Этап 3. Изучаем выветривание

Минералогия_3_56_Алмаз

Оборудование и материалы:

1.  пластиковая посуда

2.  образцы горных пород: кварц, известняк, мрамор, песчаник и строительные материалы: кирпич, бетон. Для эксперимента использовались образцы песчаника и кварца Омской области.

известняк строительный	песчаник	кварцевый песок
кирпич	бетон	мрамор

Цель исследования:

Определить опытным путем, какие образцы более устойчивы к морозному выветриванию.

Ход исследования:

1.  Поместили собранные образцы в пластиковую ванночку на некотором расстоянии друг от друга.

2.  Залили образцы водой, так чтобы вода закрыла камни.

3.  Поместили в морозильную камеру холодильника.

4.  Когда вода полностью замёрзла, достали ванночку из морозильника, и дали льду растаять.

Проделали операцию с замораживанием 7 раз.

Отчет по результатам эксперимента:

1. Полный список образцов: кварц, известняк, мрамор, мягкий песчаник, кирпич и бетон.

2. Мы замораживали образцы 7 раз, примерно при температуре – 18 градусов.

внешний вид кирпича после замораживания	внешний вид песчаника после замораживания	внешний вид бетона после замораживания
внешний вид кирпича в процессе замораживания	внешний вид песчаника в процессе замораживания	Внешний вид горных пород и строительных материалов после многократного замораживания

3. Больше всего разрушился песчаник, известняк, потрескался кварц, а мрамор и бетон не разрушились.

Образцы горных пород и строительных материалов по степени разрушения:

Песчаник

Известняк

Кирпич

Кварц

Бетон

Мрамор

4. От твердости горной породы зависит ее разрушение. Самые твердые породы – мрамор и бетон не разрушились. С уменьшением объема капиллярных пор снижается водонепроницаемость и одновременно повышается морозостойкость бетона и мрамора. Разрушение известняка наиболее значительно, так как частицы, из которых состоит эта горная порода, наименее плотно прилегали друг к другу и порода не является твердой.

Хрупкость влияет на разрушение. Кварц благодаря своей хрупкости сильно потрескался.

Водопроницаемость влияет на разрушение горных пород. Известняк и песчаник – проницаемые породы. Поэтому они быстрее разрушаются под воздействием воды и низких температур.

Трещиноватость также влияет на разрушение горных пород. Песчаник и известняк благодаря этому свойству очень сильно осыпались и разрушились.

В природе происходит подобное явление тому, что мы наблюдали в опыте. Называется это явление - выветриванием. Это механическое разрушение горных пород без изменения химического состава. Главный фактор физического выветривания — колебание суточных и сезонных температур. При нагревании происходит расширение минералов, входящих в горную породу. Поскольку различные минералы имеют разные
	коэффициенты объемного и линейного расширения, возникает местное давление, разрушающее породу. При чередовании нагревания и охлаждения между кристаллами образуются трещины. Проникая в мелкие трещины, вода создает такое капиллярное давление, при котором даже самые твердые породы разрушаются. При замерзании воды эти трещины увеличиваются. В условиях жаркого климата в трещины попадает вода вместе с растворенными солями, кристаллы которых также разрушающе действуют на породу. Таким образом,
в течение длительного времени образуется множество трещин, приводящих к полному механическому разрушению горной породы.

5.  Формы рельефа, образующиеся под воздействием низких температур.

Кары, или горные цирки, образуются под действием морозного выветривания, служат местом накопления снега и образования ледников. Лед движется потоками в горных долинах, расширяя и углубляя их, образуя корытообразные долины — троги.
	Морена. Со склонов на ледник падают или выносятся водой камни, песок, глина, а при движении лед захватывает также обломки, лежащие на дне долины. Так образуется морена.
На Балтийском щите горные породы сглажены ледником, есть многочисленные бараньи лбы — выступы магматических и метаморфических пород с царапинами и шрамами на поверхности.		Физическое выветривание интенсивно в переходные сезоны и в районах с континентальным климатом, большими суточными амплитудами температур, например в горах Сибири, при этом часто формируются целые каменные реки - курумы. Если в трещины пород проникает вода, а затем, застывая и расширяясь, увеличивает эти трещины, то это - морозное выветривание.

6. Вода, попадая в расщелину горной породы, растворяет вещества, входящие в ее состав. Действует вода, как растворитель. Ну, а если вода замерзнет в расщелине, она механически раздвигает частицы горной породы. Чем больше раз происходит процесс замораживания – размораживания, тем сильнее разрушение горной породы.

7. Стеклянную посуду нельзя использовать потому, что объем воды при замерзании расширяется, давление на стенки сосуда возрастает, и лед может просто разбить стекло.

Вывод: Проведя эксперимент, мы выяснили, что более устойчивыми к морозному выветриванию являются мрамор и бетонный камень.