Высота дюн колеблется от первых метров до 50—60 м.

Барханами называют обычно асимметричные, серповидной формы песчаные холмы, располагающиеся перпендикулярно к господствующему направлению ветра (рис. 14.5). Характерной чертой их являются заостренные концы (рога), выдающиеся вперед по направлению движения ветра. Высота наветренного склона барханов варьирует от 3 до 15 м, изредка достигая 80 м и более. Одиночные барханы встречаются редко, чаще они сливаются друг с другом, образуя барханные цепи или барханные гряды, протягивающиеся в направлении, перпендикулярном господствующему направлению ветров и напоминающие как бы застывшие морские волны. Часто поверхность барханов покрыта эоловой рябью с наветренной стороны, напоминающей ветровую рябь на воде (см. рис. 14.5).

Все эоловые формы рельефа под влиянием ветра способны перемещаться за счет сдувания частиц с наветренного склона и накопления с подветренной стороны. Скорость перемещения дюн и барханов колеблется от 6 до 25 м в год. Передвигаясь, эоловые образования заносят поселения, железные дороги, ирригационные системы, плодородные почвы. По данным ООН, ежегодно движущимися песками Сахары уничтожаются тысячи гектаров плодородных земель, а ущерб составляет сотни тысяч долларов. Для предотвращения движения песков их закрепляют растительностью, битумной эмульсией, создают искусственные преграды.

Быстроподвижные дюны наблюдаются на берегах о. Ольхон на Байкале. Озерный песок песчаных пляжей под действием господствующих ветров перемещается в глубь острова, засыпая дома и дороги.

Названные формы эоловых отложений развиты в пустынных районах, а также на морских побережьях, в долинах крупных рек. К таким районам относятся пустыни Каракум и Кызылкум, побережья Балтийского моря и Финского залива, долины рек Оки, Днепра, Дона.

Лесс — неслоистая пористая светло-желтая порода, в составе которой преобладают частицы размером от 0,05 до 0,1 мм. В состав лесса входят кремнезем, глинозем, карбонаты, органические вещества. Для лесса характерны высокая пористость (42—50%); наличие системы коротких вертикальных канальцев (следы растительных остатков); высокая карбонатность и присутствие известковых стяжений, называемых журавчиками; вертикальная отдельность и способность держать отвесные стенки в естественных обнажениях; покровный характер; значительные просадки при увлажнении.

Типичные лессы распространены в Европе, Азии, Северной и Южной Америке, преимущественно в пустынных и полупустынных районах умеренного пояса. Классической страной распространения лесса является Китай. Там на громадных пространствах, на разных гипсометрических уровнях залегают эти своеобразные отложения, мощность которых достигает 400 м и более. Они наблюдаются на крутых склонах, на шпилях башен и колоколен, на крышах зданий. Часто древние города производят впечатление, что они вросли и выступают из толщи лесса. Река Хуанхэ, в средней части бассейна которой находится лессовое плато, получила название «желтая», так как она переносит во взвешенном состоянии огромное количество лессового материала. Годовой объем ее твердого стока ниже лессового плато превышает 1,3 млрд т.

Впервые спор о происхождении лесса возник в начале XIX в., и разными исследователями было предложено более 20 гипотез: аллювиальная, ледниковая, морская, озерная, космическая, эоловая и т. д. Из них наибольшее распространение получила эоловая гипотеза, одним из основоположников и наиболее упорных защитников которой был В.А. Обручев. В результате своих путешествий по Северному Китаю и Центральной Азии он пришел к выводу, что пустыни являются областями развевания тонкообломочного материала, откуда пылеватые частицы, поднимаясь на большую высоту, уносятся ветрами за пределы области, где медленно оседают на степных пространствах, покрытых травянистой растительностью, образуя мощные толщи лесса. В этих неслоистых толщах, скорость накопления которых составляет около 1 мм в год, не встречается ни песка, ни гальки, что служит еще одним доказательством их эолового происхождения. Почвы, образующиеся на лессах, отличаются большим плодородием, возможно поэтому издревле китайцы — прекрасные огородники. В.А. Обручев указывал, что следует отделять первичный мощный лесс от лессовидных вторичных пород, не имеющих значительных мощностей и представляющих собой мелкоземы самого разнообразного происхождения — аллювиального, делювиального, пролювиального, флювиогляционального — получившие лессовидный облик путем последующего изменения.

Для площадей развития мощных толщ лессов характерны своеобразные формы рельефа. Так, Л.C. Кесь в лессовой провинции Китая и Средней Азии описывает различные типы грядового и увалисто-грядового рельефа и плато с полого-волнистой поверхностью, для которых характерно интенсивное развитие оврагов, промоин, рытвин, ложбин, в результате чего создаются так называемые «дурные земли» (от англ. бедленд) (рис. 14.6).

Эоловые отложения и их свойства

Эоловые отложения, образуются в результате накопления принесенных ветром продуктов выветривания плотных коренных пород или рыхлых аллювиальных, озерных, морских и других отложений. Распространены главным образом в аридных областях (пески, лессы), но встречаются и в других природных зонах. При перемещении в ветропесчаном потоке песчинки движутся скачкообразно или перекатыванием. Во взвешенном состоянии пылеватые частицы могут подниматься с восходящими токами воздуха до 3—6 тыс. м и переноситься на сотни и тыс. км. Когда энергия ветра оказывается недостаточной для поддержания переноса песчаных и пылеватых частиц, происходит их выпадение из воздуха и аккумуляция, особенно часто перед орографическими препятствиями. Осаждаясь из воздушной среды, 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. По данным советского геолога А. П. Лисицына, пылеватые частицы, выпавшие из воздуха, составляют от 20 до 75% донных осадков океанов; вместе с ними из воздушной среды осаждаются и различные (карбонатные, хлоридные и др.) соли. Песчаные Э. о. встречаются, помимо пустынь, на побережьях морей и озер, на террасах рек; известны эоловые пески, приуроченные к районам бывшего покровного оледенения.

Почти повсеместно распространены пылеватые эоловые осадки, во многих случаях давшие начало лессам и покровным суглинкам. Обычно Э. о. формируются за счет песчаных отложений морского, дельтового, аллювиального, пролювиального, озерного и флювиогляциального генезиса. По сравнению с исходными песками Э. о., как правило, лучше отсортированы, обеднены легкоистираемыми минералами и обогащены зернами твердых и новообразованных минералов, имеют желто-коричневый цвет. Зерна твердых минералов крупной и средней (больше 0,25 мм)фракции в них хорошо окатаны; в мелкозернистой фракции преобладают угловато-окатанные зерна; при длительной эоловой обработке формируются песчаные отложения, состоящие из хорошо окатанных полированных зерен только наиболее устойчивых минералов (кварца, циркона, граната, реже магнетита и др.). Некоторые Э. о. состоят исключительно из одного компонента (пески известковистые, эолитовые, коралловые, ракушечные и др.). Песчаные Э. о., как правило, характеризуются диагонально-волнистой или клиновидно-косой слоистостью; мощность их невелика (метры, десятки м)и лишь изредка достигает нескольких сотен м, соответствуя высоте крупных аккумулятивных эоловых форм рельефа. В зависимости от степени и характера эоловой переработки исходного материала песчаные отложения подразделяются на неперемещенные (перевеянные) и перемещенные (навеянные); первые, более распространенные, не потеряли пространственной связи с подстилающим исходным песком; для них типично преобладание относительно крупных фракций (1,0— 0,25 мм) и обогащение (по сравнению с исходным песком) тяжелыми минералами, что иногда приводит к концентрации минералов (например, эоловые россыпи редкометальных минералов в Сахаре, на Флориде и др.). Навеянные пески лишены пространственной связи с материнскими породами и залегают на чуждом субстрате; для них характерно обогащение мелкозернистым (0,25—0,1 мм) материалом и минералами легких фракций.

Ветер, подобно уже рассмотренным факторам, производит большую геологическую работу во всех трех ее составляющих:

1. разрушение пород,

Разрушительная работа – это сочетание выдувания (дефляция) и обтачивания (корразия). Выдувание заключается в отрыве частиц пород и их уносе. В результате образуются понижения рельефа – котловины выдувания, достигающие иногда значительных размеров. Корразия подобна действию пескоструйного аппарата; в районах ее развития известны такие явления, как появление матовости оконных стекол, истончение проводов и т.п. Совместное действие дефляции и корразии в каменистых пустынях приводит к образованию останцов – причудливой формы скал в виде арок, грибов, фигур животных; в протяженных скалах – каменных городов и т.п.

Частицы пород переносятся ветром перекатыванием и во взвешенном состоянии, в зависимости от скорости ветра и размера частиц. Тонкопесчаные, пылеватые, глинистые частицы могут переноситься на сотни и тысячи километров. Известны связанные с этим явлением природные катастрофы – песчаные и пыльные бури. Создаваемые ветром отложения и формы рельефа называются эоловыми. К эоловым отложениям относятся пески и лессы.

Эоловые пески образуются за счет развевания продуктов физического выветривания пород, а также перевевания отложений различного происхождения – речных, морских. Отлагаемые пески создают эоловые формы рельефа – неподвижные и подвижные. К первым относятся бугристые и грядовые пески, закрепленные растительностью и утратившие подвижность. К подвижным относятся дюны, образующиеся на берегах морей, крупных озер и рек; барханы, типичные для пустынь. Например, дюны на побережье Балтики имеют высоту до 20м, а в общем до 50м, редко больше. Скорость перемещения их в направлении господствующих ветров от 10 до 20 метров в год. Барханы, распространенные в песчаных пустынях, могут достигать высоты 200м, создавая многорядные цепи барханов – песчаные моря.

Для эоловых песков характерны мелкая зернистость с преобладанием частиц 0,05 – 0,25 мм, хорошая отсортированность, слабая окатанность, косая быстро меняющаяся слоистость. Пористость значительная на поверхности (до 50%) и уменьшается с глубиной. В минеральном составе преобладает кварц.

Подвижные пески представляют большую опасность для сооружений и сельхозугодий: песком заносятся дороги, каналы и др. Для защиты применяются различные мероприятия:

– закрепление песков растительностью (фитомелиорация);

– применение поперечных профилей земляного полотна без резких переломов и перепадов высоты; при этом ветропесчаный поток плавно обтекает профиль, не образуя заносов. Могут также применяться средства механической защиты от песчаных заносов (заборы, щиты);

– закрепление поверхностного слоя песка от выдувания.

Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Студалл.Орг (0.004 сек.)