Тема 10. Процессы транспорта

Выветренные и денудированные горные породы переносятся геологическими агентами с мест своего образования в другие области, где они отлагаются. Например, пыль из Сахары уносится ветром в сторону Атлантического океана за 2 000 км и оседает на его дне. Пепел исландских вулканов оседает в Скандинавии и Германии. Дно северной части Атлантики устлано валунами, которые принесли с собой айсберги из Гренландии. Частицы ила, которые смываются дождями с Валдайской возвышенности, переносятся Волгой за 3 500 км и отлагаются на дне Каспийского моря. Способы переноса минеральных масс различными геологическими агентами называются процессами транспорта. В зависимости от действующей транспортной силы различают транспорт эоловый, речной, морской и ледниковый.

Эоловый транспорт обусловлен переносной деятельностью ветра. Она проявляется в местности, не защищенной растительным покровом, т.е., в высоких горах, в ложе отступившего ледника, в долинах рек, на берегах озер и морей. Но в наибольшей степени это относится к пустыням, где ветер является единственным транспортным агентом.

Перенос минеральных масс выполняется двумя способами:

1.Частицы пыли в виде пыльных облаков;

2.Песок и мелкие камни перемещением по поверхности земли.

Основное количество пыли поднимается в воздух и переносится сильными горизонтальными ветрами, такими как бури и ураганы. Например, если в Сахаре начинает дуть самум или в Аравии хамсин, то Солнца не видно из-за пыли и поднятого песка; становится темно, как ночью; в нескольких шагах ничего не видно.

Пылевые облака могут формироваться также вихревыми движениями воздуха или смерчами. Условием их появления является значительный разогрев приземного слоя воздуха. За счет разности плотностей воздуха у земли и в вышележащих слоях возникает подъемная сила. Восходящий поток воздуха увлекает вверх по винтообразной траектории массы пыли. Образуется пылевое облако, которое затем перемещается ветрами в горизонтальном направлении.

В зависимости от силы воздушных течений пыль может переноситься на расстояния до 2 000 – 2 500 км. Например, пыль из Сахары под действием сильных циклонов достигает Англии и Скандинавии. Ветры из Центральной Азии переносят пыль в Пекин и даже в Желтое и Восточно-Китайское море. Из австралийских пустынь пыль переносится до Новой Зеландии и Малайского архипелага, т.е., на 1 800 – 2 700 км. Пыль от «черных бурь» на юге России достигала Санкт-Петербурга.

Пыль отлагается в основном либо на дне моря, либо в области степей в виде лесса и закрепляется растительностью. Толщина таких лессов, например, на северо-западе Китая около 170 м, в предгорьях Тянь-Шаня – до 150 м. Подсчитано, что только во время одного циклона в 1901г. из Сахары в Европу было перенесено около 700 тысяч тонн африканской пыли.

Перенос песка зависит от силы ветра, размера его частиц и климатических условий. Например, при скорости ветра 4,5 – 6,7 м/с перемещаются песчинки диаметром 0,25 мм; при 9,8 – 11,4 м/с – диаметром 1 мм; при сильной буре, когда скорость ветра 17 – 18 м/с, увлекаются песчинки диаметром до 4 мм. В Центральной Азии во время сильных бурь барханы проходят до 20 м в сутки; песчаные дюны в Дании двигаются со скоростью 4 м в год, в Померании – примерно 9 м в год.

Речной транспорт переносит минеральные массы, поступающие в реку за счет поверхностного стока, и материал от размыва рекой берегов и ложа. Перенос осуществляется в растворенном виде, во взвешенном состоянии и механическим перемещением по дну реки.

Количество растворенного материала обычно составляет от 150 до 300 мг на 1 л воды. Состав солей речной воды зависит от места ее протекания и в среднем составляет: карбонаты СаСО₃ = 72,5%; MgСО₃ = 7,5%; сульфаты СаSО₄ = 6,5%; MgSО₄ = 4,5%; Nа₂SО₄ = 1%; хлориды NаCl = 7%; KCl = 0,5%; кремнезем SiO₂ = 0,5%.

Общее количество растворенных веществ, выносимых реками суши в море, составляет от 3 до 5 млрд тонн в год.

Механическое перемещение материала зависит от количества воды в реке и скорости течения, причем переносимая масса материала возрастает пропорционально шестой степени скорости течения. Поэтому, например, в верхнем течении горных рек, где скорости от 4 до 12 м/с, поток способен перемещать камни до 1 м в диаметре. Ниже по течению, где скорость меньше, по дну может перемещаться только галька. Она представляет собой продукты измельчения и истирания камней в верхнем течении. Ближе к устью река может переносить лишь наиболее мелкие механические частицы, такие как ил и песок. Скорость течения реки неравномерна и по ее ширине, поэтому наиболее тяжелые камни движутся в самой глубокой части реки, называемой тальвегом.

Количество взвешенного материала, т.е., ила, песка, превосходит массу перемещаемого механическим путем, т.е., камней, галек и валунов, в 10 – 50 раз. Ежегодно реками в море выносится около 16 км³ наносов.

Морской транспорт совершается морскими волнами, приливами, отливами и морскими течениями.

Волны – это колебания поверхности моря, в которых частицы воды движутся орбитально: вверх по направлению ветра, а затем вниз в обратном направлении. Движение воды становится поступательным у берега на мелководье. Волна поднимает со дна обломочный материал, т.е. песок, гальку, и переносит его к берегу. На трение о дно и берег, на транспортировку материала волна расходует свою кинетическую энергию и останавливается. Под влиянием силы тяжести начинается обратное отливное течение, которое увлекает принесенный материал обратно в море. Если энергия наступающей волны и отливного течения одинаковы, то количество транспортируемого материала из моря на сушу и обратно одинаковы. При преобладании силы наступающей волны больше материала со дна поступает на берег, а при преобладании отливного течения больше частиц сносится с берега в море.

Перемещение материала вдоль берега происходит, если волны набегают на берег под косым углом (рис. 10.1). Набегающая волна выбрасывает материал под углом к берегу, а отливное течение относит его перпендикулярно берегу. Отложение на дне после каждого такого цикла происходит с некоторым смещением от того места, где был взят материал наступающей волной.

Скорость движения воды в волне резко снижается с глубиной: на глубине, равной половине длины волны, она составляет 4% от скорости на поверхности, а на глубине, равной длине волны, лишь 0,2% от этой величины. Даже у самых больших океанических волн на глубине в 50 м ударная сила составляет около 2% от ее величины на поверхности. На глубине около 200 м они не могут даже поднять ил со дна.

Приливы и отливы можно рассматривать как морские волны с периодом 12 часов 25 минут. Высота приливной волны в океане до 2,5 м; на мелководье – до 15-20 м. Отличиями этих волн от ветровых являются:

1.Горизонтальное движение частиц воды в приливной и отливной волне, т.е., 6 часов 12,5 минут к берегу и 6 часов 12,5 минут от берега;

2.Значительная (до 400м) глубина приливных и отливных течений. Например, на глубине 100 м скорость достигает 0,4 м/с, на глубине 400 м – 0,2 м/с, что вполне достаточно для перемещения мелких частиц вдоль морского дна.

Морские течения переносят минеральные частицы из мелководных частей океана или захваченные вблизи материков. Они возникают в открытом море и глубина их, как правило, не превышает 2 км. Примером может служить Экваториальное течение в Атлантике. Оно проходит около Южной Америки, захватывает с собой ил, выносимый Амазонкой с континента, и отлагает его по берегам Гвианы. Течения увлекают с собой также планктонные организмы, а затем отлагают их на дне, например, в виде известковых осадков из ракушек радиолярий и диатомей.

Ледниковый транспорт. Скопления обломков горных пород в леднике называют моренами. Они образуются благодаря выпахивающей деятельности ледника, выветриванию скал, смыву обломков со склонов атмосферными осадками. Лед не растворяет минералы. Поэтому перемещение морен при движении ледника происходит в твердом виде без изменения состава и положения друг относительно друга. Лишь у основания ледника положение обломков меняется в силу трения о ложе. Схема расположения внешних и внутренних морен в поперечном сечении ледника показана на рис. 10.2.

Боковые морены образуются от падения продуктов выветривания со скал на периферию ледника. При падении обломков на ледник в области питания они постепенно смещаются ко дну. Вместе с продуктами подледникового выветривания и выпахивания ложа они формируют нижнюю или донную морену. В ней количество материала уменьшается снизу вверх. Следует заметить, что в материковых льдах, не имеющих берегов, т.е., ограничивающих ледник скал, донная морена образована только за счет продуктов разрушения ледникового ложа.

Внутренняя вертикальная морена образуется, если в фирновой области расположена скала, выступающая поверх ледника. Фирн течет вдоль ее склонов, т.е., по бокам, и включает в себя обломочный материал. Обычно это щебень, мелкие камни. Эти обломки перекрывают слои выпавшего снега, образуя внутреннюю морену. Срединная морена появляется при выходе на поверхность внутренней морены в области таяния льда. Горизонтальные внутренние морены образуются при задержке части придонного слоя ледника. В этом случае расположенный выше по течению льда слой со своей придонной мореной проходит поверх задержавшегося слоя и оставляет на нем часть своей морены. Следует заметить, что такие морены встречаются редко.

При значительном количестве материала, транспортируемого моренами, на своем конце ледник покрывается россыпями камней, которые называются каменными пустынями.

Совместные виды транспорта. Различные виды транспорта могут действовать поочередно или совместно.

Пример поочередного действия различных видов транспорта. Продукты разрушения горных пород транспортируются ледниками с гор Тянь-Шаня к истокам реки Сыр-Дарья. Эта река переносит их на расстояние 2 800 км в Аральское море. Здесь они транспортируются течениями и морскими волнами, которые выбрасывают песок на берег. Ветер из этого песка создает дюны и перемещает их вглубь страны. Т.е., в данном случае имеет место последовательная смена ледникового, речного, морского и эолового транспорта.

Пример совместного действия транспорта. Материковые льды из Гренландии двигаются из центральных районов, достигают океана, обламываются и всплывают в виде айсбергов. Площадь айсбергов достигает нескольких десятков квадратных километров, высота над поверхностью моря до 100 м и подводная часть до 800 м. Айсберги несут с собой донную морену и перемещаются в океане волнами, течениями и ветром. Т.е., моренный материал перемещается в океане под действием ледникового, морского и эолового транспорта. Айсберги разносят моренный материал на весьма значительные расстояния; они доходят до 38⁰ северной широты, т.е., до параллели Сицилии и Испании.

Дата добавления: 2013-12-12