Физическое выветривание
Для чего на стыках рельсов делается зазор в несколько сантиметров? Чтобы при нагревании в жаркую летнюю погоду, когда рельсы расширятся и удлинятся, железнодорожный путь не искривился. Стальные и железные мосты тоже расширяются в жару, поэтому в их конструкциях также предусмотрены зазоры.
В пустынях, где днём невозможно притронуться к камню — такой он горячий, — ночью температура резко падает. Горные породы, как и рельсы, подвергаются то нагреванию, то охлаждению и соответственно расширению и сжатию. Но в отличие от рельсов горные породы, например граниты и базальты, состоят из разных минералов, которые обладают различным цветом, строением и, что самое главное, различной теплопроводностью. За счёт разного расширения в этих минералах возникают большие напряжения, неоднократное действие которых приводит в конце концов к ослаблению связей между минералами, и порода рассыпается, как говорят, в труху, превращаясь в дресву — скопление мелких обломков, щебня, грубого песка.
Подобное температурное выветривание особенно эффективно в магматических и метаморфических породах, состоящих из разнообразных по своим свойствам минералов, которые имеют различную теплопроводность. Эти минералы, то расширяясь, то сжимаясь, «раскачивают» прочные связи между собой, и, наконец, утратив их совсем, порода рассыпается, превращаясь в щебень и грубый песок.
В пустынных районах Сирии несколько тысячелетий назад происходили излияния базальтовых лав. В наши дни пейзаж этих мест поражает своей мрачностью: вокруг лишь бесконечный хаос грубых чёрных обломков базальтов, образовавшихся на лавовых потоках за счёт температурного выветривания. Температурное выветривание особенно активно происходит в областях с жарким континентальным климатом — в пустынных районах, где очень велики суточные перепады температуры.
Различные породы разрушаются с разной скоростью. Так, Великие пирамиды в Гизе, недалеко от Каира (Египет), сложенные из глыб желтоватых песчаников, ежегодно теряют 0,2 мм своего наружного слоя, что приводит к накоплению осыпей (например, у подножия пирамиды Хуфу образуются осыпи объёмом 50 м3 в год).
Скорость выветривания известняков составляет 2—3 см в год, а гранит разрушается намного медленнее. На гранитных блоках, высеченных в
Асуане 5400 лет назад, в результате выветривания образовался рыхлый слой толщиной 5—10 мм. А блоки известняка, из которых примерно 250 лет назад построена крепость Кременец на Украине, за это время успели разрушиться почти на 25 см, и рыхлый материал был унесён дождями и ветром.
Иногда выветривание приводит к своеобразному шелушению, или десквамации (от лат. desquama-ге — «снимать чешую»), — отслаиванию тонких пластинок от поверхности обнажения горных пород. В результате неправильные по форме глыбы со временем превращаются в почти правильные шары, напоминающие каменные пушечные ядра. В Восточной Сибири, в долине реки Нижняя
Тунгуска, на пластовых базальтовых интрузиях — силлах — такие шары разбросаны в огромном количестве. Их даже принимали за валуны, обкатанные рекой.
Разрушающее действие на горные породы в | пустыне оказывают кристаллики солей, образующиеся при испарении воды в тончайших трещинках и увеличивающие давление на их стенки. Капиллярные трещинки под действием этого давления расширяются, и монолитность породы нарушается.
В полярных областях расклинивающее воздействие замерзающей воды на горные породы особенно велико. Чем больше в породе пор, способных заполняться водой, тем быстрее она разрушается. В высокогорных областях скалистые вершины, как правило, разбиты многочисленными трещинами, а их подножия скрыты шлейфом осыпей, которые сформировались за счёт выветривания.
Поскольку прочность и монолитность даже у одной и той же горной породы разная, то одни её участки поддаются выветриванию быстрее, чем другие. Такое избирательное выветривание приводит к образованию углублений, ямок, ниш, и горные породы приобретают ячеистый облик. Так, например, в Крыму, в окрестностях Бахчисарая, в песчанистых известняках верхнемеловой эпохи наблюдается неравномерное окремнение (т.е. замещение кремнезёмом). Более плотные, окремнённые участки горных пород выступают, а более рыхлые выветриваются быстрее и образуют небольшие углубления — ячеи.
Благодаря избирательному выветриванию появляются разнообразные «чудеса природы» в виде арок, ворот и т.д., особенно в пластах песчаников, — например, знаменитая гора Кольцо около Кисловодска на Северном Кавказе, которой любовался Михаил Юрьевич Лермонтов.
На склоне горы Демерджи в Крыму находится заповедник с каменными «истуканами» — огромными столбами высотой в десятки метров, образованными в конгломератах (т.е. сцементированных галечниках) верхней юры. Неравномерная цементация конгломератов в результате избирательного выветривания привела к формированию разнообразных колонн, «грибов», «идолов» и других причудливых форм рельефа.
Для многих районов Кавказа и других гор очень характерны так называемые «истуканы» — пирамидальные столбы, увенчанные крупными камнями, даже целыми глыбами размером 5—10 м и более. Эти глыбы предохраняют от выветривания и размыва нижележащие отложения (образующие столб) и похожи на шляпки гигантских грибов.
На северном склоне Эльбруса около знаменитых горячих источников Джилысу есть овраг, называемый Кала-кулак, что по-балкарски означает «овраг замков». «Замки» представлены огромными столбами, сложенными относительно рыхлыми вулканическими туфами. Эти столбы увенчаны крупными глыбами лав, раньше слагавшими морену — ледниковые отложения, возраст которых 50 тыс. лет. Морена впоследствии разрушилась, а часть глыб сыграла роль «шляпки» гриба, предохранившей «ножку» от размыва. Такие же «пирамиды» есть и в долинах рек Чегем, Терек и в других местах Северного Кавказа.
Необходимо напомнить, что и современная хозяйственная деятельность человека также усиливает процессы физического выветривания. Когда при вспашке сдирается дёрн на миллионах гектаров, вырубаются леса, кустарники, осушаются болота, прокладываются дороги, туннели, роются гигантские карьеры, всё это нарушает природное равновесие. Эрозия (разрушение пород водными потоками) и выветривание начинают происходить быстрее.
Постоянная ссылка на страницу: http://pochemy.net/?n=1091
Случайная статья
