Что такое выветривание? Определение процесса, формы

Выветривание - фундаментальный процесс преобразования земной поверхности. Понимание этого явления важно как для науки, так и для практики.

Что такое выветривание

Выветривание - это совокупность процессов физического, химического и биологического разрушения и изменения горных пород под действием природных факторов. Начало изучения выветривания относится к XVIII веку в рамках геологии и геоморфологии. Знание закономерностей выветривания необходимо при поисках полезных ископаемых, изучении почвообразования, рельефообразования, а также в строительстве и других областях.

Причины и условия выветривания

Основные причины выветривания:

• Колебания температуры;
• Воздействие воды и ветра;
• Деятельность организмов;
• Химические реакции.

Скорость выветривания зависит от климатических условий - температуры, влажности, атмосферного давления. Важную роль играет также рельеф местности.

Copy code

Основные процессы выветривания

Физическое выветривание - механическое разрушение горных пород без изменения их химического состава. Пример - растрескивание от перепадов температуры.

Химическое выветривание связано с химическими реакциями, растворением минералов, выносом элементов.

Также выделяют биологическое выветривание под действием живых организмов и их продуктов жизнедеятельности.

Формы и разновидности выветривания

Существует классификация выветривания по разным признакам.

Инсоляционное выветривание - разрушение горных пород от резких колебаний температуры. Характерно для пустынь и гор.

Также выделяют морозное, криогенное, биологическое выветривание и другие разновидности. Комплексным показателем является глубина проникновения процессов выветривания в земную кору.

Примеры выветривания в природе

Наиболее яркие примеры выветривания можно наблюдать среди горных пород и минералов. К примеру, под действием воды и углекислого газа происходит химическое выветривание известняков. В результате образуются карстовые формы рельефа - пещеры, воронки, подземные реки.

Еще один распространенный пример - выветривание гранитов и превращение их в каолин под воздействием влаги и углекислого газа. При этом граниты сохраняют свою первоначальную форму.

Результаты выветривания

Главным результатом что такое выветривание являются рыхлые отложения, называемые элювием. Различают обломочный и глинистый элювий. Также формируется мощная кора выветривания из измененных пород.

Иногда в результате выветривания образуются скопления ценных полезных ископаемых. Например, месторождения бокситов, железных и марганцевых руд, золота, олова, никеля.

Выветривание и рельеф

Процессы выветривания оказывают существенное влияние на формирование рельефа, создавая характерные ландшафтные формы.

• Скалистые останцы;
• Каменные россыпи, осыпи;
• Башенные карстовые холмы;
• Овраги.

Например, интенсивное химическое выветривание известняков приводит к развитию карстовых форм - воронок, польев, пещер. А в горах обычно преобладает физическое выветривание с образованием каменных россыпей.

Выветривание и почвообразование

Что такое выветривание тесно связано с почвообразованием, поскольку именно продукты выветривания горных пород служат основой для формирования почв. Благодаря этому почвы обогащаются перегноем, глинистыми минералами, соединениями кальция, калия, фосфора и других элементов, необходимых для питания растений.

Методы изучения выветривания

Для изучения процессов выветривания применяются разные методы.

1. Полевые исследования - описание обнажений, отбор проб.
2. Лабораторные анализы образцов - определение химического и минерального состава.
3. Физическое и математическое моделирование процессов.
4. Сравнение аэро- и космических снимков местности разных лет.

Комплексное применение этих методов позволяет оценить скорость выветривания, составить прогнозы развития рельефа.

Значение и применение знаний о выветривании

Понимание что такое выветривание, его механизмов и скорости имеет большое научно-практическое значение.

В науке эти знания используются в геологии, геоморфологии, почвоведении, гидрогеологии и других дисциплинах.

На практике учет процессов выветривания необходим при строительстве зданий и сооружений, разработке месторождений полезных ископаемых, мелиорации почв, борьбе с эрозией и оползнями.

Рекомендации и советы по учету выветривания

Чтобы правильно учитывать влияние выветривания в практической деятельности, можно дать следующие рекомендации:

1. Изучить климатические, гидрогеологические и другие условия района.
2. Определить преобладающие типы горных пород и их структурные особенности.
3. Выполнить отбор и анализ проб для оценки степени выветрелости.
4. По результатам рассчитать скорость текущего выветривания.
5. Спрогнозировать развитие процессов на ближайшие десятилетия.

Например, скорость линейного выветривания (V) гранитов можно определить по формуле:

V = D / T

где D - глубина выветривания, м; Т - время выветривания, лет.

Открытые вопросы и перспективы изучения

Слово "выветривание" относится к фундаментальным геологическим процессам. Но до сих пор остается много нерешенных проблем в этой области.

Проблемы прогнозирования интенсивности выветривания

Одна из главных трудностей при изучении выветривания - сложность долгосрочного прогнозирования интенсивности этого процесса. Дело в том, что скорость выветривания зависит от множества природных факторов, которые могут со временем существенно меняться.

Неполнота данных о глубинном выветривании

Большая часть имеющейся информации о выветривания относится к его поверхностным проявлениям. Гораздо меньше данных о процессах глубинного преобразования горных пород на значительной глубине под воздействием подземных вод и газов.

Сложности моделирования выветривания

Существующие на сегодняшний день компьютерные модели выветривания учитывают далеко не все многообразие влияющих факторов. Например, крайне сложно математически описать воздействие живых организмов на горные породы.

Направления дальнейших исследований

Для получения новых знаний о выветривании необходимо:

• Проводить мониторинг процессов в различных климатических условиях;
• Совершенствовать методы анализа проб и геофизических данных;
• Разрабатывать междисциплинарные подходы с привлечением биологов, химиков, математиков.

Только комплексные исследования позволят полнее изучить это многообразное явление и научиться эффективно прогнозировать его развитие.

Роль микроорганизмов в выветривании

Одним из наименее изученных аспектов выветривания является влияние микроорганизмов - бактерий, грибов, водорослей и других микробов. Их значение может быть определяющим для биохимических процессов в горных породах.

Региональные особенности выветривания

Характер и интенсивность выветривания сильно зависят от конкретных природных условий того или иного региона - климата, состава пород, рельефа, гидрогеологических факторов. Необходимы детальные исследования этих региональных различий.

Влияние выветривания на другие процессы

На сегодня ясно, что выветривание оказывает воздействие на многие другие геологические процессы - эрозию, осадконакопление, сейсмичность, формирование рельефа и другие. Но конкретные механизмы такого влияния пока изучены недостаточно.

Выветривание и проблемы экологии

Активное техногенное воздействие на окружающую среду зачастую приводит к ускорению или замедлению процессов выветривания, что сказывается на состоянии экосистем. Необходимо тщательное изучение этого аспекта.

Изучение выветривания в космосе

Огромный интерес представляет изучение процессов выветривания, протекающих на поверхности других планет и их спутников. Например, данные о выветривании марсианских или лунных пород могут пролить свет на условия, царившие там миллиарды лет назад.

Экспериментальное моделирование

Для более глубокого понимания механизмов выветривания целесообразно проводить специальные лабораторные эксперименты в контролируемых условиях. Это позволит выявить роль различных факторов и кинетику протекающих процессов.

Выветривание горных пород искусственного происхождения

С изменением техногенной нагрузки на геологическую среду все большее значение приобретает изучение выветриваемости искусственных материалов - бетона, кирпича, металлов. Это важно для прогноза долговечности инженерных сооружений.