Геологическая деятельность ветра » Ремонт Строительство Интерьер

Электромонтаж Ремонт и отделка Укладка напольных покрытий, теплые полы Тепловодоснабжение

Геологическая деятельность ветра

10.04.2021

Ветер является одним из важных геологических агентов, с деятельностью которого связано разрушение горных пород, перенос и отложение обломочного материала. Возникновение ветров, связано с перемещением воздуха в верхних слоях атмосферы из мест высокого, в сторону низкого давления. Основной причиной возникновения разности атмосферного давления на земной поверхности считают неравномерность ее нагревания солнечными лучами и передачи этого тепла атмосфере.

В силу суточного вращения Земли, неравномерности распределения суши и моря, различия в рельефе земной поверхности и ряда других факторов, воздушные потоки разбиваются на отдельные кольца циркуляции. Например, в области экватора наблюдается так называемая полоса штиля с восходящими движениями воздуха. В результате существующей разности давления в области субтропиков и экватора к северу и югу от него возникают пассаты — ветры, дующие в сторону экватора. На высоте 2,5—3,0 км здесь возникают антипассаты. Кроме постоянных ветров существуют еще и периодические ветры. В результате сезонных колебаний температуры возникают муссоны, дующие зимой в сторону моря, а летом, наоборот,— с моря на сушу. Бризы обусловлены суточными колебаниями температуры и дуют днем с моря, а ночью — с суши, в сторону моря.

Сложные перемещения воздушных масс и их взаимодействие еще более осложняются образованием гигантских воздушных вихрей — циклонов и антициклонов. В северном полушарии циклоны вращаются против часовой стрелки, причем в центре наблюдается минимальное давление. Что же касается антициклонов, то они здесь вращаются по часовой стрелке и в их центре наблюдается максимальное давление. Скорости циклонов у земной поверхности в тропиках достигают 60—80 м/сек. При циклонах нагретый Солнцем и насыщенный влагой воздух спиралеобразно устремляется в верхние слои атмосферы, а его место занимают новые порции холодного воздуха. При этом на высоту 10—15 км забрасывается до 500 т/сек воздуха. С возрастанием высоты давление уменьшается и нагретый воздух, расширяясь, охлаждается. В результате этого происходит конденсация заключенной в нем влаги, выпадающей в виде обильных осадков. В тропиках циклоны повторяются довольно часто, 70—80 раз в год и даже имеют свои наименования: «Клео», «Мэри», «Бетси», «Флора», «Диана» и др. Ураган «Флора», пронесшийся со скоростью 60—70 м/сек, в октябре 1963 г. по островам Kaрибского моря вызвал серьезные наводнения, унес много человеческих жизней и нанес колоссальный материальный ущерб. На Дальнем Востоке страшные бедствия приносят «тайфуны». По мнению японцев, тайфуны причиняют больше вреда, чем землетрясения.

В умеренных широтах циклоны движутся с заметно меньшей скоростью, но и здесь они нередко достигают значительной силы. 14 августа 1961 г. на севере Воронежской области в полосе шириной в 12—15 км пронесся ураганный ветер со скоростью до 30 м/сек, сопровождавшийся грозой, ливнем и очень крупным градом. Ураган, длившийся всего 15 мин, нанес большой ущерб; так. например, на открытой местности им была перевернута движущаяся грузовая автомашина.

Геологическая деятельность ветра проявляется во всех климатических зонах, но особенно интенсивна она в условиях: 1) аридного климата, где испаряемость в 6—10 раз выше количества выпадающих осадков; 2) скудного растительного покрова, скрепляющего своими корнями почву; 3) интенсивного проявления физического выветривания, поставляющего материал для выдувания и 4) наличия постоянных ветров. С этих точек зрения наиболее благоприятными для геологической деятельности ветра являются области пустынь и отчасти полупустынь, на долю которых приходится до 20% поверхности материков. В пределах бывш. СССР пустыни располагаются на территории Средней Азии, где пустынный пояс прослеживается от восточных берегов Каспийского моря через Каракумы, Кызылкумы, Муюнкумы, а также через центральные части межгорных впадин Тянь-Шаня и высокогорные пустыни Памира до восточно-юго-восточной границы бывш. СССР. Пустыни развиты и в других районах Земли, в частности в Сахаре, Колорадо, Атакама и т. д. В отличие от пустынь, в гумидиых климатических зонах поверхность Земли покрыта растительным покровом, предохраняющим почву от интенсивного физического выветривания и развевающего действия ветра. Здесь работа ветра проявляется избирательно, на песчаных побережьях морей, озер и рек и в местах отсутствия растительного покрова.

Разрушительная деятельность ветра. Она проявляется в выдувании частиц горных пород, т. е. дефляции, и в механической обработке их поверхностен, или корразии. Дефляция и корразия всегда сопутствуют друг другу.

Поступательная скорость ветра определяет и его живую силу. Ветер, обладающий скоростью в несколько десятков 6м/сек, способен поднимать и уносить тонкую пыль. При скорости ветра 10—20 м/сек переносятся частицы диаметром от 1 до 4—5 мм в поперечнике. Ураганы, или ураганные ветры, скорость которых достигает 70 м/сек, обладают огромной переносящей силой.

Ветер сметает все на своем пути, проникает во все углубления и трещины, выдувая различные продукты выветривания. Совместное и взаимосвязанное действие выветривания, корразии и дефляции приводят к образованию характерных для эоловой (ветровой) деятельности форм рельефа (рис. 25). При выдувании горизонтальных трещин образуются ниши.
Геологическая деятельность ветра

Наибольшая концентрация переносимого ветром песчаного материала бывает сосредоточена в приземной части воздушного потока (до 1,5—2,0 м), где и наблюдается наиболее интенсивная корразия. Частицы, переносимые ветром, ударяясь о поверхность встречающихся препятствий, оставляют на ней луночки, борозды и штрихи.

В умеренных климатических зонах, где почти вся земная поверхность покрыта растительностью, условия для выдувания менее благоприятны. Ho тем не менее в степных районах процесс дефляции все же играет значительную роль; например, на юге европейской части бывш. СССР, где отмечались пылевые бури после длительной засухи. В результате выдувания здесь был снесен с полей плодородный слой почвы мощностью 10—15 см и более. Однако выполненные за годы советской власти значительные объемы агромелиоративных работ преобразили природу этих районов, в связи с чем сносы почвенного слоя с полей в значительной степени ослаблены. Хотя в ряде степных районов Казахстана, Западной и Восточной Сибири пылевые бури все еще наносят большой вред, выдувая плодородный слой почв.

За рубежом пылевые бури свирепствуют на непокрытых растительностью площадях Южной Монголии, Северного Китая, Центральной Австралии, Африки и в других местах.

Транспортирующая деятельность ветра. Она выражается в переносе выдуваемого им материала на те или иные расстояния, зависящие от силы ветра и размеров переносимого материала. Ветер может уносить увлекаемые им частицы как во взвешенном состоянии, так и перекатыванием.

Громадные массы пыли поднимаются ветрами с пустынных и полупустынных поверхностей во время бурь и ураганов. Так, известно, ураганные ветры Сахары уносят массу пыли на расстояния 2000—2500 км, откладывая ее над Атлантическим океаном, иногда даже донося до пределов Русской равнины (Польши. ГДР, Дании). Из Центральной Азии пыль ветрами иногда даже переносится за пределы Китая. в Желтое и Восточно-Китайское моря. В юго-восточной части Каракумов ураганные ветры, дующие со стороны Афганистана, так называемый «афганец», поднимают в атмосферу громадное количество песка и пыли, и переносят их по долине Аму-Дарьи в Каракумы, закрывая при этом Солнце на 2—3 дня и более. He только ураганы и бури, но и умеренные ветры пустынь способны поднимать и переносить на некоторые расстояния пылинки и пылевидный материал с пустынь.

Подобно пыли переносится по воздуху мелкий песок, но расстояние переноса в данном случае значительно меньше и выражается десятками и реже сотнями метров. Грубо- и крупнозернистые пески могут переноситься лишь при скорости ветра, превышающей 20 м/сек. При скорости же ветра в 15—16 м/сек пески и дресва перекатываются на небольшие расстояния, не отрываясь от земной поверхности. Также перемещаются под действием ветров большие песчаные скопления, например, пески Баната в Венгрии, передвигающиеся со скоростью 2,2 м в год; в Дании же песчаные дюны перемешаются со скоростью 4 м в год.

Кроме того, ветры переносят различные соли, которые приводят к засолению почв и грунтовых вод. Так, известно, количество морских солей, выносимых штормовыми ветрами с поверхности Мирового океана в атмосферу, достигает 27 млрд. тонн в год. Это составляет ежегодный вынос хлора 15*10в9 тонн. Нередко же соляные бури и дожди приносят большой вред всходам культурных растений и засолоняют буровые колодцы и скважины с питьевой водой.

Среднее количество йода, которое вносится атмосферными осадками в почву континентальных областей составляем около 10 г на один гектар в год. Кроме того, на поверхность Земли атмосферные осадки приносят около 100 000 т ртути в год, что в 20 раз превышает ежегодную добычу этого металла.

Созидательная деятельность ветра. Материал, который выносится ветром из области дефляции, переносится на некоторое расстояние и затем откладывается с образованием своеобразных континентальных отложений и эоловых форм рельефа. Если же в пустыне мало песка и ветры имеют переменное направление, то образуются кучевые пески. Это изолированные бугры неправильной формы высотой до 1—5 м, накапливающиеся у какого-либо препятствия. Иногда при малом количестве песка на равнинной пустынной поверхности формируются бугры правильной серпообразной формы. С наветренной стороны масса навеваемого песка имеет пологую, с наклоном не более 5—12°, поверхность, в то время как подветренная сторона круто спускается вши под углом 33—35°. Края таких бугров заносятся ветром вперед, образуя с подветренной стороны «рога». Песчаные бугры такой формы называются барханами (рис. 26). В местах, где песка много, на песчаной основе рядом развивается несколько барханов со слившимися краевыми частями. Так образуются барханные цепи, или поперечно-грядовые пески, которые возникают в пустынях, где на пути движения ветров имеются горы; они оказывают влияние уже на расстоянии в 60—100 км. Высота отдельных барханов над окружающей их поверхностью достигает нередко 20—30 м, а барханных цепей — даже 50—70 м. Расстояние между их гребнями составляет 2,5—3,5 км, а длина отдельных цепей измеряется сотнями метров вплоть до нескольких десятков километров. Пространства между отдельными грядами представляют равнинные понижения, так называемые такыры. Последние обычно бывают сложены с поверхности глинами, при высыхании растрескивающимися на плиты полигональной формы. Такыры образуются в результате накопления мелкоземистого материала в межгрядовых понижениях и площадь их иногда достигает нескольких квадратных километров. Наиболее крупные из них раньше использовались для сбора атмосферных осадков.

Барханы и барханные цепи могут перемещаться. При одинаковой силе сезонных ветров противоположных направлений барханные цепи только перестраиваются. Если же ветры какого-либо направления сильнее других, то они начинают перемещаться. В течение года небольшие барханы могут переместиться на 30—40 м. Значительно медленнее перемещаются грядовые пески. Движущиеся пески наносят большой ущерб народному хозяйству. Поэтому в нашей стране с ними ведется энергичная и планомерная борьба. Так, например, в статье «Заслон барханам» («Правда» от 11/I 1970 г.) сказано о насаждениях саксаулового леса в пустынях Карджалад-Кум, на юге Таджикистана, которые надежно преграждают путь сыпучим пескам, барханам и злым ветрам. В настоящее время подобные мероприятии проводятся с применением высокомеханизированной современной техники и в больших масштабах, поэтому примеров борьбы с движущимися песками можно привести много.

Перевеваемые массы песка па морских побережьях и о долинах рек также образуют более или менее правильной формы бугры и валы. На морских побережьях господствуют ветры, дующие с моря на сушу, например, на побережье Балтийского моря преобладают западные ветры. Здесь имеются хорошие песчаные пляжи, и поэтому процесс навевания песков на восток выражен довольно четко. Движущийся песок, задерживаясь редкой растительностью, образует небольшой бугор, который растет как в длину, так и в высоту. Так образуются песчаные бугры овальной формы, называемые дюнами. Отдельные одиночные дюны, сливаясь между собой, образуют дюнные налы, высотой 10—15 м, а иногда и 150—200 м и шириной до 1 км у их основания. Обычно дюнные валы прослеживаются несколькими рядами параллельно берегу. Иногда же они приобретают параболическую форму, так как центральные их части перемещаются быстро?

Перемещаясь, дюны, также как и барханы, засыпают освоенные земли и селения. Для того чтобы остановить движение дюн. на наветренном склоне высевают растения с сильно развитой корневой системой в горизонтальном направлении: песчаный овес, сосну и др. После их закрепления на песках возникает почвенно-растительный покров.

Склоны дюн, также как и у барханов, имеют асимметричное строение: с наветренной (вогнутой) стороны — более пологие (5—12°), а с подветренной — более крутые.

Кроме Прибалтики, в бывш. СССР дюны и дюнные валы известны также на побережье Северного Ледовитого океана и но долинам наиболее крупных рек.

Эоловые отложения, которые слагают рассмотренные выше формы рельефа в пустынях, в долинах рек и на берегах морей и океанов, отличаются от других континентальных отложений характерной для них перекрещивающейся либо пологой, либо крутой косой слоистостью. Такое их строение свидетельствует о многократной перестройке форм рельефа при изменении направления ветра. Особенностью эоловых отложений является тонкая зернистость песчаного материала с диаметром частиц от 0,05 до 0,25 мм. По составу в барханах преобладают кварцевые зерна с примесью зерен роговой обманки, пироксена, граната, слюды и полевого шпата. Кроме них, в барханных песках содержится некоторое количество глинистых частиц (5—12%). В отличие от этого, в дюнных песках преобладают кварцевые зерна, которые составляют до 98% их состава.

Кроме песчаных эоловых отложений, различают еще комплекс пылеватых эоловых пород, к которым принадлежат лёссовые породы. Пo представлениям академика В.А. Обручева, первичный лёсс эолового происхождения является продуктом медленного прерывистого накопления в условиях cухой травянистой степи атмосферной пыли, вынесенной ветрами из пустынь. Под защитой растительности лёсс накапливается большими толщами (мощностью в несколько десятков метров), отлагаясь приблизительно со скоростью 1—2 мл в год. Таким образом, лёсс мощностью в 1 м накапливается примерно за 1000 лет. Отличительные особенности первичного лёсса — это палево-желтый цвет, однородность, пылеватость, макропористость и отсутствие слоистости. В рыхлом состоянии в обнажениях лёсс способен образовать крутые и отвесные обрывы. При увлажнении он теряет связь между составляющими его частицами и, уплотняясь, дает просадки. Уменьшение мощности при его намокании может достигать 10%, что нередко приводит к разрушению возведенных на лёссах различных сооружений.

Главными составными частями лёсса являются кварцевые частицы (от 27 до 90%), глинистые частицы (от 4 до 20%), карбонат кальция (от 6 до 7%). Также в состав лёсса могут входить и некоторые другие растворимые в воде соли и органические вещества. Благодаря такому составу и пористости, на лёссах формируются весьма плодородные почвы. Кроме первичного лёсса, различают еще и вторичные лёссовидные породы, представляющие собой более грубый мелкозем самого различного происхождения. Лёсс и лёссовидные породы широко распространены на всех материках и имеют большое агрономическое и гидромелиоративное значение. В бывш. СССР лёссовые породы занимают около 14% его территории. Они пользуются распространением в пределах Украины, Северного Кавказа, юга европейской части бывш. СССР, в Средней Азии и Западной Сибири.

Укрепление песков. Целью таких мероприятий является прекращение дефляций и движения песков, а также сделать их пригодными для сельскохозяйственного освоения.

В бывш. СССР сыпучие пески занимают громадную площадь в 720 000 км2, или 3—4% всей его территории. Известно, движущиеся пески представляют опасность для сельскохозяйственных угодий, железных и шоссейных дорог и поэтому их укрепление является проблемой государственной важности. С этой целью рекомендуют охранять пески от пастьбы скота; не допускать уничтожения растительности и кустарников. Для защиты железных и шоссейных дорог устанавливают щиты и заборы, а пески выстилают камышом, хворостом и соломой. Кроме того, для укрепления песков и песчаных грунтов применяют различные физические и химические способы: силикатизацию, битуминизацию, замораживание и фитомелиорацию, т. е. посадку растительности.

Имя:*
E-Mail:
Комментарий: