2. Гравитационные процессы. Особенности гравитационных процессов. Экологические особенности гравитационных процессов.

Гравитационный перенос, или перемещение обломков горных пород, происходит под действием силы тяжести из возвышенных мест в пониженные.

Особенности гравитационного переноса и осадконакопления

При гравитационном переносе материал может перемещаться разными способами: падение, скатывание и скольжение отдельных обломков по крутым склонам.

Суть гравитационных процессов заключается в разрушении горных пород которое происходит главным образом в верхней части склона, перемещении разрушенного материала вниз по склону и накоплении массы горных пород в пониженных частях склона или у его подножия. Горные породы, участвующие в гравитационных процессах, образуют отложения, которые называются коллювием (от лат. «коллювио» — скопление). Коллювиальные отложения состоят из разнообразных по составу и размеру обломков пород: глыб, щебня, песков, алевритов, глин.

Гравитационные процессы могут совершаться с разной скоростью. Одни происходят очень быстро, мгновенно, например обвалы и камнепады, а другие протекают медленно. Последние именуются крипом (от англ. «крип» — ползти, скользить). Большую роль в гравитационных процессах кроме гравитации играют подземные и поверхностные воды.

Таким образом, в гравитационных процессах и в формировании коллювиальных отложений принимают участие сила тяжести (собственно гравитационный фактор) и вода в разных своих формах (аквальный фактор).

Существует несколько классификаций склоновых процессов. По одной из них выделяются три главные категории гравитационного переноса, которые зависят от скорости переноса и механизма перемещения:

1. Медленное течение блоков. Ему может подвергнуться блок почвы, коренных пород, осыпи, каменные потоки (курумники), солифлюкция.

2. Быстрое течение — течение грунта, грязевые потоки, обвалы и оползни.

3. Скольжение, обваливание, в том числе камнепады. В этом случае за счет скольжения и обвала перемещаются обломки и глыбы, оползни-обвалы и снежные лавины.

Гравитационные процессы разделяют на четыре категории: 1) собственно гравитационные; 2) водно-гравитационные; 3) гравитационно-водные; 4) подводно-гравитационные.

Медленное течение. Этот процесс проявляется в наклоне изгородей, телеграфных столбов, разрушении и смещении подпорных стенок, искривлении стволов деревьев расположенных на склонах. Оползание почвы отклоняет деревья вниз по склону («пьяный» лес). Скольжение почвы может происходить под дерном, в целом, не нарушая его сплошного покрова. Но в том случае если, на дерне находятся валуны, то по мере движения они будут скатываться к подножию склона.

Медленно может перемещаться и блок коренных пород. Это случается тогда, когда данный монолит или блок коренных пород находится на склоне, но его сцепление с нижележащими породами каким-то образом нарушено.

Медленное течение свойственно и осыпям. Они возникают вследствие медленного перемещения скопившихся на склонах и у подошвы возвышенностей продуктов выветривания. Такие рыхлые осадки носят название делювиальных (от лат. «делюо» – смываю). Они состоят из различных по размерам обломков неправильной формы, которые образовались от разрушенных скальных пород под влиянием различных агентов выветривания.

Когда осыпи состоят из очень крупных обломков, их называют курумниками (от тюрк, «курум» – поток), или каменными. Огромные массы каменных глыб в выработанной долине медленно движутся вниз исключительно из-за слабого сцепления с подстилающими породами.

Солифлюкция (от лат. «солум» – почвы, «флюксус» – течение) – медленное пластично-вязкое течение на склонах почв и увлажненных рыхлых масс дисперсных отложений. Особенно часто это явление происходит в тех регионах, где грунт промерзает на значительную глубину. В теплое время года оттаявшая часть грунта начинает сползать по нижележащему мерзлому материалу.

Быстрое течение. Оно наблюдается при большой крутизне склона и значительной насыщенности рыхлого материала водой.

Простой формой быстрого течения являются грунтовые потоки. Такие перемещения грунта могут длиться многие месяцы и даже года.

Сели, или грязекаменные потоки, для своего движения используют русла и долины ранее существовавших водотоков.

Лахары хотя и похожи на сели, но отличаются от них своим про­исхождением. Они возникают на склонах вулканов, которые покрыты слоем пепла, во время сильных грозовых ливней.

Обваливание. Ярким примером гравитационного движения является перемещение обломков горных пород в форме обваливания и осыпания (камнепада). Два условия необходимы для того, чтобы совершился обвал и возник камнепад: 1) потеря обломком породы сцепления с массивом горных пород, слагающих склон; 2) значительный уклон склона. Для того чтобы обломок мог удержать свое положение на склоне, необходимо, чтобы его крутизна не превышала 45°. Этот угол называется углом естественного откоса сыпучих тел.

Собственно гравитационные процессы разделяются на три группы: провальные, обвальные, которые характеризуются быстрым перемещением обломочного материала, и медленные, именуемые крипом.

Провальные образования. Условием провальных процессов является наличие подземных полостей или пустот, которые возникли вследствие выноса подземными водами минеральных частиц в растворенном или во взвешенном состоянии. Непосредственной причиной возникновения провала может служить слабое землетрясение, взрыв или увеличение нагрузки над провалом. Размер перемещаемого в провал грунта и его масштабы зависят от глубины расположения подземных пустот и их объемов. На месте провалов возникают ямы, колодцы, котловины, т.е. отрицательные формы рельефа. Этот тип гравитационных перемещений в силу своих размеров и быстротечности способен нанести большой ущерб и относится к катастрофическим явлениям.

Обвалы. Подобные гравитационные явления развиваются на крутых склонах и обрывах. При этом закладывается серия трещин. Под воздействием физического выветривания, (при замерзании воды, действии корневой системы растений) трещины расширяются. Лишенный сцепления с коренными породам и массивный блок слегка наклоняется в сторону склона и под действием силы тяжести начинает отрываться от материнской породы. Теряя сцепление и под действием собственного веса, блок теряет равновесие и опрокидывается на поверхность склона. От удара о поверхность склона породы, составляющие блок, начинают дробиться и на склоне из его обломков возникает обвальный коллювий. Обваливание происходит многократно, и этот процесс считается многофазовым.

Причинами возникновения крупных обвалов могут служить землетрясения.

К гравитационным явлениям этой группы также относятся камнепады, когда происходит отрыв и перемещение отдельных камней, и осадков, —перемещение по склону щебня, гравия и мелких обломков горных пород,

Крип. Различают склоновый и глубинный крип.

Крип обусловлен многократным уплотнением и разуплотнением рыхлых пластичных пород на глубине. Это происходит вследствие таяния и замерзания воды (криогенный крип), выщелачивания отдельных минералов, оттока подземных вод в связи с откачками или, наоборот, ее притока, откачкой нефти и газа (антропогенный крип). В результате медленного перемещения грунта на поверхности возникают плоские блюдцеобразные котловины, склоны лишаются растительного покрова и оголяются, а у подножия скапливаются коллювиальные отложения.

Водно-гравитационные процессы. Водно-гравитационные процессы представлены оползнями. В оползневых перемещениях могут участвовать как крупные обломки (блоковые оползни), так и отдельные глыбы (глыбовые оползни).

Ложе оползня представляет собой поверхность, занимающую часть склона, по которому движется, оползень. От крутизны ложа зависит интенсивность перемещения оползня. Оползень начинает двигаться на склоне крутизной 5°.

Оползневое тело ограничено сверху ровной или бугристой площадкой, наклоненной внутрь склона, и обрывистым бугристым склоном во фронтальной части, обращенной в направлении движения оползня. Скорость перемещения оползневых тел по сравнению с обвальными невысокая.

Оползни оказывают отрицательный геоэкологический эффект. Они наносят вред — уничтожают пахотные земли, сады, пашни, разрушают жилые и промышленные здания, мосты, транспортные магистрали.

Гравитационно-водные процессы. Это гравитационные явления, главным фактором гравитационного перемещения которых является вода. Существенная роль принадлежит не только поверхностным, но и подземным (грунтовым) водам. Во время действия этого процесса горная порода перемещается не в результате гравитационного сползания или обрушения, а способом сплывания или в форме потока. К этой категории относятся оползневые потоки, оплывины, селевые грязекаменные потоки, лахары (грязекаменные потоки вулканогенных пород).

Оплывинами называют мелкие грязевые потоки, которые находятся недалеко от места своего возникновения. Они развиваются на поверхности достаточно плотных водоупорных пород. Оплывание склона всегда происходит постепенно и причиной его возникновения служит избыточное увлажнение верхнего слоя грунта. Для оплывин характерна микроступенчатость и этим они отличаются от оползней.

Селевые потоки (от араб, «сайль» — бурный поток) — это грязевые или грязево-каменные потоки, внезапно возникающие в руслах горных и особенно предгорных рек в результате резкого паводка, вызванного интенсивным таянием снегов или во время сильных ливней. В Европе их называют мурами. В зависимости от размерности переносимого материала селевые потоки подразделяются на грязевые, грязекаменные, в которых в насыщенной водой глинистой массе погружены мелкие и крупные обломки твердых пород, и водно-каменные. В последних преобладают крупные обломки пород – валуны и глыбы.

Селевый коллювий — это рыхлая порода от валунов, глыб, щебня до неотсортированного песка или глины.

Лахары — это грязекаменные потоки, которые возникают на склонах вулканов и очень похожи на селевые. Они образуются в результате сильных ливневых дождей, которые часто сопровождают вулканические извержения, или от талых вод льда и снега, которые быстро расплавляются раскаленными извергающимися лавовыми потоками. Лахары уничтожают жилые построй­ки, находящиеся на пути их движения, и приводят к человеческим жертвам.

Подводно-гравитационные процессы. Эти процессы перемещают материал, находящийся на неровном морском дне, со склонов подводных возвышенностей к их подножиям. Подводные оползни могут охватывать весь склон или часть его и перемещаться по существующим углублениям на подводном склоне к его подножию.