Геологическая деятельность ветра

МИНЕСТЕРСТВО 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                                          С. П. Лопатина

(подпись)

  (дата) 

   Руководитель                                    М. И. Шаминова

     (подпись)

                               

                                                    (дата)

 

Томск-2013

Содержание:

     Введение

 

1. Разрушительная деятельность ветра.

 

2. Аккумулятивная деятельность ветра.

 

 

3. Эоловые формы рельефа.

 

4. Типы пустынь.

 

    Ответы на вопросы.

 

    Список литературы.

 

 

 

 

 

 

                                    Введение.

Экзогенные  геологические процессы с определенной долей уловности делят на 4 большие групы: выветривание, денудация, аккумуляция и диагенез.

Выветривание- процесс разрушения и глубокого изменения любых горных пород и большинства слагающих их минералов, оказавшихся неустойчивыми в условиях земной поверхности.

Ветер является одним из важных геологических агентов, изменяющих лик Земли. Он производит геологическую работу повсеместно, но весьма неравномерно. Под геологической  деятельностью ветра понимают изменение  поверхности Земли, связанное с  механическим воздействием на горные породы движущихся воздушных масс атмосферы. Ветер может разрушать горные породы, переносить обломочный материал на расстояние и отлагать его на земной поверхности.

Геологическая работа ветра зависит от его скорости: чем больше скорость, тем значительнее производимая им работа.

Ветер со скоростью 3 м/с шевелит листья деревьев, со скоростью 10 м/с- качает толстые ветви, переносит мелкий песок и пыль, буря со скоростью 30 м/с может срывать крыши домов, ломать деревья, передвигать и переносить мелкие обломки, ураган со скоростью более 30 м/с способен разрушать дома, вырывать с корнем крупные деревья.

Скорость  и сила ветра возрастают с высотой.

Денудация- совокупность процессов сноса и переноса продуктов выветривания с места разрушения и преобразования горных пород под воздействием ряда факторов, которые часто принято называть агентами денудации.

Аккумуляция- совокупность процессов накопления рыхлых продуктов разрушения первичных горных пород в понижениях рельефа.

Диагенез- совокупность процессов преобразования осодков, накопленных в процессе аккумуляции, в собственно осадочные горные породы под влиянием физико-химических условий.

Все геологические  явления. Связанные с деятельностью  ветра, называются эоловыми. Геологическая  работа ветра состоит из процессов  дефляции, корразии,  переноса и аккумуляции.

 

 

                  

 

                  

 

 

 

 

 

Разрушительная деятельность ветра

Геологические процессы, обусловленные деятельностью  ветра, называются эоловыми. Проявляясь во всех климатических зонах, они  особенно интенсивны в пустынях и  в полупустынях. Ветер, так же как  и вода, производит большую как  разрушительную, так и созидательную  работу. Разрушительная работа ветра  заключается в выдувании тонких продуктов выветривания горных пород, развеивании их и механическом разрушении. Созидательная работа заключается в отложении рыхлых продуктов и образовании новых отложений, называемых эоловыми. 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.

 

 

                                  

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Аккумулятивная деятельность ветра

Аккумулятивная  деятельность ветра заключается  в накоплении эоловых отложений, среди которых выделяются два генетических типа - эоловые пески и эоловые лёсс. 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 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 (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 рис. …..

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.

Эоловая рябьОсновным 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. (рис…..).

БарханБарханы - 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.

                                   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).