Учебно — методический комплекс дисциплины «Бонитировка и классификация почв» для специальности: 5В080700 «Лесоводство и лесные ресурсы» (стр. 2 )

Лекция № 2

«Образование и состав земной коры»

Образование земной коры Состав земной коры Горные породы

  1. Внутри Земли со времени ее возникновения происходит постоянная дифференциация вещества, в результате чего в поверхностные слои поднимаются более легкие по плотности соединения, которые остывают, кристаллизуются и образуют каменную оболочку Земли. Этим и вызвано образование земной коры.
  Горообразование — орогенез  (греч. Oros  — гора, genos — происхождение) вызывается внутренними силами, возникающими как в толще каменной оболочки, так и при перераспределении масс в мантии и более глубоких слоях Земли.
  Различают орогенные (горообразовательные) и  эпейрогенные (греч. epeiros — суша) процессы. Эпейрогенез — это медленные вековые поднятия обширных площадей, не вызывающие изменения их складчатой структуры.
  Вулканы, вулканические системы образуются в зонах разломов, глубоких трещин литосферы, чаще всего в горных поднятиях океанов с тонкой корой литосферы, например островные дуги от Камчатки до Новой Зеландии. Вулканы появляются при внедрении расплавленной магмы в трещины в земной коре. При выходе магмы на поверхность образуются «жерло» и кратер вулкана. Глубина жерла вулканов в океане достигает 15—20 км, а на материках 50—70 км и более.
Эпейрогенез — это медленные колебания земной коры, свойственные материковым, континентальным образованиям, как правило, имеющим более толстую каменную оболочку, чем дно океанов. Поднятие и опускание суши происходит очень медленно, в течение веков.
Землетрясения происходят в районах, где земная кора недостаточно устойчива и находится под действием сил напряжения. Землетрясения наносят большой ущерб хозяйству целых стран. Так, в июне 1970 г. в горных районах Перу в результате землетрясения погибло 30 тыс. и осталось без крова 100 тыс. человек. Землетрясения возникают чаще всего в горных районах, где не закончились горообразовательные процессы или в глубине каменной оболочки Земли остались продольные напряжения, разломы, надвиги, нарушающие равновесие масс. Зона в недрах Земли, где возникают условия, вызывающие землетрясения, называется гипоцентром, а район на поверхности Земли, где землетрясение достигает максимума,— эпицентром.
При опускании земной коры образуются зоны прогиба — геосинклинали и зоны поднятия — геоантиклинали. Районы, подвергшиеся древним горообразовательным и денудационным (разрушающим поверхность) процессам и имеющие обширную мощную и жесткую каменную оболочку, называются платформами. Они менее подвержены горообразовательным процессам. Русская и Сибирская платформы — наиболее спокойные зоны. В результате горообразовательных процессов пласты отложений и горных пород залегают не горизонтально, а чаще всего наклонно, т. е. нарушены.

  2. В настоящее время земная кора наиболее изучена на глубину до 15—20 км. По результатам анализа многочисленных образцов горных пород и минералов, выходящих на поверхность земли при горообразовательных процессах, а также взятых из горных выработок, глубоких буровых скважин и обнажений, был вычислен средний состав химических элементов земной коры.

  ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ ЗЕМНОЙ КОРЫ

  Наибольшее распространение в земной коре имеют 46 элементов, из них 8 составляют 97,2—98,8% ее массы, 2 (кислород й кремний) — 75% от общей массы Земли.

Распределение химических элементов в процентах от массы земном коры (по ) следующее:

Кислород 49,13

Кремний 26,00

Алюминий 7,45

Железо 4,20

Кальций 3,25

Натрий 2,40

Магний 2,35

Цинк 0,020

Бор 0,010

Медь 0,010

Иттрий 0,005

Бериллий 0,003

Цезий 0,0029

  Первые 13 элементов (за исключением титана), наиболее часто встречающиеся в земной коре, входят в состав органического вещества растений, участвуют во всех жизненно необходимых процессах и играют важную роль в плодородии почв. Большое количество элементов, участвующих в химических реакциях в недрах Земли, приводит к образованию самых разнообразных соединений.

  МИНЕРАЛЫ

  Минералом называется всякое встречающееся в земной коре природное (естественное) однородное тело, имеющее более или менее постоянный химический состав и определенные физические свойства.

  Минералы  можно определять в полевых условиях, используя восемь внешних признаков, основанных на физических свойствах: цвет, цвет черты, прозрачность, блеск, твердость, плотность, спайность и излом.

  Цвет зависит от химического состава и физического состояния минералов и может быть самым разным. У одного и того же минерала цвет более или менее постоянный.

  Цвет черты — цвет минерала в раздробленном состоянии — обычно определяют на шероховатой поверхности фарфоровой чашки. Он может отличаться от цвета самого минерала.

  Прозрачность — способность минерала пропускать свет. Различают прозрачные (хрусталь, кальцит), полупрозрачные, просвечивающие (опал) и непрозрачные (авгит, лимонит, боксит) минералы.

  Блеск — способность минерала отражать свет. Различают блеск металлический (пирит, железо), стеклянный (кварц, полевой шпат), жирный (графит, тальк), шелковистый (волокнистый гипс, асбест), матовый; землистые минералы не имеют блеска.

  Твердость — способность противостоять разрушению при царапании одного минерала о другой. Различают десять степеней твердости, для установления которых используют набор mинералов шкалы Маоса:

1.Тальк—3MgO-4Si02H20
2. Гипс—CaS04-2H20
3. Кальцит — СаСОз
4. Флюорит—CaF2
5. Апатит—9CaO-3P205-Ca[F2, (ОН)2, COs, С12]
6. Ортоклаз—K20-Al2
7. Кварц—Si02
8. Топаз—2(Al, F)OSi02
9. Корунд—А1203. 10. Алмаз—С
  3. При различных процессах, протекающих как в недрах Земли, так и на ее поверхности, образуются соединения, сплавы, механические смеси, состоящие из нескольких минералов, называемые горными породами. Горные породы классифицируют по происхождению и химическому составу. По происхождению выделяют магматические, осадочные и метаморфические породы.
  Магматические горные породы подразделяют на интрузивные — глубинные и эффузивные — излившиеся. Интрузивные горные породы образуются в недрах земли в условиях высоких давлений и очень медленного остывания. Они обычно имеют ясно выраженную кристаллическую структуру. Эффузивные горные породы образуются при излияний на поверхность Земли расплавленной магмы, которая быстро остывает в условиях относительно невысоких температур и давления.
  По химическому составу магматические горные породы делятся в зависимости от содержания в них кремнекислоты на кислые с содержанием Si02 более 65%, средние — 55—65%, основные— 40—55% и ультраосновные — менее 40%. Кислые породы, как правило, имеют светлый цвет, основные, наоборот,— темный. К кислым породам можно отнести граниты (глубинные), пемзы и вулканическое стекло (излившиеся), к основным— базальт и трахит (излившиеся), габбро (глубинные).
  Горные породы органического происхождения широко распространены в природе — это остатки животных и растений: кораллы, известняки, ракушечники, радиоляриевые, диатомовые и различные черные органические илы, торф, каменные и бурые угли, нефть. 

  Метаморфические горные породы — это магматические и осадочные горные породы, измененные температурой, давлением и химически активными веществами. Метаморфоз горных пород происходит под влиянием давления, возникающего при горообразовательных процессах, повышения температуры, вызванного внедряющейся в литосферу магмой, горячих водных растворов и газов, несущих новые химически активные соединения, а также давления вышележащих горных пород. Так, при накоплении осадочных горных пород мощностью 10— 14 км нижние слои их испытывают огромное давление, сопровождающееся повышением температуры и перекристаллизацией всего материала. В результате из глин образуются сначала сланцы, а затем гнейсы, напоминающие по составу гранит. Состав гнейсов различен. Из песков в присутствии соединений железа сначала образуются песчаники, очень легко рассыпающиеся при приложении небольших усилий, а затем кварциты, т. е. кристаллическая горная порода. Кварциты и гнейсы сохраняют слоистое строение, характерное для осадочных пород. Известняки при перекристаллизации образуют мрамор.

Лекция № 3

«Образование почвы»

Определение почвы Первичное почвообразование Антропогенное почвообразование

  Почва — поверхностный слой литосферы Земли, обладающий плодородием и представляющий собой полифункциональную гетерогенную открытую четырёхфазную (твёрдая, жидкая, газообразная фазы и живые организмы) структурную систему, образовавшуюся в результате выветривания горных пород и жизнедеятельности организмов.  Её рассматривают как особую природную мембрану  (биогеомембрану), регулирующую взаимодействие между биосферой, гидросферой и атмосферой Земли. Почвы являются функцией от климата, рельефа, исходной почвообразующей породы, микроорганизмов, растений и животных (то есть биоты в целом), человеческой деятельности и изменяются со временем.

Почвообразующие факторы:

* Элементы природной среды: почвообразующие породы, климат, живые и отмершие организмы, возраст и рельеф местности,

* а также антропогенная деятельность, оказывающие существенное влияние на почвообразование.

Первичное почвообразование

  В русском почвоведении приведена концепция, что любая субстратная система, обеспечивающая рост и развитие растений «от семени до семени», есть почва. Идея эта дискуссионная, поскольку отрицает докучаевский принцип историчности, подразумевающий определённую зрелость почв и разделение профиля на генетические горизонты, но полезна в познании общей концепции развития почв.

  Зачаточное состояние профиля почв до появления первых признаков горизонтов можно определять термином «инициальные почвы». Соответственно выделяется «инициальная стадия почвообразования» — от почвы «по Вески» до того времени, когда появится заметная дифференциация профиля на горизонты, и можно будет прогнозировать классификационный статус почвы. За термином «молодые почвы» предложено закрепить стадию «молодого почвообразования» — от появления первых признаков горизонтов до того времени, когда генетический (точнее, морфолого-аналитический) облик будет достаточно выраженным для диагностики и классификации с общих позиций почвоведения.