34. Гипотезы о причинах оледенений, четвертичные оледенения, их признаки и распространение

наличие ледникового покрова является только одной из составляющих

“ледникового периода”, в который входят и мерзлые породы верхней части земной коры,

а также огромные массивы плавучих морских льдов. Причины изменения климата в

глобальном масштабе, как и причины появления покровных ледников на больших

пространствах материков все еще остаются предметом оживленных дискуссий, ходя поле

для маневров сужается, т.к. сейчас достаточно широко стали применяться математические

модели, которым свойственны определенные рамки, выйти за которые не позволяют

фактические данные. решающее значение для изменений климата

придается циклическим изменениям основных параметров орбиты Земли: 1)

эксцентриситета “е” с периодом в 100000 лет; 2) наклона плоскости экватора Земли к

плоскости эклиптики (плоскостью орбиты Земли) “Е” с периодичностью примерно в 41

000 лет и 3) период предварения равноденствий или период процессии , т.е. изменение

расстояния Земли от Солнца, который не остается постоянным. В перигелии Земля ближе

всего к Солнцу, а в афелии - дальше всего от Солнца. Период процессии равен примерно

23 000 лет. Понятно, что находясь в афелии, Земля имеет наибольшее удаление от Солнца,

поэтому в Северном полушарии лето будет длительным, но прохладным, т.к. Земля будет

обращена к Солнцу Северным полушарием. Через полупериод цикла процессии, т.е. через

11500 лет к Солнцу будет обращено уже Южное полушарие, а в Северном - лето будет

жарким, но коротким, тогда как зима будет холодной и продолжительной. Подобные

различия в климате будут тем резче, чем больше эксцентриситет “е” орбиты Земли. На мощность или величину солнечной радиации влияет эксцентриситет орбиты

Земли, но не наклон оси вращения Земли к эклиптике и не прецессия земной оси. В

последних двух случаях среднегодовое количество солнечной радиации, поступающей на

Землю, остается постоянным. Однако, происходит ее перераспределение по сезонам или

по широтам. И только изменение эксцентриситета влечет за собой изменение

среднегодового количества солнечной радиации, т.к. при орбите, близкой к круговой,

расстояние (среднее) от Земли до Солнца наибольшее, а, следовательно, солнечная

радиация минимальна. Если величина “е” увеличивается, т.е. орбита Земли становится

более узкой и поэтому среднее расстояние от Земли до Солнца уменьшается, то солнечная

радиация возрастает. Несомненно, что на климатические изменения влияет и океан, огромные массы

воды которого, циркулируя, переносят как холод, так и тепло. Особенно важно

термическое состояние глубоких уровней океанских вод, когда тяжелые придонные воды

охлаждаются до температуры ниже 5-8°С, что совпадает с периодами похолоданий

климата, тогда как образование очень соленых и теплых придонных вод отвечает теплым

климатическим периодам.

35. Геологическая деятельность подземных вод

Все воды, находящиеся в порах и трещинах горных пород ниже поверхности

Земли, относятся к подземным водам. Часть этих вод свободно перемещается в верхней

части земной коры под действием гравитационных сил, а другая часть находится в очень

тонких порах, удерживаясь силами поверхностного натяжения. Подземные воды не могут

существовать без обмена с водой поверхностной и активно участвуют в круговороте воды

в природе. Подземные воды распределяются в верхней части земной коры вполне

закономерно. Самая верхняя часть земной коры, вблизи поверхности, называют зоной

аэрации, т.к. она связана с атмосферой и с почвенным покровом. Ниже нее залегает зона

полного насыщения, где вода распространена преимущественно в жидком виде, тогда как

в зоне аэрации она может быть и парообразной. Если

температуры отрицательны, то вода в этих двух зонах может

присутствовать и в виде льда. В зависимости от количества атмосферных осадков объем грунтовых вод может

изменяться и летом дебит (фр. дебит – расход) источников падает, а в сильные засухи

родники даже пересыхают. Зеркало грунтовых вод особенно сильно может понижаться в

связи с забором воды для промышленных нужд. Вокруг скважин, откачивающих воду,

уровень грунтовых вод постепенно понижается и образуется депрессионная воронка.

Межпластовые безнапорные подземные воды приурочены к водоносным слоям,

располагающимся между двумя водоупорными слоями. Иногда таких водоносных пластов

может быть несколько. Если водоносный горизонт обладает большой мощностью и выше

его зеркала находится озеро, пруд или река, то направление течения воды в водоносном

горизонте будет проходить по изогнутым линиям, стремящимся к реке.

Напорные или артезианские межпластовые воды образуются в том случае, если

водоносный горизонт, зажатый между двумя водоупорными, приурочен либо к пологой

синклинали или мульде или к моноклинали, или еще к каким-нибудь структурам, в которых возможно

образование напорного градиента.

36-37. Карстовые процессы, типы карта и поверхностные формы

Карст, формы, развитие, распространение

Карстовые процессы развиваются в растворимых природными поверхностными и

подземными водами горных породах: известняках, доломитах, гипсах, ангидритах,

каменной и калийной солях. Основой процесса является процесс химического

растворения пород и процесс выщелачивания, т.е. растворения и вынос какой-то части

горных пород. Различные по своему составу воды растворяют породы по разному.

Особенно агрессивны по отношению к карбонатным породам воды, насыщенные

углекислотой, а гипс сильнее растворяется солоноватыми водами.

Под карстом понимают не только процесс, но и его результат, т.е. образование

специфических форм растворения. Сам термин карст происходит от названия

известкового плато в Словенских Альпах, где карстовые формы рельефа выражены

наиболее ярко. Карст развивается везде, где есть выходы на поверхность карбонатных

пород: в Горном Крыму, на побережье Адриатического моря, на Кавказе, Урале, в

Средней Азии и еще во многих местах земного шара. Если карстовые формы видны на

поверхности, то говорят об открытом карсте, а если они перекрыты толщей каких-то

других отложений, то – о закрытом карсте. Последний чаще развитит в равнинных

платформенных районах, тогда как первый – в горных.

На поверхности карстовые формы представлены каррами, желобами и рвами,

понорами, воронками разных типов, западинами, котловинами, слепыми долинами.

Карры - это разнообразные неглубокие выемки, образованные, в основном,

выщелачиванием известняков поверхностными атмосферными водами. Н.А.Гвоздецким,

одним из знатоков карста, были выделены карры следующих типов: лунковые, трубчатые,

бороздчатые, желобковые, трещинные и ряд других. Все эти формы имеют глубину 5-20 –

5-0 см, редко размах рельефа достигает 1-2 м. Наиболее типичны желобковые карры,

представленные параллельными желобками, разделенные острыми грядами. Рельеф с

желобковыми каррами напоминает стиральную доску, а участки развития

многочисленных карров называют карровыми полями.

Желоба и рвы представляют собой более протяженные и глубокие участки

карстового выщелачивания поверхности известняков, наследующие поверхностные

трещины и достигающие глубины до 5 м.

Поноры – узкие отверстия, наклонные или вертикальные, возникающие на узлах

пересечения трещин при дальнейшем развитии процесса растворения и выщелачивания.

Эти каналы служат стоком поверхностных вод и направляют их вглубь массива горных

Карстовые воронки подразделяются на: 1) воронки поверхностного выщелачивания;

2) провальные; 3) воронки просасывания (коррозионно-суффозионные по

Н.А.Гвоздецкому). Первый тип воронок напоминает собой воронку от взрыва снаряда или

бомбы. Образуются они за счет выщелоченной с поверхности породы. Обычно в центре

такой воронки располагается понор-канал, по которому уходит вода. Диаметр воронок

обычно до 50 м, редко больше, а глубина 5-20 м. Провальные воронки связаны с

обрушением свода над полостью, выработанной водами на некоторой глубине.

Коррозионно-суффозионные воронки возникают в том случае, когда карстующиеся

известняки перекрыты пластом песчаных отложений и последние вмываются в

нижележащие карстовые полости. При этом из пласта песка уносятся отложения в поноры

и образуется воронка просасывания или вымывания. Процессы суффозии широко

распространены в природе.

Полья представляют собой довольно большие, сотни метров в диаметре,

неправильной формы понижения, образовавшиеся при слиянии ряда котловин и воронок.

В том числе и провальных.

38-39-40. Основные понятия о многолетнемерзлых породах, распространение, мощность, типы подземных льдов, возникновение криолитозоны

Криолитозона состоит из мерзлых, морозных и охлажденных пород. Под мерзлыми

понимают такие породы, которые содержат в своем составе лед и характеризуются

отрицательными температурами. Морозные породы отличаются от мерзлых тем, что в них

отсутствует вода и лед. Такие породы чаще всего представлены магматическими и

метаморфическими их разновидностями, а также сухими песками и галечниками.

Охлажденные породы также имеют температуру ниже 0°С и насыщены

минерализованными солеными водами - криопэгами (греч. “криос” - холод, “пэги” -

соленые воды).Распространение криолитозоны таково, что в южных районах она располагается

отдельными островами среди талых пород. Мерзлые породы имеют мощность 10-25 м и

залегают в виде линз. Севернее располагается зона не сплошных мерзлых пород

мощностью до 100 м, в которой много таликов - участков непромерзших пород. Севернее,

обычно, криолитозона занимает все пространство, а ее мощность увеличивается до 1000-

1500 м.Мощность “вечной мерзлоты” изменяется в очень широких пределах от первых

метров по южной окраине ее распространения, до 1000 м и даже 1500 м.Несомненно, что возникновение криолитозоны в Северном полушарии в целом

связано с неоднократными оледенениями, охватывавшими в последние 2 млн. огромные

районы. Криолитозона формируется не только в пространстве, но и во времени. Из

предыдущих глав известно, что промерзание верхней части земной коры происходило в

геологической истории не один раз. Но потом, породы, конечно, оттаивали, местами

сохраняя лишь неясные следы былого промерзания.Конституционный лед содержится в

любых многолетнемерзлых породах. Если порода обладает высокой влажностью, то вода,

замерзая и превращаясь в лед, скрепляет, цементирует ее зерна или их скопления. Такой

лед-цемент развит шире всего. Лед, который цементирует дисперсные породы, повышает

их прочность. Понятие льдистость породы характеризует количество содержащегося в

ней льда.Если порода прочная, скальная, то лед заполняет в ней все возможные поры и

трещины, которые образовались, естественно, до начала промерзания горной породы.

Если глинистые породы начинают промерзать, то влага, содержащаяся в них мигрирует к

фронту промерзания, где образуются прослои - шлиры льда различной мощности от

долей см до 0,5 м. Такие породы характеризуются гораздо большей льдистостью, а шлиры

льда образуют разные криогенные текстуры - сетчатые, слоистые, линзовидные,

атакситовые, порфировидные и др. Породы, содержащие шлиры льда, при своем

оттаивании утрачивают повышенную прочность и дают существенную осадку.

Льдистость обычно увеличивается в горных породах вверх по разрезу, а с глубиной

уменьшается.

Если в мерзлые породы приникает вода из таликов или напорных подмерзлотных

вод, то возникают инъекционные льды, мощность которых и длина достигает многих

десятков метров.

В краевых участках горно-долинных и покровных ледников при их таянии и

отступании, отдельные массивы льда засыпаются моренами и обвалами и тогда возникает

погребенные лед, который долго не тает.

Если порода сформировалась до начала промерзания, то в ней возникают

эпигенетические льды, а если промерзание происходит одновременно с образованием

породы, тогда она характеризуется сингенетическим льдом. Различные типы повторно-

жильных льдов связаны с этими процессами и будут рассмотрены ниже.

Довольно редко, но встречаются пещерные льды, залегающие в глубоких пещерах,

например, в Кунгурской ледяной пещере в Приуралье.

Вопросы к экзамену по курсу «Общая геология» 2012 г.

1. Происхождение Вселенной. Идеи и доказательства. Эволюция Вселенной.

2. Солнце, его состав, строение, виды излучений, эволюция, возможное будущее. Значение Солнца для геологических процессов

3. Формирование Солнечной системы, основные гипотезы. Строение Солнечной системы

4. Сравнительный анализ планет внутренней и внешней групп

5. Образование и внутреннее строение Земли. Сейсмологический метод и его роль в изучении Земли

6. Форма и размеры Земли. Изостазия

7. Внутреннее строение Земли и возможный состав вещества её оболочек

8. Строение земной коры и верхней мантии. Методы их изучения

9. Магнитное поле Земли, его параметры и возможное образование. Палеомагнитный метод

10. Тепловое поле Земли

11. Строение земной коры и методы ее изучения

12. Методы изучения глубинного строения Земли

13. Основные структурные элементы земной коры

14. Литосфера, астеносфера. Особенности, выделение, роль в геологических процессах

15. Геологическая хронология, относительная и абсолютная. Стратиграфическая шкала

16. Стратиграфическая шкала и методы определения относительного и абсолютного (изотопного) возраста пород

17. Палеомагнитный метод, его сущность и возможности применения

18. Методы определения относительного возраста пород и стратиграфическая шкала

19. Магматические горные породы и их классификация

20. Осадочные горные породы и их классификация

21. Процессы выветривания, их сущность и направленность, коры выветривания

22. Процессы выветривания, коры выветривания

23. Взаимосвязь различных видов эоловых процессов. Меры борьбы с опустыниванием

24. Формирование эолового рельефа и движение песков, типы пустынь

25. Геологическая деятельность поверхностных текучих вод

26. Формирование речной долины, образование речных террас

27. Формирование речных террас и их типы

28. Формирование речных террас: профиль равновесия реки

29. Виды эрозии в речных потоках, профиль равновесия реки и факторы его определяющие

30. Геологическая деятельность ледников

31. Типы ледников и экзарационная работа ледников

32. Особенности строения и рельефа перигляциальных областей, характерные отложения

33. Великие четвертичные оледенения и оставленные им следы. Оледенения в истории Земли

34. Гипотезы о причинах оледенений, четвертичные оледенения, их признаки и распространение

35. Геологическая деятельность подземных вод

36. Карстовые процессы, типы карта и поверхностные карстовые формы

37. Карст, формы, развитие, распространение

38. Геологические процессы в криолитозоне

39. Распространение криолитозоны, ее возникновение, зональность и понятие о деятельном слое

40. Основные понятия о многолетнемерзлых породах, распространение, мощность, типы подземных льдов, возникновение криолитозоны

41. Подземные воды в криолитозоне

42. Полигонально-структурные образования в криолитозоне, их типы и формирование

43. Термокарст и формы его проявления; криолитозона и строительство

44. Гравитационные процессы на склонах

45. Оползни, факторы их возникновения, морфология оползневых тел, меры борьбы с ними

46. Теория тектоники литосферных плит – современная геологическая парадигма

47. Формирование горных пород при остывании магматического расплава. Ликвидус, солидус, реакционный ряд Боуэна