Контрольні питання

1. Як називається наука, що вивчає процеси, що відбуваються на поверхні Землі та в її надрах?

2. Охарактризуйте ендогенні і екзогенні геологічні процеси.

3. Що таке магма і яка вона буває?

4. Охарактризуйте види і типи вулканів.

5. Охарактризуйте класифікацію магматичних порід.

Екзогенні процеси. Вивітрювання порід (гіпергенез)

План

1. Фізичне вивітрювання;

2. Хімічне вивітрювання;

3. Продукти вивітрювання;

4. Утворення грунтів

1. Фізичне вивітрювання

Вивітрювання - це складний комплекс фізико-хімічних процесів, які відбуваються у зовнішній частині літосфери і призводять до зміни й руйнування гірських порід.

Фізичне вивітрювання відбувається під впливом сезонних і добових коливань температури, дії замерзаючої води, зростання кристалів, кореневої системи рослин тощо і є механічним руйнуванням гірських порід та перетворенням їх на уламковий матеріал.

Температурне вивітрювання спричиняють різкі перепади температур, які призводять до нерівномірного нагрівання та охолодження гірських порід. Особливо інтенсивно ці процеси відбуваються в полімінеральних породах. Річ у тім, що різні мінерали, з яких складаються ці породи, мають неоднакові коефіцієнти теплового розширення та стиснення, різну теплопровідність. Внаслідок багаторазових чергувань розширення та стиснення окремих мінеральних зерен їх взаємне зчеплення порушується, порода розтріскується і розсипається на окремі уламки.

Інтенсивність температурного вивітрювання також залежить від забарвлення порід - темноколірні породи сильніше нагріваються і швидше піддаються руйнуванню.

Процеси температурного вивітрювання особливо активно проявляються в пустельних і напівпустельних районах Землі, де вдень температура піднімається до 80 °С, а вночі спадає до О °С. Такі різкі добові перепади температур, а також відсутність пом'якшувального впливу рослинного покриву призводять до істотних змін об'єму мінеральних зерен у гірських породах, і, як наслідок, швидкого їх руйнування. Коливання температур найактивніше впливає на поверхневі ділянки порід, тому в пустелях поширені процеси так званої десквамації — злущування поверхні гірських порід у вигляді лусок.

Морозне вивітрювання поширене у полярних, субполярних широтах і в гірських районах. Руйнівну дію здійснює вода, що замерзає в тріщинах і порах. Відомо, що вода, переходячи в твердий стан, зростає в об'ємі на 8-10%, тиск у тріщинах, який виникає при цьому розширює їх руйнуючи суцільність породи.

Таку саму механічну дію, як і замерзаюча вода, здійснюють коренева система дерев, що розростаючись у тріщинах, розсуває їх за принципом дії клина, а також кристалізація солей. За цих умов вода, що міститься в капілярах, випаровується, а солевий залишок кристалізується, спричиняючи, внаслідок зростання кристалів, розширення капілярів і руйнування монолітності породи. Цей процес поширений у засушливих районах Землі, де інтенсивно відбуваються процеси випаровування.

2. Хімічне вивітрювання

Процеси фізичного (механічного) руйнування гірських порід завжди тією чи іншою мірою супроводжуються хімічним вивітрюванням, у разі якого не тільки руйнуються певні мінерали і породи, а й утворюються нові. Головними чинниками хімічного вивітрювання є вода і розчинені в ній солі, кислоти, гази, органічні сполуки.

Процеси, що відбуваються під час хімічного вивітрювання, можна звести до чотирьох основних хімічних реакцій: окислення, розчинення, гідратації та гідролізу. Природно, що найінтенсивніше вони протікають в умовах вологого тропічного і субтропічного клімату, де панують високі середньорічні температури і висока вологість повітря.

Окиснення мінералів і гірських порід пов'язане з дією на них кисню, розчиненого у воді. Найчастіше окисненню піддаються закисні сполуки феруму, мангану, кобальту та інших елементів, а також сульфіди і деякі карбонати.

Розчиненню у воді піддаються тією чи іншою мірою всі мінерали. Особливо інтенсивно розчиняються хлориди, сульфати, карбонати. Під дією поверхневих і підземних вод у них утворюються заглибини, лійки, колодязі, печери. Процес відомий під назвою карст.

Гідратація - це процес приєднання мінералами води і утворення нових мінералів. Типовим прикладом гідратації є перехід ангідриту в гіпс за схемою:

СаSО +2Н О СаSО *2Н О

Подібно до цього здійснюється перехід гематиту в лімоніт. Під час гідратації змінюються властивості мінералів, відбувається перекристалізація, збільшення об'єму, що спричиняє деформацію гірських порід, в яких дані мінерали є складовими частинами. Тобто, у даному випадку поєднуються процеси хімічного та механічного вивітрювання.

Гідроліз - це процес обмінного розкладання мінералів під дією води з розчиненими в ній газами. Внаслідок гідролізу утворюються нові сполуки, деякі з них виносяться з розчином, а інші залишаються на місці. Під час гідролізу кристалічна решітка мінералу може повністю руйнуватися та заміщуватися новою, що відповідає новоутвореним мінералам. Процеси гідролізу призводять до руйнування масивів магматичних порід.

Біологічне вивітрювання. Значну роль у процесах вивітрювання відіграють організми.

У процесі своєї життєдіяльності організми поглинають із довколішніх порід Nа, К, Са, Р, S, Сl, Мg, Аl, Fе, інші елементи, руйнуючи ці породи. Органічні кислоти, які виділяються під час гниття органічних решток, кисень, утворений внаслідок фотосинтезу рослин, також беруть участь у хімічному вивітрюванні.

Руйнування порід найчастіше починають бактерії, які готують субстрат для виникнення мікрофлори найпростіших грибів та діатомових водоростей, потім поселяються мохи, лишайники і, нарешті, вищі рослини, фауна. Серед тварин, що відіграють активну роль у перетворенні гірських порід, слід назвати різноманітних каменеточців, які сверлять у кам'яні нірки, дощових червів, роль яких особливо помітна у підвищенні родючості грунтів, мурашок, термітів тощо.