ПОЗНАВАТЕЛЬНОЕ

Оси и плоскости тела человека - Тело человека состоит из определенных топографических частей и участков, в которых расположены органы, мышцы, сосуды, нервы и т.д.

Отёска стен и прирубка косяков - Когда на доме не достаёт окон и дверей, красивое высокое крыльцо ещё только в воображении, приходится подниматься с улицы в дом по трапу.

Дифференциальные уравнения второго порядка (модель рынка с прогнозируемыми ценами) - В простых моделях рынка спрос и предложение обычно полагают зависящими только от текущей цены на товар.

Геологічна діяльність вітру

1 2 3 456

Повітряні течії в атмосфері є одним із найважливіших факторів, що визначають інтенсивність геологічних процесів на поверхні Землі. Основною причиною переміщення повітряних мас є нерівномірний розподіл атмосферного тиску. Доповнюють його зміни густини атмосфери (за рахунок нерівномірного нагрівання її і поверхні Землі Сонцем), рельєф поверхні, наявність рослинності, щільність забудови тощо.

Значний вплив на рух повітряних мас та утворення вітрів здійснюють: розподіл континентів та океанів, розмір і форма суші і акваторій, теплі і холодні океанічні течії, сезонні зміщення кліматичних зон; сезонний перерозподіл ділянок високого і низького атмосферного тиску. В результаті постійного руху повітряних мас атмосфери відбувається тепло- і вологообмін між континентами та океанами, екваторіальними та арктичними зонами, виникають морські течії і хвилі.

Геологічна діяльність вітру переважно зводиться до руйнування корінних порід, транспортування та акумуляції продуктів руйнування. Інтенсивність руйнівної роботи повітряних мас, що переміщуються, залежить від швидкості вітру. Руйнування відбувається як при безпосередній дії повітряних струменів на розсипчасті або слабозцементовані породи, так і дією на поверхню гірських порід твердими частинами, які переносяться. Перший вид еолової ерозії одержав назву дефляції (лат. - видування, розвіювання), а другий - коразії (лат. - обточування). Отже, вітер руйнує всі гipські породи, що утворюють поверхню Землі, за рахунок вітрового навантаження та за допомогою піску і пилу, що переноситься.

Частини, які переносяться вітром, постійно бомбардують поверхню гірських порід (коразія). В результаті ударів, які тривають постійно впродовж геологічного часу, м’якші корінні породи руйнуються. На поверхні Землі утворюються жолоби, борозни, штрихи, ніші, розширюються невидимі раніше мікротріщини, виникають неглибокі печери тощо. Характерною особливістю коразії є утворення одиноких скель надзвичайно різноманітної форми. Найбільш характерними з них є своєрідні вироблені еолові форми: коразійні ніші, кам'яні “гриби", кам'яні стовпи, кам'яні скульптури тощо.

Перенесені вітром продукти дефляції (пісок, глинисті частинки, пил, елементи органіки), випадаючи із повітряного потоку, дають початок формуванню еолових відкладів і форм рельєфу. Перевідкладені маси піску з пилувато-глинистими частинками, при сприятливих умовах, формують на земній поверхні скупчення у вигляді піщаних пагорбів, дюн, барханів і гряд найрізноманітнішої форми.

Пагорби переважно утворюються біля кущів рослин при хаотичному характері вітру. В переважній більшості, вони безсистемно розкидані по площі. Їх висота, в середньому, становить 1,5-10 м. Зберігаються вони в рельєфі тільки за умови закріплення їх рослинністю. За відсутності рослинності їх неправильна поверхня поступово згладжується більш стійкими вітрами.

Дюни - це видовжені асиметричні пагорби із заокругленими вершинами та більш пологим підвітровим схилом. Навітровий схил переважно більш крутий (до 35⁰). Утворюються дюни на берегах морів, озер і рік. Їх висота коливається від 5 до 30 м, досягаючи часом 100-200 і навіть 500 м. В поперечному перерізі вони мають асиметричну будову.

Бархани - це піщані утворення в пустелях і напівпустелях. В плані вони переважно мають серпоподібну форму. Утворюються при одному напрямку вітру, що встановився для даної місцевості. Навітровий схил більш пологий (5-14⁰), а підвітровий - крутий (30-35⁰). Це пов'язано із здуванням піщаних частинок вверх по його відлогому схилу і їх осипанням за гребенем бархану. Подібна динаміка визначає внутрішню косошарувату структуру бархану і його переміщення в напрямі вітру. Переважно висота барханів змінюється від 1 до 200 м. В пустелі Сахара зустрічаються окремі пірамідальні бархани висотою до 500 м. В аридних і семиаридних областях, поряд з піщаними пустелями розвинуті кам'янисті і глинисті пустелі. Для них xapaктерні різноманітні дефляційні форми типу дефляційних останців. Уламки гірських порід на поверхні кам'янистої пустелі часто покриті характерною блискучою кіркою - пустельним загаром. Його утворення пов'язане з капілярним підтягyванням розчинів солей із породи і випаданням солей на її поверхню.

В результаті вітрової ерозії на значні відстані переносяться не тільки пилоподібні глинисті частинки, але й пісок. Такі частинки, внаслідок підняття їх вітром на значну висоту, можуть переноситися в атмосфері на велику відстань, осідаючи далеко від пустель. На периферії пустель і в сухих областях еоловий пил може накопичуватись, утворюючи специфічну пилувату породу, яку названо лесом.

Лес - це дрібнопилувата супіщано-суглиниста континентальна осадова гірська порода світло-жовтого або палевого кольору. Переважають (40-50%) зерна розміром 0,01-0,05 мм, частково представлені агрегатами, утвореними при коагуляції колоїдних і глинистих частинок.

Характерною властивістю лесу і лесоподібних відкладів є різке зниження міцності структурних зв'язків при зволоженні. Це призводить до просідання, розвитку лесового псевдокарсту, втрати несучих властивостей, інтенсивного яроутворення тощо. Зволоження лесу зумовлює залежність його властивостей (пористість, просідання, опір стисненню і зсуву) від навколишнього середовища: посушливості клімату, характеру грунтоутворення, рельєфу, ландшафту. Лес є добрим матеріалом для спорудження насипів, сировиною для виробництва цегли, черепиці, клінкеру.

77.Протягом геологічної історії Землі неодноразово відбувались тривалі та короткочасні похолодання. Вони спричиняли розвиток льодовиків і похолодання клімату у льодовикові епохи. В результаті, значні частини континентів вкривалися потужною льодовиковою товщею.

В певні епохи антропогенового періоду зледеніння охоплювали величезні простори континентів, що значно перевищувало площу розвитку сучасних льодовикових покривів. Центри древньоантропогенових зледенінь знаходились на Скандинавському півострові, в Альпах, на Таймирі та в ін. приполярних і високогірних областях. Маси льоду, що наступали зі Скандинавських гір, займали рівнини Північної Європи, більшу частину Східноєвропейської рівнини і досягали широти м. Львів на Україні. Допускають, що товщина льоду на цей період на Скандинавському півострові досягала 3 км, а товщина льоду, яка покривала Східноєвропейську рівнину, становила декілька сотень метрів. Внаслідок потепління до початку сучасної епохи скандинавський льодовик зник, залишивши після себе різноманітні льодовикові і водно-льодовикові форми рельєфу і відклади.

Відомі докази зледенінь, які періодично відбувались в більш давні геологічні епохи впродовж геологічної історії Землі. Про це свідчить наявність в древніх товщах тилітів - ущільнених метаморфізованих моренних відкладів. Причини періодичної появи зледенінь до цього часу однозначно не встановлені. Існує ряд гіпотез, за допомогою яких намагаються пояснити причини періодичного зледеніння поверхні Землі. Вивчені на сьогодні фактори виникнення зледенінь можна розділити на дві групи - астрономічні та геологічні.

До головного астрономічного фактору відносять зміни в планетарному русі Землі, такі як варіації ексцентриситету земної орбіти та кута нахилу земної осі до площини екліптики. Це реальні періодичні зміни, які, без сумніву, викликають періодичну зміну клімату.

Основними геологічними факторами вважають періодичну зміну у складі атмосфери та тектонічні активізації. В геологічній історії розвитку Землі помічено безсумнівний зв'язок періодів зледеніння з епохами горотворення. Зледеніння земної кори наступило одразу після епох горотворення, які супроводжувались активною вулканічною діяльністю. Важливу роль у зміні клімату Землі повинні були відіграти тектонічні рухи. Вони могли переміщувати континенти з однієї кліматичної зони в іншу, піднімати або опускати окремі ділянки земної кори, сприяти вулканічній активізації тощо. Все це призводило до зміни клімату в планетарних масштабах. Тому, не виключений вплив тектонічних факторів і на зледеніння Землі в окремі епохи.

Якщо врахувати, що астрономічні та геологічні фактори могли діяти одночасно, то при їх спільному спрямованому впливі могли виникнути різкі зміни температури, достатні для періодичних похолодань і потеплінь. На протязі кожного льодовикового періоду поширення зледенінь на земній поверхні відрізнялось. Зокрема, сучасну епоху для Антарктиди, Гренландії, Шпіцбергена можна назвати льодовиковою, а для решти території Земної кулі -міжльодовиковою. На Східноєвропейській рівнині виділяють чотири зледеніння антропогенового віку: окське, дніпровське, московське і валдайське. Льодовик наступав зі Скандинавії і рухався на південний захід, південь і південний схід.

Сезонне промерзання грунтів характерне для регіонів, де середньорічна температура вища 0⁰С. Промерзання проходить взимку на глибину до декількох метрів. Підземні води, які містяться в порах і тріщинах гірських порід, замерзають і збільшуються в об'ємі. Розвивається значний тиск, в результаті чого поверхня промерзлого грунту деформується. Це явище називається пученням грунту. В літній період глинисті породи, які містять велику кількість вологи, розмерзаються, втрачають свою міцність, розкисають і набувають здатності текти. Цей процес називається соліфлюкцією, тобто здатністю грунтів текти при відтаненні.

Багаторічне промерзання грунтів виникає в тих районах, де середньорічні температури нижче 0⁰С. Вода в порах і тріщинах гірських порід знаходиться в замерзлому стані протягом багатьох століть. Утворену при цьому зону мерзлих порід назвали зоною вічної мерзлоти. В 1955 р. П.В. Швецовим було запропоновано замінити цей термін на “криолітозону”. Зараз дуже широко застосовується поняття "багаторічна криолітозона", "багаторічно-мерзлі породи" та "багаторічна мерзлота". Із названих понять найбільш вдалим, вважається термін "багаторічна мерзлота". Але і він не відповідає дійсності природного явища промерзання грунтів і гірських порід, оскільки породи з від'ємними температурами виникають і зникають в процесі геологічного розвитку Землі.

Багаторічно-мерзлі породи на земній поверхні займають 40 млн. км² або майже 25% суші. Вони складають значну частину Євразії, Північної Америки, повністю Антарктиду і її шельфову зону, всі острови Північного Льодовитого океану і частину високогірних областей. На багаторічній мерзлоті переважно лежить шар грунту, який розмерзається влітку і замерзає взимку. Він називається діяльним шаром. Його товщина коливається від декількох сантиметрів до 5-7 м. Вона залежить від кліматичних умов, складу гірських порід, рослинного покриву, експозиції схилів та інших факторів. Наприклад, в пісках і галечниках товщина діяльного шару становить 2-4 м, а в торфяниках - 0,3-0,8 м. В діяльному шарі проходять активні фізико-хімічні процеси, характерні для зони багаторічної мерзлоти.

В районах розвитку багаторічної мерзлоти схилові процеси надзвичайно активні, хоча вони захоплюють переважно тільки невеликий за товщиною діяльний шаp. Найбільш активним руйнівним процесом на схилах гір є соліфлюкція – витікання перезволожених рідких і пластичних порід по багаторічній мерзлоті. При цьому грунт насичується вологою за рахунок танення наявного в ньому льоду. В переважній більшості соліфлюкція розвивається на схилах, складених супісками, суглинками, пилуватими пісками та ін. дрібноуламковими породами. Названі породи мають надзвичайно велику вологість, а тому вони різко втрачають свою стійкість при сезонному відтаненні та надлишковому перезволоженні.

Соліфлюкція розвивається, в основному, на схилах гір, крутизна яких становить від 8 до 15⁰. На схилах меншої крутизни витікання грунту переважно не відбувається через його велике тертя по поверхні нерозтоплених порід. На схилах, кути падіння яких перевищують 25⁰, дрібнозем вимивається талими та дощовими водами, а залишений грубоуламковий матеріал утворює осипи та куруми. Соліфлюкція створює різні форми мікрорельєфу, основними з яких є солюфлікційні тераси, язики і невеликі пагорби. Переважно вони утворюються біля підніжжя схилів, де концентрується велика маса намитих порід. Часто такі форми рельєфу виникають на схилах, якщо пливун на своєму шляху наштовхуються на виступи корінних порід, дерева та ін. перешкоди.

Пагорби пучення дуже часто спостерігаються на рівнинних територіях. Вони являють собою кріогенні форми рельєфу заокругленої форми висотою від 20-40 см до 30-40 м, діаметром в основі - від декількох метрів до 100-200 м. Утворюються вони в результаті збільшення об’єму при промерзанні сильно зволожених або водоносних дисперсних порід в результаті збільшення їх об'єму. Розрізняють однорічні і багаторічні пагорби пучення.

Крім пагорбів пучення на рівнинних територіях в районах багаторічної мерзлоти широко розповсюджені термокарстові форми рельєфу.

Термокарст - це процес витоплювання підземного льоду, який супроводжується просіданням поверхні Землі і появою від'ємних форм рельєфу. Просідання вищезалягаючих пластів відбувається не тільки при таненні прошарків і лінз, але й сильно льодянистих грунтів, оскільки вони можуть містити в собі до 50% льодової маси. Форми рельєфу, які виникають при цьому, називаються термокарстовими. Вони є різновидом псевдокарсту.

Весь комплекс відкладів, що утворився внаслідок взаємодії льодовика та його талих вод з породами субстрату, називається льодовиковими відкладами. Як уже відмічалось, за генезисом льодовикові відклади поділяються на моренні та водно-льодовикові. Вони вкривають значну частину території України та утворюють льодовикові форми рельєфу на площах дніпровського зледеніння (Сумська, Чернігівська, Полтавська, Київська, Черкаська, Житомирська, Рівненська, Волинська області), окського зледеніння (Львівська і Волинська області) і валдайського зледеніння (у Карпатах).

З льодовиковими відкладами пов’язані розсипні родовища корисних копалин. Виникають вони в результаті руйнування корінних порід дольодовикових алювіальних і схилових відкладів під час руху льодовика. Процес формування льодовикових відкладів не дуже сприяє концентрації корисних компонентів та збереженню сформованих розсипів. Тому, важливе практичне значення мають тільки ті льодовикові розсипи, які просторово пов'язані з льодовиковою абразією багатих корінних порід і дольодовикових розсипів.

Промивний режим морени талими водами сприяє утворенню флювіогляціальних розсипів. Серед них в переважній більшості зустрічаються алмази, золото, платина, рідкоземельні мінерали, дорогоцінне каміння. Льодовикові відклади часто служать проміжним джерелом формування багатих алювіальних і морських розсипів корисних копалин.

86-87.Геологічні та геофізичні дані свідчать про наявність суттєвих, принципових відмінностей в особливостях будови і розвитку земної кори (і літосфери в цілому) різних ділянок нашої планети.

В динамічному плані літосфера характеризується розповсюдженням процесів розтягнення і стискування. Одночасне їх проявлення на одній ділянці земної кори суттєво ускладнює пояснення їх рушійних сил.

В тектонічному плані більшими елементами земної кори є активні рухомі області – геосинкліналі та стабільні області спокійного розвитку - платформи. Незворотність процесу геотектонічного розвитку і періодичність етапів орогенезу також ускладнюють вивчення рушійних сил, які контролюють стадійність формування земної кори. Все це є складнішою проблемою, яка ще не отримала кінцевого вирішення. Тільки деякі аспекти цієї проблеми отримують часткове вирішення в геотектонічних гіпотезах.

За характером основних рушійних сил, які пропонуються для пояснення механізму геотектонічних процесів, гіпотези можуть бути розділені на три групи:

- зміни об’єму Землі;

- зміни горизонтального дрейфу континентів;

- радіологічні гіпотези.

Спроби пояснення сучасної морфології нашої планети і будови земної кори невід’ємні від уявлень про походження Землі.

З них існують п'ять основних геотектонічних гіпотез: контракції, дрейфу континентів, гіпотеза Землі, що розширюється, та два різновиди гіпотези диференціації. Кожна з них має свої особливості, але часто вони мають в собі багато спільного.

До оцінки гіпотез будемо підходити з точки зору того, як вони пояснюють в принципі основні моменти: виникнення океанічного і континетального типів кори та їх взаємовідношення, сутність та взаємовідношення геосинклінального і платформенного етапів розвитку кори, магматизм, проблему океанічної води, палеокліматів.

Всі перераховані вище гіпотези (крім деяких різновидів гіпотези дрейфу континетів) розглядають в якості основної причини розвитку кори внутрішні фізичні та фізико-хімічні процеси в надрах планети, хоча не виключається і певна роль зовнішніх факторів, як вторинних.

Найстаріша гіпотеза - контракційна. Але всупереч неодноразовим критичним зауваженням на її адресу, ця гіпотеза досі користується певним визнанням. Ймовірно, що вона найкраще пояснює виникнення сил горизонтального стискування, які можуть бути причиною виникнення складчастості та насувів. Але вона не вирішує основної проблеми про походження двох типів кори. На сьогоднішній день сама основа гіпотези – охолодження і стискування Землі – відкинута. Вона неможлива енергетично, бо потребує на два порядки більших втрат тепла, ніж спостерігається.

Гіпотез диференціації досить багато, але коли не торкатися деталей, можна розрізнити дві основні групи: поступового розростання океанів і розростання континентів. Ці дві групи гіпотез визнають в якості головної ведучої причини тектонічного розвитку Землі фізичні та фізико-хімічні процеси в її надрах. Земна кора вважається такою, що виділилася з надр Землі шляхом виплавлення і підняття вверх найбільш легкоплавких і легких компонент речовини оболонки.

Гіпотези розростання океанів виходять з уявлень, що по всій Землі виділилася земна кора континентального типу. Сам процес міг проходити поступово, наприклад, шляхом нарощування на периферії первинних ядер стабілізації за рахунок консолідації все нових геосинклінальних областей. Ймовірно, до початку мезозою цей процес в основному завершився (а, можливо, ще раніше). У будь-якому випадку в кінці палеозою – на початку мезозою настав новий етап розвитку Землі. На Землі почали утворюватися океани шляхом переробки континентальної кори в кору океанічного типу, яка, таким чином, є вторинною.

До цього на Землі справжніх океанів не було, існували лише мілководні басейни. Цьому відповідає мілководний характер осадочних порід на всіх континетах (Білоусов, 1962; Шейман, 1959). Нерідко визнається, що молоді не всі океани, а лише частина з них (Муратов, 1957; Stille, 1948).

В основі цих уявлень лежать наступні геологічні дані:

- океанічні береги в багатьох випадках обрізають під різними кутами структури континетів, які продовжуються під водою океанів;

- дуже часто спостерігається привнос уламкового матеріалу з боку океанів;

- є випадки, коли в древніх зледеніннях лід просувався з боку океану;

- безперечне існування в давнину зв’язків між континетами, по яким мігрували фауна і флора;

- встановлена мала товщина осадочного покриву на дні океанів. За розрахунками, океани існують з початку мезозою.

Однак в цій групі гіпотез диференціації зустрічаються і суттєві труднощі, які викликають інші гіпотези, згідно з якими кора океанічного типу вважається первинною. Поступово відбувається переробка цієї кори в кору континентального типу за рахунок поступлення речовини з надр Землі. Таким чином, перехідним етапом і є геосинклінальний етап розвитку кори (Магніцкий, 1958; Павловський, 1953; Wilson, 1959).

При використанні гіпотез розростання океанів труднощі полягають в неможливості пояснення, де до утворення океанів була вода. З одного боку, коли океанічні впадини були відсутні, вода покривала би Землю шаром в 3-3,5 км. З іншого боку, немає жодних підстав вважати, що величезні маси води виділилися, починаючи з мезозою, тобто за 2×10⁸ років, у той час як за попередні мільярди років виділилася лише дуже мала кількість води (хоча за цей же час по всій Землі виділилася з її надр потужна континентальна кора). Між тим гіпотези розростання континентів вирішують цю проблему елементарно просто: коли в мантії Землі вміщується 0,5% води, як в кам’яних метеоритах, і процес виділення кори відбувався лише у верхній мантії (до глибин 700-800 км), то, порахувавши, отримуємо 0,5×10²⁵ г води, але континентальна кора займає лише 1/3 поверхні, це складає 1,7×10²⁴ г води. На сьогоднішній день в океанах вміщується 1,5×10²⁴ г води (Виноградов, 1959).

Гіпотези розростання континентів добре узгоджуються і з середнім темпом поступлення речовини з надр Землі в 2,5³ км на рік (Тернер, Ферхуген, 1961). Це дає за 3×10⁹ років всю масу кори. Саме виділення легкої і легкоплавкої компонент з оболонки при розігріві Землі та її підняття вверх не зустрічає труднощів при поясненні. Навпаки, прибічники процесу “океанізації” континентальної кори до тепер не запропонували достатнього фізико-хімічного пояснення. Надзвичайно важко зрозуміти, яким чином малощільна речовина кори могла зануритися в гравітаційне поле в щільну речовину мантії. При виділенні кори повинна була вивільнитися гравітаційна енергія 2,6×10¹⁶ ерг на 1 см² поверхні Землі. Щоб повернути речовину кори у вихідне положення , необхідно витратити стільки ж енергії або ще більше.

Така енергія від теплового потоку Землі може бути отримана лише за 20 млн. років (Мостих, 1959). В масштабах океанів такий механізм енергетично неможливий. До того ж і геологічно не спостерігається ознак такої катастрофи. Лоно океанів дивно не сейсмічне, але дуже рівне на великих площах і лежить всюди на одному рівні, причому ніде не збереглося будь-яких рештків колишньої кори. Дещо по-іншому це питання ставить процес еклогитизації, запропонований Білоусовим (1960). Однак і цей процес не знімає труднощів при поясненні природи гранітного шару.

Щоб уникнути багатьох труднощів, які встають перед гіпотезами, і які визнають незмінність положення континентів на земній поверхні, були запропоновані гіпотези дрейфу континентів (Вагенер, 1924; (рис. 12.1). Ці гіпотези швидко втратили свою популярність. Але в останні роки швидкий розвиток палеомагнетизму надало новий поштовх до відродження цих гіпотез. Але вони так і не змогли пояснити походження двох типів кори, не знайдені сили, які викликають подібні переміщення. Незрозуміла однаковість теплового потоку на континентах і океанах.

В останні роки з метою збереженння переваг як гіпотез дрейфу, так і диференціації рядом дослідників стала розроблятися гіпотеза Землі, що розширюється (Іваненко, Сагітов, 1961; та ін.).

За цією гіпотезою, спочатку маленька Земля була вся покрита корою континентального типу. Потім в процесі розширення Землі континентальна кора була розірвана на шматки - континенти, які розійшлися, те, що знайшлося між ними, стало лоном океанів. Ця гіпотеза, дійсно, на перший погляд знімає багато недоліків попередніх гіпотез. Однак і перед нею постає багато труднощів. Незрозуміло, чому Земля існувала мільярди років і не зазнала сильного розширення і лише 200 млн. років потому зазнала гігантського збільшення об’єму. Зовсім незрозуміло, чому виникла концентрація континетів в одній півкулі, а океанів в іншій, що могло викликати таке нерівномірне розширення?! Але ця гіпотеза заслуговує на увагу, коли її застосувати, наприклад, для пояснення розширення при розігріві або до пояснення ряду особливостей будови Землі (утворення середньоокеанічних валів з їх серединною рифтовою долиною, появу Червоного моря; рис. 12.2)

1 2 3 456