Вопрос 28 Химическое выветривание

Химическое выветривание обусловлено химическим взаимодействием горных пород с окружающей средой (вода, воздух). Поэтому чем больше поверхность соприкосновения этих двух сред, т. е. чем пористее и трещиноватее порода или чем больше она измельчена, тем интенсивнее она химически выветривается. Интенсивности химического выветривания способствует равнинный, слабо расчлененный рельеф, обусловливающий длительное сохранение продуктов выветривания и длительное воздействие на них агентов химического выветривания. Однако определяющую роль играют климатические условия. Наиболее благоприятен для химического выветривания жаркий и влажный тропический климат с высокой среднегодовой температурой, обильными осадками и чередованием дождливых и засушливых сезонов. В этих условиях химическое выветривание достигает конечных стадий; в умеренном климате оно замедляется, а в холодном (при многолетней мерзлоте) практически не происходит: там даже органическая ткань разлагается очень медленно (трупы животных в мерзлом грунте сохраняются почти без изменений в течение тысячелетий).

Главным фактором химического выветривания является поверхностная и грунтовая вода с растворенными в ней углекислотой и кислородом воздуха (в 1 л дождевой воды содержится до 30 см’ газа, третью часть которого составляет кислород, десятую — углекислый газ и более половины — азот). Кроме того, дождевая и талая вода, просачиваясь через почву, насыщается органическими кислотами и минеральными соединениями, придающими ей окислительные или щелочные свойства. При взаимодействии с породами и продуктами их разрушения вода теряет одни составные части и обогащается другими, т. е. изменяет химический состав не только горных пород, но и свой и постепенно теряет химическую активность. Поэтому наиболее интенсивно химическое выветривание проявляется на поверхности. С глубиной, с потерей кислорода и углекислоты, а также с насыщением воды растворенными веществами, интенсивность химического выветривания снижается. Глубина действия химического выветривания определяется уровнем грунтовых вод, ниже которого вода почти лишена свободного кислорода. Обычно она не превышает 20—30 м. Однако в зонах тектонических нарушений, характеризующихся интенсивной трещиноватостью пород, вода, не теряя активности, быстро просачивается вниз и глубина химического выветривания значительно увеличивается (иногда до нескольких сотен метров).

Типы реакций при химическом выветривании различны в зависимости от состава горных пород, условий температуры и влажности и от характера самих химических процессов (с потерей, привносом или обменом вещества). При химическом выветривании могут происходить: окисление, гидратация, реже дегидратация, растворение, гидролиз, карбонатизация и восстановление. Некоторые реакции, например растворение хлористого натрия, эндотермические, а большая часть — экзотермические

Вопрос 29 Органическое выветривание

Разрушение горных пород организмами осуществляется физическим или химическим путем.

Простейшие растения — лишайники — способны селиться на любой горной породе и извлекать из нее питательные вещества с помощью выделяемых ими органических кислот; это подтверждается опытами посадки лишайников на гладкое стекло. Через известный промежуток времени на поверхности стекла под лишайниками появляется помутнение, свидетельствующее о его частичном растворении.

Простейшие растения подготавливают почву для поселения на поверхности горных пород более высокоорганизованных растений.

Древесная растительность иногда поселяется и на поверхности горных пород, не имеющей рыхлого почвенного покрова. Корни растений используют при этом трещины в породах, постепенно их расширяя. Они способны разорвать даже очень плотную породу, так как тургор, или давление, развивающееся в клетках тканей корней, достигает 60 и даже 100 атм.

Значительную роль в разрушении земной коры в ее верхней части играют земляные черви и особенно муравьи и термиты, Они проделывают незначительные по диаметру, но многочисленные и длинные подземные ходы, способствуя проникновению в глубь почвы атмосферного воздуха, содержащего влагу и углекислый газ — мощные факторы химического выветривания. Кроме того, они перемешивают разрыхленные выветриванием массы, механически их нарушая.

Нарушают верхние слои коры выветривания также землерои из числа позвоночных животных—кроты, суслики и др.

Человек своей деятельностью значительно преобразует поверхность земной коры, а местами проникает в нее на глубину до нескольких километров. Обрабатывая почву, вспахивая ее, человек переворачивает за год около тысячи кубических километров пород, что почти в 10 раз превышает объем обломочного материала, переносимого за год всеми реками земного шара.

Шахты, по стволам которых извлекают на поверхность большие объемы полезных ископаемых и вмещающих пород, углубляются на глубину до 2 км и более.

Буровые скважины сейчас бурят до глубины 6км (нефтяные), извлекая при этом большие массы жидких (нефть, вода) и газообразных пород.

Но наиболее важным видом органического выветривания горных пород является почвообразование.