8. Геологические процессы в областях криолитозоны.

Характеристика криолитозоны: деятельный слой и многолетне-мерзлые породы. Географическое распространение вечной мерзлоты. Подземные льды (погребенные, повторно-жильные, инъекционные и конституционные)

Криолитозона – территория, на которой распространены многолетне-мерзлые породы. Состоит из мерзлых, морозных и охлажденных пород. Мерзлые породы – такие породы, которые содержат в своем составе лед и характеризуются отрицательными температурами. Морозные породы отличаются от мерзлых тем, что в них отсутствуют вода и лед. Охлажденные породы также имеют температуру ниже 0^оС и насыщены солеными водами (криопэгами).

Деятельный слой – слой кратковременного и сезонного промерзания-протаивания.

Многолетне-мерзлые породы – часть криолитозоны, характеризующаяся отсутствием периодического протаивания.

Криолитозона широким кольцом охватывает пространство вокруг Северного Ледовитого океана и занимает 25% площади всей суши (и 64% территории России). Многолетние мерзлоты есть в виде островов и привершинных участках высокогорных хребтов в Альпах, на Кавказе, на Тянь-Шане и Памире и т.п. В южных районах криолитозона располагается островами среди талых пород. Севернее располагается зона несплошных мерзлых пород (мощностью до 100м), а еще севернее криолитозона (мощность до 1000-1500м).

Мерзлые породы характеризуются различным содержанием подземного льда, характером его распределения в породах. Типа подземных льдов:

• Конституционный лед – лед, образующийся при промерзании влажных дисперсных (рассеянных) пород:

• Инъекционные льды – такие льды, которые возникают, если в мерзлые породы проникает вода из таликов или подмерзлотных вод;

• Погребенный лед – лед, который возникает в краевых участках горно-долинных и покровных ледников при их таянии и отступании, когда отдельные массивы льда засыпаются моренами и обвалами;

• Эпигенетические льды – льды, которые возникают в породе, которая сформировалась до начала промерзания;

• Пещерные льды – редкие льды, залегающие в глубоких пещерах;

• Повторно-жильные льды – образующиеся при неоднократном заполнении водой или снегом морозобойных трещин, захватывающих как деятельный слой, так и многолетне-мерзлые породы

Характеристика криолитозоны. Подземные льды (погребенные, повторно-жильные, инъекционные и конституционные), надмерзлотные (несквозные и сквозные талики) и подмерзлотные воды криолитозоны. Образование наледей

Криолитозона – территория, на которой распространены многолетне-мерзлые породы. Состоит из мерзлых, морозных и охлажденных пород. Мерзлые породы – такие породы, которые содержат в своем составе лед и характеризуются отрицательными температурами. Морозные породы отличаются от мерзлых тем, что в них отсутствуют вода и лед. Охлажденные породы также имеют температуру ниже 0^оС и насыщены солеными водами (криопэгами).

Деятельный слой – слой кратковременного и сезонного промерзания-протаивания.

Многолетне-мерзлые породы – часть криолитозоны, характеризующаяся отсутствием периодического протаивания.

Мерзлые породы характеризуются различным содержанием подземного льда, характером его распределения в породах. Типа подземных льдов:

• Конституционный лед – лед, образующийся при промерзании влажных дисперсных (рассеянных) пород:

• Инъекционные льды – такие льды, которые возникают, если в мерзлые породы проникает вода из таликов или подмерзлотных вод;

• Погребенный лед – лед, который возникает в краевых участках горно-долинных и покровных ледников при их таянии и отступании, когда отдельные массивы льда засыпаются моренами и обвалами;

• Эпигенетические льды – льды, которые возникают в породе, которая сформировалась до начала промерзания;

• Пещерные льды – редкие льды, залегающие в глубоких пещерах;

• Повторно-жильные льды – образующиеся при неоднократном заполнении водой или снегом морозобойных трещин, захватывающих как деятельный слой, так и многолетне-мерзлые породы

Надмерзлотные воды криолетозоны:

Талики (талая зона) – толщи талых горных пород, которые развиты на поверхности земли или под водоемами и реками и которые непрерывно существуют более десятка лет. Если талики подстилаются снизу мерзлыми породами, то они называются несквозными, а если талики только обрамляются по бокам мерзлыми породами, как стенками, то они носят название сквозных.

Подмерзлотные воды циркулируют вблизи подошвы мерзлой толщи, обладают положительными температурами, иногда слабо или сильно минерализованы и могут быть напорными и ненапорными, а также контактирующими с мерзлой породой или некотнактирующими, т.е. отделенными слоем талых вод от мерзлых.

Наледи. Зимой в областях вечной мерзлоты многие реки местами промерзают до дна. Вода, которая еще находится на отдельных участках русла и в речном аллювии, ищет выхода и вырывается на лед, растекаясь по нему тонким слоем. Так может повторяться много раз, и в конце концов образуется толща льда мощностью в несколько метров и площадью в десятки и сотни квадратных метров. Наледи речных вод прекращают свой рост к январю, а наледи грунтовых, межмерзлотных и подмерзлотных растут до весны и летом не успевают растаять, образуя большие ледяные массивы – тарыны.

Характеристика криолитозоны. Геологические процессы в криолитозоне: морозобойное трещинообразование, пучение, образование наледей, солифлюкция, курумы, термокарст. Формы рельефа в криолитозоне

Криолитозона – территория, на которой распространены многолетне-мерзлые породы. Состоит из мерзлых, морозных и охлажденных пород. Мерзлые породы – такие породы, которые содержат в своем составе лед и характеризуются отрицательными температурами. Морозные породы отличаются от мерзлых тем, что в них отсутствуют вода и лед. Охлажденные породы также имеют температуру ниже 0^оС и насыщены солеными водами (криопэгами).

Морозобойное трещинообразование обязано возникновению напряжений в породе при охлаждении и сжатии. Морозобойные трещины могут возникать многократно на одном и том же месте. В районах с хорошо выраженным континентальным или морским климатом грунт оказывается разбитым системами перпендикулярных трещин таким образом, что на местности становится хорошо видна полигонная, четырехугольная или другая структура. Образование морозобойных трещин неизбежно приводит к возникновению полигонально-жильных структур.

Морозное пучение грунта — это результат объемного расширения воды (примерно на 9%), находящейся в породе до промерзания и дополнительно мигрирующей к границе промерзания в процессе перехода воды из жидкого состояния в твердое (лед).

Наледи. Зимой в областях вечной мерзлоты многие реки местами промерзают до дна. Вода, которая еще находится на отдельных участках русла и в речном аллювии, ищет выхода и вырывается на лед, растекаясь по нему тонким слоем. Так может повторяться много раз, и в конце концов образуется толща льда мощностью в несколько метров и площадью в десятки и сотни квадратных метров. Наледи речных вод прекращают свой рост к январю, а наледи грунтовых, межмерзлотных и подмерзлотных растут до весны и летом не успевают растаять, образуя большие ледяные массивы – тарыны.

Солифлюкция – медленно вязкопластическое течение рыхлых отложений, происходящее летом над кровлей многолетнемерзлых пород. Интенсивность развития солифлюкции прямо связана с крутизной склонов, т.к. с увеличением крутизны склонов течение происходит сильнее.

Курумы (каменные поля, реки или потоки) состоят обычно из щебнисто-глыбового материала скальных пород и развиты на склонах до 40^о. Процессы курумообразования обусловлены сезонными и суточными колебаниями температуры, которые то расширяют, то сокращают размеры обломков, способствуя этим постепенному перемещению блоков вниз по склону.

Термокарст - процесс неравномерного проседания почв и подстилающих горных пород вследствие вытаивания подземного льда. Аласы (хасыреи) – небольшие углубления, воронкообразные просадки, округлые котловины, как правило занятые озерами или уже осушенные. Термокарстовый рельеф особенно широко развит на аллювиальных аккумулятивных равнинах в арктическом и субарктическом поясах, где котловины протаивания чаще всего заняты озерами, вода в которых, аккумулируя тепло, сама способствует дальнейшему протаиванию мерзлого грунта вплоть до образования подозерных несквозных таликов. Очень чувствительны к любому техногенному воздействию.

Формы рельефа в криолитозоне:

• Псевдоморфозы по повторно-жильным льдам – если ледяные жилы вытаивают, то освободившееся пространство заполняется различным грунтом т.е. вторичными образованиями;

• Байджерахи – конусовидные бугры, возникающие между котловин протаивания (образовались за счет таяния крупных повторно-жильных ледяных клиньев);

• Изначально-грунтовые жилы – жилы, возникающие при заполнении трещины водонасыщенным грунтом, который затекает или осыпается со стенок трещины;

• Песчаные жилы образуются таким же образом, но только в морозобойные трещины попадает песок, развеваемый ветрами в сухом, очень холодном климате (+песчано-ледяные жилы);

• Пятна-медальоны – полигонная форма рельефа, размерами от 0,2-0,2 до 1-2 м, разграниченная морозобойными трещинами и образующая характерную поверхность, напоминающую гигантскую чешую.

• Каменные полигоны - плоские или слабовыпуклые площадки округлой и многоугольной формы, сложенные супесчано-суглинистыми породами и окаймленные каменными бордюрами. Процесс неравномерного промерзания в полигональной сети морозобойных трещин приводит к увеличению давления внутри отдельно взятого полигона, под действием которого прорвавшийся наверх разжиженный грунт сдвигает в стороны вымороженные на поверхность камни.