Екзогенні процеси в земній корі Підземні води і льоди кріолітозони

[ виправити ] текст може містити помилки, будь ласка перевіряйте перш ніж використовувати.

скачати

Зміст

Введення

Глава 1. Поняття кріолітозони

1.1 Поширення кріолітозони

    1. Походження кріолітозони

    2. Будова кріолітозони

Глава 2. Підземні води кріолітозони

Глава 3. Підземні льоди кріолітозони

Висновок

Список використаних джерел

Введення

Близько 65% території Росії зайнято багаторічномерзлі породами (ММП), але вони не всі однакові за своєю будовою і характером поширення. У Росії ММП суцільного поширення займають 53%, переривчастої - 15%, масивно-острівний 19% і острівної 13% від загальної площі кріолітозони.

Всі ресурси, якими ми сьогодні живі, а це 75% корисних копалин Росії, знаходяться на Півночі. Тому, в переносному, правда, сенсі, вони теж є "холодними" ресурсами, оскільки ми їх добуваємо у вкрай суворих умовах. Це нафта і газ, алмази, золото, олово, вугілля та ін ... Гірничі виробки, пройдені у вічній мерзлоті, просто вражають своїми розмірами (Нерюнгринское вугільний розріз, кар'єри-розробки алмазоносних трубок і т.д.). Мерзлота Центральної Якутії цікава і археологам. Вони висунули гіпотезу, що перші люди з'явилися на півночі - в Якутії, ледь не мільйон років тому. Правда, слід зазначити, що ця ідея заперечується. Проте малюнки на скелях і знахідки у вигляді фігурок, які відносяться до пізніших епох, свідчать про те, що стародавня людина жив і творив в суворих умовах.

У результаті освоєння північних територій, особливо в Західному Сибіру ми впливаємо на багаторічні мерзлі породи. Тому необхідно вивчати багаторічномерзлі породи і процеси, які в них відбуваються.

Глава 1. Поняття кріолітозони

На межі XVIII і XIX століть у гирлі р.. Олени було знайдено добре збережений тіло мамонта. За останні два століття таких знахідок зроблено дуже багато. Яким же чином тисячі років так добре зберігалися загиблі тварини? Вся справа в тому, що тіла мамонтів перебували в замороженому стані, тому що були оточені гірськими породами, температура яких була нижче 0 ° С. Такі породи існують на земній кулі від 2-4-х років до багатьох десятків і навіть сотень тисяч років і тому їх називають "вічної" мерзлотою або багаторічномерзлі. Територія на якій поширені багаторічномерзлі породи, носить назву кріолітозони (грец. "Кріос" - холод, "літос"-камінь, порода).

Кріолітозона складається з мерзлих, морозних і охолоджених порід. Під мерзлими розуміють такі породи, які містять у своєму складі лід і характеризуються негативними температурами. Морозні породи відрізняються від мерзлих тим, що в них відсутня вода і лід. Такі породи найчастіше представлені магматичними і метаморфічними їх різновидами, а також сухими пісками і галечниками. Охолоджені породи також мають температуру нижче 0 ° С і насичені мінералізованими солоними водами-кріопегов (грец. "Кріос"-холод, "пегі" солоні води).

1.1 Поширення

Кріолітозона широким кільцем охоплює простір навколо Північного Льодовитого океану і займає в цілому близько 25% площі всієї суші і 64% території Росії. Багаторічномерзлі породи є у вигляді "островів" і в прівершінних ділянках високогірних хребтів в Альпах, на Кавказі, на Тянь-Шані і Памірі, в Гімалаях та інших місцях, займаючи, в цілому 3 млн. км2.

Великий ареал високогірній мерзлоти (2 млн. км2) охоплює Тянь-Шань, Памір і Гімалаї, досягаючи на півдні 27 ° с.ш. Завдяки суворим зим в Росії, практично весь верхній шар земної кори поза кріолітозони промерзає на глибину до перших метрів. Влітку він відтає, а в зимовий період знову виявляється промороженому.

Поширення кріолітозони таке, що в південних районах вона розташовується окремими островами серед талих порід. Мерзлі породи мають потужність 10-25 м і залягають у вигляді лінз. На північ розташовується зона не суцільних мерзлих порід потужністю до 100 м, в якій багато таликов - ділянок непромерзшіх порід. Північніше, зазвичай, кріолітозона займає весь простір, а її потужність збільшується до 1000-1500 м.

Потужність "вічної мерзлоти" змінюється в дуже широких межах від перших метрів по південній околиці її розповсюдження, до 1000 м і навіть 1500 м.

1.2 Походження кріолітозони

Безсумнівно, що виникнення кріолітозони в Північній півкулі в цілому пов'язане з неодноразовими оледеніннями, що охоплювали в останні 2 млн. років величезні райони. Кріолітозона формується не тільки в просторі, але і в часі. Відомо, що промерзання верхній частині земної кори відбувалося в геологічній історії не один раз. Але потім, породи, звичайно, відтавали, місцями охороняючи лише неясні сліди колишньої промерзання. У межах Росії встановлено, що приблизно 2 млн. років тому, тобто в пізньому пліоцені кріолітозона вже існувала в межах Новосибірських островів, Яно-Індігирськой і Колимської низовинах. Але в окремі моменти подальшої геологічної історії вона зникала і знову виникала. Десь близько 650 000 років тому виникнувши, вона вже зберігалася, тому що один за іншим слідували льодовикові епохи. Здавалося б, де були більш потужні льодовики і де вони зберігалися довше за все, там і слід очікувати максимальні потужності кріолітозони. Однак, картина виходить більш складною. Саме в тих місцях, де знаходилися льодовики, потужність кріолітозони менше, ніж у тих місцях, де льоду не було. Там, в умовах суворих зим гірські породи промерзали на велику глибину при інших рівних умовах. У реліктовому стані «вічна мерзлота» зараз знаходиться під дном шельфових морів північних узбереж Росії, незважаючи на спірність існування в їх межах Панарктіческого льодовикового покриву. Якщо шельфи і не покривалися льодом, то в умовах сильного зниження рівня моря під час останнього заледеніння вони повинні були промерзати на велику глибину.

Таким чином, області суцільний «вічної мерзлоти» почали виникати ще в пізньому пліоцені - 2 млн. років тому, але суцільна кріолітозона, вже не зникала згодом, утворилася близько 650 000 років тому, тобто в ранньому плейстоцені в межах півночі Сибірської платформи. У рівнинних ділянках материків поширення кріолітозони пов'язано з широтної зональністю, тому що кількість сонячної радіації стає менше на північ, знижуються середньорічні температури, збільшується альбедо - відбивна здатність поверхні Землі внаслідок тривалого збереження сніжного покриву. Сніжне поле відображає до 90% сонячної радіації, тоді як пооране поле лише 7-8%. У гірських районах спостерігається висотна геокріологіческіе зональність. Можливо, що в горах Паміру і Гімалаях потужність кріолітозони зростає і до 3000 м

Потужність кріолітозони залежить від дуже багатьох факторів: широти місцевості, ландшафту, рельєфу, геологічної будови, структури та теплового потоку. Наприклад, на Анабарському стародавньому масиві Сибірської платформи потужність кріолітозони перевищує 1000 м, тепловий потік у докембрійських структурах невисокий - 15-25 мВт/м2 і дуже маленький геотермічний градієнт. У той же час на більш молодий, епіпалеозойской Західно-Сибірської плиті властивий більш високий тепловий потік - до 50 мВт/м2 і геотермічний градієнт до 5 ° С на 100 м. Тому на тих самих широтах потужність кріолітозони в Західному Сибіру в 2-3 рази менше і коливається від 300 до 400м.

1.3 Будова кріолітозони

У межах поширення кріолітозони покрівля багаторічномерзлих порід завжди залягає на певній глибині, яка визначається потужністю шару, відталого влітку. Цей шар називається сезонноталого, він повністю промерзає. У кріолітозоне і на таликов взимку утворюється сезонномерзлий шар, який стелить немерзлому або талими породами. Улітку цей шар повністю відтає.

Глибина промерзання або протаивания має важливе значення і залежить від кількості сонячної радіації, що надходить в даний район влітку і взимку. У південних районах Західного Забайкалля, протаіваніе влітку може досягати 4-6 метрів, але поруч, в залежності від рельєфу і ландшафту не перевищує і 0,5 м. На крайньому півночі, наприклад, на Землі Франца-Йосипа влітку відтає всього 10-20 см грунту. У кріолітозоне завжди знаходяться ділянки, де сезонноталого шар не повністю промерзає взимку і ділянки, де влітку не повністю відтає сезонномерзлий шар. Відтавання порід починається відразу після сходження снігу й його темп може досягати декількох десятків сантиметрів на місяць. Навіть на невеликій, здавалося б, однорідною в кліматичному відношенні площі, літнє відтавання відбувається на різну глибину і з різною швидкістю. Все залежить від конкретних геолого-геоморфологічних особливостей, експозиції схилу, залісеності і т.д. Шари сезонного відтавання можуть промерзати не тільки зверху, але і знизу, з боку багаторічномерзлих порід. Шар сезонного промерзання і відтавання надзвичайно важливий для будівництва, тому що саме його потужністю визначаються умови, в яких закладаються фундаменти будівель, забиваються палі і т.д. Тому складаються детальні карти сезонноталого і сезонномерзлих шарів, в яких відбуваються фазові перетворення води, пов'язані з поглинанням чи виділенням тепла. Шар з сезонними змінами теплового стану порід дуже швидко реагує на будь-техногенне втручання, при цьому можуть розвиватися негативні процеси, які потім важко ліквідувати.

У різних геологічних районах будова кріолітозони може відрізнятися. Місцями розвинені тільки мерзлі породи. В інших районах, наприклад, на древніх платформах, де осадовий чохол перекриває метаморфічних фундамент, перший представлений мерзлими, а другий морозними породами.

На узбережжях морів Льодовитого океану під мерзлими породами залягають охолоджені породи з кріопегов і перехід між ними поступовий. Верхня товща мерзлих порід має більш молодий вік, чим більш нижня.

Глава 2. Підземні води кріолітозони

Освіта багаторічномерзлих порід, які є водоупорами, сильно змінили умови водообміну атмосферних і підземних вод у кріолітозоне. Велика частина прісних підземних вод у кріолітозоне приурочена до таликов. Таліка або талими зонами називаються товщі талих гірських порід, які розвинені з поверхні землі або під водоймами та річками і які безперервно існують більше десятка років. Якщо талики знизу подстилаются мерзлими породами, то вони називаються надмерзлотние або некрізними, а якщо талики тільки обрамляються з боків мерзлими породами, як стінками, то вони носять назву наскрізних. Талики також можуть бути межмерзлотние і внутрімерзлотнимі у вигляді лінз «тунелів», «труби», обмеженими з усіх сторін мерзлими породами. Підземні води кріолітозони по відношенню до мерзлим породам (криогенним водоупора) поділяються на:

1) надмерзлотние;

2) межмерзлотние;

3) внутрімерзлотние;

4) подмерзлотние води.

Надмерзлотние підземні води поділяються на тимчасові води діяльного шару і постійні води некрізних таликов. Тимчасові води існують тільки влітку, і глибина їх зелеганія не перевищує покрівлі мерзлих порід. Води мають важливе значення для процесів солифлюкции, освіти курумов, опливін, здимання порід.

Постійні води пов'язані з ненаскрізними талики над покрівлею мерзлих порід і вони відповідають за освіту гідролакколітов, горбів здимання, полою.

Межмерзлотние води зазвичай розташовуються між двома шарами мерзлих порід, наприклад, між голоценових верхнім і реліктовим, позднеміоценовим, нижнім. Ці води найчастіше динамічно неактивні.

Внутрімерзлотние води, про що говорить їх назва існують усередині товщі мерзлих порід і знаходяться в замкнутих об'ємах, будучи присвяченими до таликов в карстівних вапняках.

Подмерзлотние води циркулюють поблизу підошви мерзлій товщі, володіють позитивними температурами, іноді слабко або сильно мінералізовані і можуть бути напірними і ненапорнимі, а також контактуючими з мерзлої породою або неконтактірующімі, тобто відокремленими шаром талих порід від мерзлих.

Глава 3. Підземні льоди кріолітозони

Підземними льодами називають всі види льоду в мерзлих породах незалежно від їхньої освіти, розмірів і умов залягання. З їх формуванням пов'язані багато геокріогенние процеси. За даними В.А. Кудрявцева, М.М. Романовського та інших дослідників, льоди, що формуються в гірських породах, можуть бути поділені на чотири основні групи:

1. Похований лід, що утворюється при похованні сніжників і підземних льодів.

2. Повторно-жильний лід, що утворюється при неодноразовому заповненні водою або снігом морозобійних тріщин, захоплюючих як діяльний шар, так і ММП. Глибина таких жив різна - від 0,5-1 до 30-40 м, а ширина у верхній частині до 8-10 м і більше.

3. Ін'єкційний лід, що виникає в результаті замерзання підземної води, внедряющейся під натиском в товщу мерзлих дисперсних порід.

4. Конституційний лід, що утворюється головним чином при промерзанні вологих дисперсних порід. Він підрозділяється на: лід-цемент - дрібні кристали льоду, що заповнюють пори і невеликі тріщини у вологих породах при їх замерзанні, і сегрегаційний (лат. "сегрегаре"-відокремлювати), або міграційний лід, що утворюється при замерзанні води, мігруючої до фронту промерзання. У результаті утворюються крижані шліри (ниткоподібні включення), невеликі гнізда, лінзоподібні прошарку.

Освіта покладів підземного льоду тісно пов'язане з кріогенними процесами. Наприклад, з криогенним розтріскуванням, прояви якого не кидаються в очі при наземних роботах, але добре видно в ілюмінатори літака або вертольота при польотах над лісотундрою і тундрою Сибіру. Зверху добре видно, що виникає, сітка, така ж, як буває в пустелі Сахара із висохлої після зливових дощів грунтом, тобто грунт тріскається, і коли висихає, і коли замерзає. У виникають тріщинах може відбуватися формування полігональної-жильних льодів, що досягають великої потужності. У кріосфері на обводнених ділянках в тріщини потрапляє вода, яка, замерзаючи, перетворюється на клини (жили), так формуються системи повторно-жильних підземних льодів. При багаторазових повтореннях таких процесів у льодовиковий період на великих просторах приморських низовин Північного Сходу жили росли і зливалися в льодовий комплекс, який називають Едома. Тоді тут були так звані мамонтові степу. Взагалі великі тварини паслися на цих степах. І загадково вимерли. У місцях, де є поклади підземних льодів при їх витаіваніі виникають термокарстові озера. Так дивують часом твори кріосфері, наприклад, в хребті Токінскій Становік на південно-сході Якутії є озеро у формі серця, що виникло в результаті подпруди гірського струмка мореною розтанув у троговими долині льодовика. Не менш унікальні полою, які часто формуються в місцях розвантаження підземних вод кріолітозони і зберігаються все літо. Прекрасний Байкал теж знаходиться в зоні впливу кріосфері. Гори, які оточують озеро Байкал, зверху складені мерзлими породами, внизу - сезонно мерзлими. І чиста вода озера багато в чому зобов'язана цього безперервно працює кріогенно реактора. Тобто грунтові води промерзають, відтають і стікають. Талі води, фильтруясь через тіла потужних і численних курумов, стікають в Байкал щорічно. І так мільйони років. Тому це озеро практично найчистіше в Росії і містить 20% світових запасів прісної води.

Висновок

Кріолітозона займає більше половини території Росії і саме в місцях, багатих на корисні копалини - нафтою, газом, вугіллям, різними рудами. Освоєння цих територій має величезне значення для нашої країни. Області поширення багаторічномерзлих порід дуже чуйно реагують на будь-які природні або техногенні втручання Висока льодистість багаторічномерзлих порід і термічне рівновагу, готове зміститися від найменших змін визначає нестійке поведінка багаторічномерзлих порід. Будь-яке підвищення температури відразу ж підвищує глибину сезонного протаивания, лід перетворюється у воду, яка йде, грунт ущільнюється і просідає. Це явище, зване термокарст, супроводжує будівництво, вдаване без урахування правил, передбачених для кріолітозони.

Те, що відбувається зміна клімату та природного середовища під впливом техногенної діяльності людини і згодом природних причин, може доставити майбутнім поколінням чимало клопоту в районах поширення багаторічномерзлих порід.

Список використаних джерел

1. Загальне мерзлотознавства (геокриології) / Под ред. В.А. Кудрявцева. - М.: Изд-во МГУ, 1978. 464 с.

2. Павлов А.В. Закономірності формування кріолітозони за сучасних зміни клімату / / Известия РАН, серія геогр., 1997, N 4, c. 61-73.

3. Джон Б., Дербішир Е., Янг Г. Зими нашої планети. - Москва; 1982; 253.

4. Палмер Геологія. - Москва; 1984; 485.

5. Гурський Б.М., Гурський Г.В. Геологія. - Москва; 1985; 391.

Додати в блог або на сайт

Цей текст може містити помилки.

Геологія, гідрологія та геодезія | Контрольна робота
41.1кб. | скачати


Схожі роботи:
Види води в земній корі
Підземні води
Підземні води
Підземні води 2
Водні ресурси світу Світовий океан поверхневі та підземні води
Хвильові процеси в зоровій корі мозку
Фізіологічне та гігієнічне значення води Гігієнічні вимоги до питної води
Література - Психіатрія Екзогенні ЗАХВОРЮВАННЯ
Лекції - Терапія гострі екзогенні отруєння
© Усі права захищені
написати до нас