Геологическая деятельность подземных вод (процессы внешней динамики (экзогенные) (стр. 3 )

В толще мерзлых пород, в трещинах, порах и таликах содержатся мерзлотные воды. Принято выделять межмерзлотные воды, обычно имеющие гидравлическую связь с другими типами вод, криолитозоны и внутримерзлотные воды, ограниченные со всех сторон ММП.

К таликам относятся не охваченные мерзлотой участки слоя многолетней мерзлоты. Их образование вызвано оттаиванием льда нагретыми вблизи поверхности водами, общим потеплением климата или неравномерным распределением тепла. Талики нередко служат каналами, но которым соединяются подмерзлотные и надмерзлотные воды. Формы и размеры таликов разнообразны: это могут быть линзы, гнезда, трубы, озера вытаивания подземных льдов и т. д.

Под слоем вечной мерзлоты обычно присутствуют подмерзлотные воды, которые не замерзают и представляют собой различные разновидности межпластовых напорных вод. Эта вода нередко используется для водоснабжения, в частности в Яку током арктическом бассейне, где напорные воды находятся в нижнеюрских песчаниках под 215-мстро-вой толщей мерзлых отложений.

Геологические процессы, связанные с ММП. С областями развития ММП связан целый комплекс самостоятельных геологических процессов. Это морозное пучение и образование повторно-жильных льдов, солифлюкция и курумообразование, термокарст, термоэрозия и термоабразия.

Изучение особенностей протекания этих процессов имеет не только научное, но и важное практическое значение. Динамика криогенных процессов нередко столь велика, что их недоучет способен привести к возникновению целого ряда инженерных и экологических проблем. Это прежде всего просадки грунта в местах интенсивного строительства зданий и сооружений, подтопления дорог и трубопроводов, аварии на буровых скважинах.

Содержащиеся в деятельном слое надмерзлотные воды, увеличиваясь в объеме при замерзании, нередко приподнимают вышележащие отложения, образуя наледные бугры пучения. При этом выделяются миграционные бугры, когда к фронту промерзания мигрируют новые объемы воды из нижележащей протаявшей части грунта, и инъекционные бугры пучения, образующиеся в условиях закрытой системы. Инъекционные бугры, возникающие в результате промерзания подозерных таликов, носят якутское название «булгунняхи».

Одной из разновидностей инъекционных бугров являются гидролакколиты - небольшие, до нескольких сотен метров в поперечнике, положительные формы, высота которых обычно не превышает 10 м.

Образуются гидролакколиты при замерзании аллювиальных грунтовых вод либо напорных вод таликов, поднявшихся к поверхности, при их полном или частичном сезонном оттаивании. Замерзающая вода, увеличиваясь в объеме, все время приподнимает лежащие надо льдом породы. Постоянный рост гидролакколитов приводит к образованию на поверхности многочисленных трещин. С морозобойными трещинами, образующими системы различных по масштабу и форме полигонов, связано формирование повторно-жильных льдов. Этот процесс широко развит преимущественно в северной геокриологической зоне, характеризующейся низкими температурами и небольшой мощностью сезонно-талого слоя. Для образования повторно-жильных льдов необходимо соблюдение нескольких условий (Б. II. Достовалова, и др.): многократное возникновение морозобойных трещин глубже границы сезонного протайвания, соответствующее многократное заполнение трещин льдом и наличие в разрезе пластичных или способных к уплотнению отложений. При этом выделяются два типа роста жил: эпигенетический, в пределах уже сформировавшихся горных пород, и сингенетический, когда повторно-жильные льды формируются одновременно с накоплением осадков (пойменные, делювиальные, болотные и другие отложения).

С областями развития многолетней мерзлоты связано развитие двух основных склоновых процессов — солифлющии и курумообразования.

Летом деятельный слой, находясь у самой дневной поверхности, очень подвижен. Перенасыщенный не проникающей в глубину талой и дождевой водой, грунт приобретает способность перемещаться, «стекать» при очень малых (доли градусов) углах наклона. Этот широко распространенный в районах развития ММП процесс носит название солифлюкиии (от лат. «солюм» — грунт и «флюкос» — течь).

В результате образуются характерные натечные формы — солифлюкционные террасы. При обилии на склонах каменного материала, преимущественно в горных и плоскогорных районах, где близко к поверхности залегают скальные породы, деятельный слой может течь по тонкому увлажненному субстрату, образуются подвижные каменные россыпи — куру мы. Обломочный материал курумов образуется при периодическом сезонном промерзании и оттаивании скальных пород или в результате их морозного выветривания. Местами курумы образуют сплошные каменные поля, размеры которых могут достигать нескольких десятков квадратных километров.

В областях распространения ММП широко развиты процессы деградации мерзлоты, к которым относятся термоабразия, активно протекающая па озерных и морских берегах, термоэрозия, вызванная отепляющим воздействием движущихся водных потоков, и термокарст.

Теромоабразия не относится к ведущим мерзлотным процессам кри-олитозопы, и проявления ее достаточно локальны. Льдистые крутые берега рек, озер или морей в результате совокупного механического и теплового воздействия волн нередко быстро отступают, образуя термоабразионные ниши или нависающие над водоемами козырьки.

Термокарст (термический карст) — процесс вытаивания подземного льда, заключенного в верхней части многолетнемерзлой зоны, и связанного с этим проседания поверхности с образованием отрицательных форм рельефа - западин, термокарстовых озер. Сегодня справедливо считается, что явление термокарста — самый распространенный и один из самых динамичных процессов современной криолитозоны.

8.3. ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ РАБОТА ЛЕДНИКОВ

Ледники являются одним из важнейших экзогенных агентов на Земле. Они производят огромную разрушающую, транспортирующую и аккумулирующую работу и существенно преобразуют рельеф; изменения их массы вызывают движения земной коры и подкоровых масс, а также колебания уровня Мирового океана. В геологическом прошлом крупные разрастания и сокращения ледников — чередование ледниковых и межледниковых эпох — приводили к глубоким изменениям экосистем и климата.

Ледники и их свойства. Образование ледников. Снеговая линия

В отличие от льда водоемов ледниковый лед образуется из снега; это происходит в холодных областях, где объемы снегопадов превышают снеготаяние. В рыхлых массах свежевыпавшего снега снежинки начинают испаряться, а водяной пар конденсируется в порах между ними. В результате кристаллы льда постепенно округляются и уплотняются — снег преобразуется в фирн — пронизанный порами зернистый «старыйснег».

Ледники — это многолетние массы природного льда, образовавшиеся за счет накопления и преобразования снега; под действием силы тяжести они испытывают вязкопластичное течение и принимают форму потоков, систем потоков, выпуклых щитов (куполов) или плавучих плит (шельфовых ледников).

Возникновение ледников обусловлено климатически — оно требует обильных снегопадов и низких температур. Ледники возникают только выше снеговой линии — уровня земной поверхности, выше которого накопление твердых атмосферных осадков преобладает над их расходом (таянием и испарением). Высота снеговой линии зависит от климатических особенностей и рельефа конкретной территории, прежде всего от ее температур и влажности. Она возрастает от близкой к уровню моря в полярных шпротах до 6000 м в тропиках; снеговая линия растет также по мере удаления от побережий. Это объясняет существование ледников не только в полярных широтах, но и в районе экватора, где отдельные горы в Центральной Азии, Новой Гвинее, Восточной Африке и Андах поднимаются выше снеговой линии.

Строение ледников. Граница питания. Баланс массы

В строении каждого ледника выделяются две главные части: область питания (или аккумуляции), в пределах которой могут лежать фирновые бассейны, и область расхода (или абляции, таяния). Они располагаются в разных высотных поясах и разных климатических условиях: для областей питания характерны низкие летние температуры и обильные атмосферные осадки, большая часть которых выпадает в виде снега; для областей расхода — теплые летние сезоны и летние осадки, выпадающие в основном в виде дождей. В областях питания происходит прирост массы льда, а в областях расхода масса льда убывает. При колебаниях климата массы ледников изменяются, поскольку эти колебания влияют на соотношение между аккумуляцией (массой снегопадов и накоплением метслевого и лавинного снега) и абляцией (интенсивностью таяния, испарения и потерь на откалывание айсбергов).

Разность между аккумуляцией и абляцией, определяемая на конец «балансового» года или сезона, называется балансом массы ледника. Такой баланс может быть положительным, отрицательным или нулевым.

Горные ледники и ледниковые комплексы. Покровные ледники. По размерам, форме и соотношению с рельефом выделяются ледники горного и покровного типов. У горных ледников форма, размеры и направление движения определяются подстилающим рельефом, а также положением их границы питания. Разница высот между вершинами горных хребтов и границей питания называется положительной разностью оледенения (ПРО) и определяет размеры областей питания ледников, а следовательно, и степеш» их развития и сложность формы.

Айсберги — это плавучие массы льда, отколовшиеся от ледников и выступающие над уровнем воды более чем на 5 м; обычно нод водой находится 70-80 % объема айсберга, а над се поверхностью он может возвышаться на 70-100 м. Нередко длина и ширина айсбергов достигают нескольких километров, а в Антарктике иногда встречаются ледяные «острова» длиной более 100 км.

8.4. ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ МОРЕЙ И ОКЕАНОВ

Современная наука, занимающаяся исследованием морей и океанов, называется океанографией. Океанография изучает физические и химические особенности и процессы в море, биологические явления и состав животного и растительного мира, строение берегов, рельеф дна, распределение донных отложений и полезных ископаемых и др.

Мировой океан, занимающий большую часть поверхности Земли, имеет огромное значение для нашей планеты. Особенно велика роль моря. С ним связаны важнейшие геологические процессы. Море, обладая гигантской энергией, ударами своих волн разрушает скалистые утесы берегов, даже самые крепкие монолитные горные породы, превращая их в мелкие песчинки и глинистый ил. По море не только разрушает, оно также транспортирует, переносит материал и, отлагая его в виде осадка на морском дне, производит огромную созидательную работу.