Экзогенные и эндогенные процессы. Экзогенные геологические процессы

ЭНДОГЕННЫЕ ПРОЦЕССЫ (а. endogenous processes; н. endogene Vorgange; ф. processus endogenes, processus endogeniques; и. procesos endogenos) — геологические процессы, связанные с энергией, возникающей в Земли . К эндогенным процессам относятся тектонические движения земной коры , магматизм , метаморфизм , . Главными источниками энергии эндогенных процессов являются тепло и перераспределение материала в недрах Земли по плотности (гравитационное дифференциация).

Глубинное тепло Земли, по мнению большинства учёных, имеет преимущественно радиоактивное происхождение. Определённое количество тепла выделяется и при гравитационной дифференциации. Непрерывная генерация тепла в недрах Земли ведёт к образованию потока его к поверхности (тепловой поток). На некоторых глубинах в недрах Земли при благоприятном сочетании вещественного состава, температуры и давления могут возникать очаги и слои частичного плавления. Таким слоем в верхней мантии является астеносфера — основной источник образования магмы; в ней могут возникать конвекционные токи, которые служат предположительного причиной вертикальных и горизонтальных движений в литосфере . Конвекция происходит и в масштабе всей мантии, возможно, раздельно в нижней и верхней, тем или иным способом приводя к крупным горизонтальным перемещениям литосферных плит . Охлаждение последних ведёт к вертикальным опусканиям (см. ). В зонах вулканических поясов островных дуг и окраин континентов основные очаги магм в мантии связаны со сверхглубинными наклонными разломами (сейсмофокальные зоны Вадати-Заварицкого-Беньоффа), уходящими под них со стороны океана (приблизительно до глубины 700 км). Под влиянием теплового потока или непосредственно тепла, приносимого поднимающейся глубинной магмой, возникают так называемые коровые очаги магмы в самой земной коре; достигая приповерхностных частей коры, магма внедряется в них в виде различных по форме интрузивов (плутонов) или изливается на поверхность, образуя вулканы .

Гравитационная дифференциация привела к расслоению Земли на геосферы разной плотности. На поверхности Земли она проявляется также в форме тектонических движений, которые, в свою очередь, ведут к тектоническим деформациям пород земной коры и верхней мантии; накопление и последующая разрядка тектонических напряжений вдоль активных разломов приводят к землетрясениям .

Оба вида глубинных процессов тесно связаны: радиоактивное тепло, понижая вязкость материала, способствует его дифференциации, а последняя ускоряет вынос тепла к поверхности. Предполагается, что сочетание этих процессов ведёт к неравномерности во времени выноса тепла и лёгкого вещества к поверхности, что, в свою очередь, может объяснить наличие в истории земной коры тектономагматических циклов. Пространственные неравномерности тех же глубинных процессов привлекаются к объяснению разделения земной коры на более или менее геологически активные области, например на геосинклинали и платформы . С эндогенными процессами связано формирование рельефа Земли и образование многих важнейших

Экзогенные процессы - геологические процессы, происходящие на поверхности Земли и в самых верхних частях земной коры (выветривание, эрозия, деятельность ледников и др.); обусловлены главным образом энергией солнечной радиации, силой тяжести и жизнедеятельностью организмов.

Эрозия (от лат. erosio -- разъедание) -- разрушение горных пород и почв поверхностными водными потоками и ветром, включающее в себя отрыв и вынос обломков материала и сопровождающееся их отложением. Часто, особенно в зарубежной литературе, под эрозией понимают любую разрушительную деятельность геологических сил, таких, как морской прибой, ледники, гравитация; в таком случае эрозия выступает синонимом денудации. Для них, однако, существуют и специальные термины: абразия (волновая эрозия), экзарация (ледниковая эрозия), гравитационные процессы, солифлюкция и т. д. Такой же термин (дефляция) используется параллельно с понятием ветровая эрозия, но последнее гораздо более распространено. По скорости развития эрозию делят на нормальную и ускоренную. Нормальная имеет место всегда при наличии сколько-либо выраженного стока, протекает медленнее почвообразования и не приводит к заметным изменением уровня и формы земной поверхности. Ускоренная идет быстрее почвообразования, приводит к деградации почв и сопровождается заметным изменением рельефа.

По причинам выделяют естественную и антропогенную эрозию.

Следует отметить, что антропогенная эрозия не всегда является ускоренной, и наоборот. Работа ледников - рельефообразующая деятельность горных и покровных ледников, состоящая в захвате частиц горных пород движущимся ледником, переносе и отложении их при таянии льда.

Выветривание -- совокупность сложных процессов качественного и количественного преобразования горных пород и слагающих их минералов, приводящий к образованию почвы. Происходит за счет действия на литосферу гидросферы, атмосферы и биосферы. Если горные породы длительное время находятся на поверхности, то в результате их преобразований образуется кора выветривания. Различают три вида выветривания: физическое (механическое), химическое и биологическое.

Физическое выветривание -- это механическое измельчение горных пород без изменения их химического строения и состава. Физическое выветривание начинается на поверхности горных пород, в местах контакта с внешней средой. В результате перепадов температур в течении суток на поверхности горных пород образуются микротрещины, которые, со временем, проникают все больше вглубь. Чем больше разница температур в течении суток, тем быстрее происходит процесс выветривания. Следующим шагом в механическом выветривании является попадание в трещины воды, которая при замерзании увеличивается в объеме на 1/10 своего объема, что способствует еще большему выветриванию породы. Если глыбы горных пород попадают, например, в реку, то там они медленно стачиваются и измельчаются под воздействием течения. Селевые потоки, ветер, сила тяжести, землетрясения, извержения вулканов так же содействуют физическому выветриванию горных пород. Механическое измельчение горных пород приводит к пропусканию и задерживанию породой воды и воздуха, а также значительному увеличению площади поверхности, что создает благоприятные условия для химического выветривания.

Химическое выветривание -- это совокупность различных химических процессов, в результате которых происходит дальнейшее разрушение горных пород и качественного изменения их химического состава с образованием новых минералов и соединений. Важнейшими факторами химического выветривания являются вода, углекислый газ и кислород. Вода -- энергичный растворитель горных пород и минералов. Основная химическая реакция воды с минералами магматических пород -- гидролиз, приводит к замене катионов щелочных и щелочноземельных элементов кристаллической решетки на ионы водорода диссооциированных молекул воды.

Биологическое выветривание производят живые организмы (бактерии, грибки, вирусы, роющие животные, низшие и высшие растения и т. д.).

Эндогенные процессы - геологические процессы, связанные с энергией, возникающей в недрах твердой Земли. К эндогенным процессам относятся тектонические процессы, магматизм, метаморфизм, сейсмическая активность.

Тектонические процессы - образование разломов и складок.

Магматизм -- термин, объединяющий эффузивные (вулканизм) и интрузивные (плутонизм) процессы в развитии складчатых и платформенных областей. Под магматизмом понимают совокупность всех геологических процессов, движущей силой которых является магма и её производные.

Магматизм является проявлением глубинной активности Земли; он тесно связан с ее развитием, тепловой историей и тектонической эволюцией.

Выделяют магматизм:

• - геосинклинальный
• - платформенный
• - океанический
• - магматизм областей активизации

По глубине проявления:

• - абиссальный
• - гипабиссальный
• - поверхностный

По составу магмы:

• - ультраосновной
• - основной
• - кислый
• - щелочной

В современную геологическую эпоху магматизм особенно развит в пределах Тихоокеанского геосинклинального пояса, срединно-океанических хребтов, рифовых зон Африки и Средиземноморья и др. С магматизмом связано образование большого количества разнообразных месторождений полезных ископаемых.

Сейсмическая активность - это количественная мера сейсмического режима, определяемая средним числом очагов землетрясений в некотором диапазоне энергетической величины, которые возникают на рассматриваемой территории за определенное время наблюдения.

Метаморфизм (греч. metamorphoуmai -- подвергаюсь превращению, преображаюсь) - процесс твердофазного минерального и структурного изменения горных пород под воздействием температуры и давления в присутствии флюида.

Выделяют изохимический метаморфизм, при котором химический состав породы меняется несущественно, и не изохимический метаморфизм (метасоматоз) для которого характерно заметное изменение химического состава породы, в результате переноса компонентов флюидом.

По размеру ареалов распространения метаморфических пород, их структурному положению и причинам метаморфизма выделяются:

Региональный метаморфизм, который затрагивает значительные объемы земной коры, и распространен на больших площадях

Метаморфизм сверхвысоких давлений

Контактовый метаморфизм приурочен к магматическим интрузиям, и происходит от тепла остывающей магмы

Динамометаморфизм происходит в зонах разломов, он связан со значительной деформацией пород

Импактный метаморфизм, который происходит при резком ударе метеорита о поверхность планеты

Основными факторами метаморфизма являются температура, давление и флюид.

С ростом температуры происходят метаморфические реакции с разложением водосодержащих фаз (хлориты, слюды, амфиболы). С ростом давления происходят реакции с уменьшением объема фаз. При температурах более 600 ?С начинается частичное плавление некоторых пород, образуются расплавы, которые уходят на верхние горизонты, оставляя тугоплавкий остаток - рестит.

Флюидом называются летучие компоненты метаморфических систем. Это первую очередь вода и углекислый газ. Реже роль могут играть кислород, водород, углеводороды, соединения галогенов и некоторые другие. В присутствии флюида область устойчивости многих фаз (особенно содержащих эти летучие компоненты) изменяются. В их присутствии плавление горных пород начинается при значительно более низких температурах.

Фации метаморфизма

Метаморфические породы очень разнообразны. В качестве породообразующих минералов в них установлено более 20 минералов. Породы близкого состава, но образовавшиеся в различных термодинамических условиях могут иметь совершенно разный минеральный состав. Первыми исследователями метаморфических комплексов было установлено, что можно выделить несколько характерных, широко распространенных ассоциаций, которые образовались в разных термодинамических условиях. Первое деление метаморфических пород по термодинамическим условиям образования сделал Эскола. В породах базальтового состава он выделил зеленые сланцы, эпидотовые породы, амфиболиты, гранулиты и эклогиты. Последующие исследования показали логичность и содержательность такого деления.

В дальнейшем началось интенсивное экспериментальное изучение минеральных реакций, и усилиями многих исследователей была составлена схема фаций метаморфизма - Р-Т диаграмма, на которой показаны полу устойчивости отдельных минералов и минеральных ассоциаций. Схема фаций стала одним из основных инструментов анализа метаморфических комплектов. Геологи, определив минеральный состав породы, соотносили её с какой либо фацией, и по появлению и исчезновению минералов составляли карты изоград - линий равных температур. Примерами проявления на поверхности Земли глобальных процессов служат процессы горообразования, длящиеся десятки миллионов лет, медленные перемещения огромных блоков земной коры, имеющие скорость от долей миллиметра до первых сантиметров в год. Быстротекущие процессы - проявления дифференциации глобальных процессов развития планеты - представлены здесь извержениями вулканов, землетрясениями, являющимися результатом воздействия глубинных процессов на приповерхностные зоны планеты. Эти процессы, порожденные внутренней энергией Земли, получили название эндогенных, или внутренних.

Процессы преобразования глубинного вещества Земли уже на начальных стадиях ее развития привели к выделению газов и образованию атмосферы. Конденсация водяных паров из последней и прямая дегидратация глубинного вещества привели к формированию гидросферы. Наряду с энергией солнечного излучения, действием гравитационных полей Солнца. Луны и самой Земли, другими космическими факторами, воздействие атмосферы и гидросферы на земную поверхность приводит к проявлению здесь целого комплекса процессов преобразования и перемещения вещества.

Эти процессы, проявляющиеся на фоне эндогенных, подчиняются иным циклам, обусловленным многолетними изменениями климата, сезонными и суточными вариациями физических условий на земной поверхности. Примерами таких процессов служат разрушение горных пород - выветривание, перемещение продуктов разрушения горных пород вниз по склонам - обвалы, осыпи, оползни, разрушение горных пород и перенос материала водными потоками - эрозия, растворение горных пород подземными водами - карст, а также большое количество вторичных процессов перемещения, сортировки и переотложения горных пород и продуктов их разрушения. Эти процессы, основными факторами которых являются внешние по отношению к твердому телу планеты силы, называются экзогенными.

Таким образом, в естественных условиях литосфера, входящая в экосистему "Биосфера", находится под воздействием эндогенных (внутренних) факторов (перемещение блоков, горообразование, землетрясения, извержения вулканов и т.д.) и экзогенных (внешних) факторов (выветривание, эрозия, суффозия, карст, перемещение продуктов разрушения и т.д.).

Первые стремятся расчленить рельеф, увеличить градиент гравитационного потенциала поверхности; вторые - сгладить (пенепленизировать) рельеф, разрушить возвышенности, заполнить понижения продуктами разрушения.

Первые ведут к ускорению поверхностного стока атмосферных осадков, как следствие - к эрозии и осушению зоны аэрации; вторые - к замедлению поверхностного стока атмосферных осадков, как следствие - к накоплению материалов смыва, переувлажнению зоны аэрации и заболачиванию территории. Следует учитывать, что литосфера сложена скальными, полускальными и рыхлыми породами, которые различаются по амплитудам влияния и скоростям протекания процессов.

Эндогенные процессы

Земная кора подвержена, постоянным воздействиям внутренних (эндогенных) и внешних (экзогенных) сил, изменивших ее состав, строение и форму поверхности.

Внутренние силы Земли, обусловленные, главным образом, колоссальным давлением и высокой температурой глубинных толщ вызывают нарушения первоначального залегания пластов горных пород, в связи, с чем образуются складки, трещины, сбросы, сдвиги.

С деятельностью внутренних сил связаны землетрясения и магматизм.

Магматизм - сложный геологический процесс, включающий, в себя явления зарождения магмы в подкорковой области, перемещение ее в верхние горизонты земной коры и образование магматических горных пород.

Движение магмы к поверхности обусловлено, во-первых, гидростатическим давлением и во вторых, значительным увеличением объема, которым сопровождается переход твердых горных пород в состояние расплава.

Результатом деятельности внутренних сил является образование на земной поверхности гор и глубоких впадин.

Внутренние силы вызывают вековые колебания - медленные поднятая и опускания отдельных частей земной коры. Море при этом надвигается на сушу (трансгрессия) или отступает (регрессия). Кроме медленных вертикальных движений происходят также и горизонтальные смещения земной коры.

Раздел геологии, занимающийся изучением движений земной коры, изменяющих ее строение и формы залегания горных пород (складки, сбросы и др.), получил название тектоники. Тектонические процессы проявлялись на протяжении всей геологической истории Земли, менялась только их интенсивность.

Современные движения поверхности земной коры изучаются неотектоникой (наукой о новейших движениях земной коры).

Скандинавия медленно поднимается, а горное сооружение Большого Кавказа каждый год «вырастает» почти на 1 см. Очень медленные поднятия и опускания испытывают и равнинные участки Восточно-Европейской равнины, Западно-Сибирской низменности, Восточной Сибири и многих других районов.

Земная кора испытывает не только вертикальные, но и горизонтальные перемещения, причем их скорость составляет несколько сантиметров в год. Иными словами, земная кора как бы «дышит», постоянно находясь в замедленном движении.

Этот вопрос очень серьезный и в первую очередь имеет большое значение при строительстве крупных сооружений, а также при их эксплуатации. Поднятия и опускания, несомненно, имеют влияние на их сохранность, особенно на сооружения, имеющие линейно-удлиненные формы (например, плотины, каналы), а также водохранилища и др. объекты.

При разработке каменных карьеров и оценке прочности оснований сооружений необходимо также учитывать наличие в земной коре трещин, разломов, возникающих также в результате движений земной коры.

Следовательно, сведения о геологических процессах необходимы для того, чтобы заранее предвидеть возможность их появления, результаты изменений, происходящих в природе под влиянием естественных причин и деятельности человека.

При оценке какой-либо территории в связи со строительством объектов инженерная геология дает планирующим органам сведения о возможности и характере геологических процессов данного района. Прогноз должен даваться как во времени, так и в пространстве. Это позволит правильно и рационально проектировать сооружение с учетом всех инженерных мероприятий и нормальной эксплуатации.

В этой связи инженерная геология изучает также и те процессы, которых раньше не было на данной территории, но они могут возникнуть в результате деятельности человека. Эти процессы называются инженерно-геологическими. У них много общего есть с природными геологическими процессами, но есть и отличия.

Разница заключается в том, что инженерно- геологические процессы отличаются большой интенсивностью, более быстрым протеканием во времени, более ограниченной площадью своего проявления. Особенно большое воздействие сказывается на состоянии и свойствах пород.

Кора Земли обладает различной подвижностью, отсюда характерное для нее образование и сочетание платформ и геосинклиналей.

Платформы - это наиболее жесткие части земли, для них характерны сравнительно спокойные колебательные движения вертикального характера. Они занимают огромные пространства. К ним относятся Восточно Европейская, Сибирская платформы, Австралийская, Северо-Африканская и др.

Области, залегающие между платформами, называются складчатыми и являются их подвижными сочленениями.

В начале своего развития зоны складчатостей представляют собой морской бассейн, куда сносился обломочный материал. Накапливаются многокилометровые толщи осадков. В результате эндогенных процессов тектонические силы сминают накопившиеся осадочные толщи, происходит горообразовательный процесс. Так образовались Альпы, Карпаты, Крымские, Кавказские горы и другие.

Для районов геосинклиналей характерны разнообразные движения, но в основном складчатого и разрывного характера, что вызывает изменения первоначального положения пород и образование разломов.

Разломы на Земле могут быть скрытые под чехлом пород и могут быть хорошо выражены на поверхности.

Разломы - это зоны дробления коры, участки ослабленные, которые в свою очередь помогают ученым изучать различные явления, например землетрясения, изучать самые корни этого явления. В земной коре в результате вертикальных и боковых давлений происходит нарушение первоначального залегания пластов горных пород, с образованием складок сбросов, сдвигов и других тектонических форм.

Горами принято называть возвышенности, имеющие высоту более 500 м над уровнем моря, характеризующимся расчлененным рельефом.

Различают формы - хребты, горные цепи, горы массивные и даже глыбы.

5-7 млн. лет назад образовались Жигулевские горы - единственное в пределах Русской платформы уникальное тектоническое сооружение. По разлому в фундаменте поднялся блок. Движения осадочной толщи были плавными, без разрывов и смещения слоев относительно друг друга.

Образовавшаяся дислокация имеет форму складки с крутым северным крылом и пологим южным. Разлом в фундаменте проходит от города Кузнецка через город Сызрань, поселок Зольное и переходит на левый берег р.Волги. Сокольи горы являются продолжением Жигулей. Самарская Лука и Сокольи горы - часть общего куполообразного тектонического поднятия, которое постепенно становится пологим на восток, юг и запад. На южном крыле флексуры располагается г.Самара.

Горные породы, слагающие горы залегают обычно в виде пластов (слоев). Если пласты расположены горизонтально или немного под уклоном, носят название нормального залегания. Параллельное залегание нескольких пластов называется согласным залеганием.

Простейшей тектонической структурой служит моноклиналь (рис.2), где пласты имеют общий наклон в ту или другую сторону.

Складка - это один сплошной перегиб слоев, возникающий в результате воздействия на породы вертикальных тектонических сил (рис.3).

Рис.3 Антиклиналь (А) и синклиналь (С): 1 -1 оси складки, 2 складки, 3 - крыло складки, 4 - ядро складки

Выделяют два главных типа складок: антиклиналь- повернутую выпуклой частью вверх и синклиналь - обратную форму.

Первая складка характеризуется тем, что в ее центральной части или в ядре, залегают более древние породы, во второй - более молодые. Эти определения не меняются, даже если складки наклонить, положить на бок или перевернуть.

У каждой складки существуют определенные элементы: крыло складки, ядро, свод, осевая поверхность, ось и шарнир складки.

Характер наклона осевой поверхности складки позволяет выделять следующие виды складок: прямые, наклонные, опрокинутые, лежачие, ныряющие (рис. 4).

В зависимости от положения осевой плоскости складки делятся на

Рис.4 . Классификация складок по наклону осевой поверхности и крыльев (складки изображены в поперечном разрезе): а - прямая; б- наклонная; в - опрокинутая; г - лежачая; д - ныряющая

При определенных условиях возникает разновидность этого типа дислокаций - флексура - коленоподобная складка (рис.5), образовавшаяся при смещении одной толщи пород относительно другой без разрыва сплошности.

Рис.5 Флексура

Необходимо запомнить, что при выборе площадок для строительства в районе со складчатым характером залегания пород всегда в вершинах складок породы более трещиноватые, даже иногда раздроблены, что естественно ухудшает их технические свойства.

При горизонтальном движении горных пород возникают тектонические напряжения.

Если тектонические напряжения увеличиваются, то в какое-то время может быть превышен предел прочности горных пород и тогда эти напряжения могут разрушиться или разорваться - образуется разрывное нарушение, разрыв и разлом, а вдоль этой плоскости разрыва происходит смещение одного массива относительно другого.

Тектонические разрывы, как и складки, чрезвычайно разнообразны по своей форме, размерам, величине смещения и т. д.

Основные формы разрывных дислокаций - сброс и взброс. Эти формы характеризуются возникновением разрывов пластов и последующим относительным перемещением разорванных частей. Они возникают по месту разрыва перемещения пластов вверх (взброс) или вниз (сброс) (рис. 6).

Рис.6 Сброс. Взброс

Грабен – это, когда опускается участок земли между двумя неподвижными

(Красное море)(рис.7).

Рис. 7 Грабен. Горст.

Знаменитое озеро Байкал, крупнейшее в мире хранилище пресной воды, как раз и приурочено к асимметричному грабену, в котором наибольшая глубина озера достигает 1620 м, а глубина днища грабена по осадкам плиоценового возраста (4 млн лет) составляет - 5км. Байкальский грабен многоступенчатый и является частью сложной рифтовой системы молодых грабенов, имеющей протяженность 2500 км

Горст – это, когда участок поднимается между двумя неподвижными крыльями.

Сдвиг и надвиг – это горизонтальное смещение слоев (рис.8). В результате этих процессов более молодые породы могут оказаться погребенными под более древними.

Рис. 8 Сдвиг. Надвиг.

Сдвиги и надвиги интересны тем, что под ними могут залегать важные полезные ископаемые, особенно нефть и газ. Но на поверхности никаких признаков нефти нет, и чтобы добраться до нее, надо пробурить 3 - 4-километровую толщу совсем других пород.

Виды залегания слоев, их мощность, состав необходимо учитывать при строительстве.

Так, с инженерно - геологической точки зрения наиболее благоприятным является горизонтальное залегание слоев, большая их мощность и однородный состав, В этом случае созданы условия для предпосылок равномерной сжимаемости пластов под весом сооружений, наибольшей устойчивости (рис.9).

Рис. 9 Неблагоприятные и благоприятные условия строительства.

Наличие дислокаций, геологических нарушений резко изменяет и усложняет инженерно- геологические условия строительных площадок.

Например, строительство на пластах с крутым падением может оказаться очень неблагоприятным.

При наличии, например, сбросом, надвигов расположенных на больших пространствах, следует выбирать место для сооружений в удалении от линии разлома.

Сейсмические явления

Землетрясения - резкие сотрясения земной коры, обычно вызванные естественными причинами.

Изучаются землетрясения наукой - сейсмологией (от греч. сейсмос - сотрясаю).

По происхождениюземлетрясения подразделяют на:

Тектонические, вулканические, обвальные(денудационные), ударные

(метеоритные) и антропогенные (искусственные, вызванные человеком).

Тектонические - обусловленные перемещением пород в глубинных недрах земли.

Вулканические- вызваны процессами извержения вулканов.

Ударные- вызванные ударами метеоритов.

Антропогенные- искусственные, вызванные человеком.

Слабые сотрясения этого типа регистрируются приборами непрерывно. За год их насчитывается более миллиона. Большинство их не ощущается. Почти каждую минуту на Земле происходит 2 - 3 макросейсмических удара, а мегасейсмические - катастрофические землетрясения наблюдаются 1-2 раза в год. Обычно происходит несколько сот, приносящих минимальный ущерб и oт 20 крупных.

Вулканические землетрясения происходят при вулканических извержениях, могут достигать большой силы, но ощущают только в непосредственной близости от вулкана.

Ударные (метеоритные, космогенные) землетрясения в настоящий период отмечались только при падении очень крупных метеоритов (в 1908году. Тунгусским метеорит и в 1947 г. Сихотэ-Алиньский).

Антропогенныеземлетрясения не принято описывать в разделах, посвященных описанию землетрясений, возникающих под действием природных факторов. Однако деятельность человека, часто приводит к возникновению таких сотрясений, которые вполне соизмеримы с обвальными землетрясениями.

В центре очага условно выделяется точка, называемая гипоцентром. Проекция гипоцентра на поверхность Земли называется эпицентром.

Из гипоцентра во все стороны расходятся сейсмические волны. Различают два типа волн; продольные и поперечные.

Первые вызывают колебания частиц горных пород вдоль, вторые -перпендикулярно к направлениям сейсмических лучей.

Продольные волны обладают наибольшим запасом энергии. Разрушение зданий и сооружений обусловлено воздействием главным образом продольных волн.

Поперечные волны несут меньший запас энергии, скорость их в 1,7 раза меньше. Они не распространяются в жидких и газообразных средах.

При оценке разрушительного воздействия сейсмической волны большое значение имеет угол, под которым она проходит из гипоцентра к поверхности земли. Его величина может быть различной.

Степень разрушительности землетрясений оценивается по величине ускорения горизонтальной составляющей (λ).

Максимальная величина ее вычисляется по формуле:

где: Т - период, сек.

А - амплитуда сейсмической волны, мм.

Для оценке силы землетрясения употребляется коэффициент сейсмичности

где g- ускорение силы тяжести.

При расчете сооружений, а также определении устойчивости откосов курьеров величина горизонтальной составляющей сейсмической волны (сейсмической инерционной силы) определяется по формуле:

где Р - вес сооружения или оползневого массива, т.

Угол подходасейсмических волн к поверхности земли тоже влияет на силу землетрясения.

Наибольшую опасность вызывают те очаги, из которых сейсмические волны подойдут к поверхности под углом 30-6Оградусов, В этом случае особенно большую роль в проявлении силы сейсмического толчка будут играть инженерно- геологические условия.

На увеличение балльности землетрясения влияют обводненные грунты. Отмечено, что в пределах верхней 10- метровой толщи повышение грунтовых вод влечет постоянное приращение балльности.

Анализ сейсмических геологических и геофизических данных позволяет заранее наметить те области, где следует ожидать в будущем землетрясение и оценить их максимальную интенсивность.

В этом сущность сейсмического районирования.

Карта сейсмического районирования - официальный документ,

который обязаны принимать в расчет проектирующие организации в сейсмических районах. Строгое соблюдение норм сейсмостойкого строительства позволяет значительно снизить разрушительное воздействие землетрясения.

Сила землетрясений оценивается по ряду признаков; смещению грунтов, степени повреждения зданий, изменению режима грунтовых вод, остаточным явлениям в грунтах и т.д.

В России для определения силы землетрясения принята 12-балльная шкала, по которой самое слабое землетрясение оценивается в 1 балл, самое сильное - в 12 баллов.

Строительство сооружений и проектирование карьеров в сейсмических районах

В районах, подверженных землетрясениям (от 7 баллов и выше) , ведется антисейсмическое строительство, при котором осуществляются мероприятия, направленные на повышение сейсмостойкости зданий и сооружений,

В сейсмических районах, в которых максимальная сейсмичность не превосходит 5 баллов, никаких особых мероприятий не предусматривается.

При 6 баллах строительство ведется с применением соответствующих строительных материалов, а также предъявляются более высокие требования к качеству строительных работ:

При проектировании сооружений в районах с возможным 7 -9-балльным землетрясением необходимо применение специальных мероприятий, предусмотренных в особых нормативах.

В этих районах при выборе места, для сооружений необходимо стремиться размещать их на участках, сложенных массивными породами или мощными толщами рыхлых отложений с глубоким залеганием уровня грунтовых вод.

Опасно размещение сооружений в зонах, разбитых сбросами.

Конструкции зданий делаются по возможности более жесткими. Для этой цели предпочтительно применять железобетонные монолитные конструкции.

Как правило, устраиваются один-два и более железобетонных поясов.

Избегают тяжеловесные архитектурные украшения.

Контуры здания в плане предусматриваются возможно более простыми, без входящих углов.

Ограничивается высота зданий.

Большое значение при проектировании сооружений имеет соблюдение следующего принципа: период собственных свободных колебаний сооружения не должен резко отличаться от периода сейсмических колебаний, характерных для данной местности.

Соблюдение этого условия помогает избежать возникновения резонанса (сложение однозначных, совпадающих по фазе колебаний), который может привести к полному разрушению зданий.

Если периоды колебаний оказываются близкими, то изменяется жесткость сооружения или способ устройства фундаментов и оснований.

При проектирования в сейсмических районах карьеров строительных материалов и различных выемок необходимо помнить, что при землетрясениях устойчивость откосов резко снижается.

Это заставляет ограничивать высоту я крутизну стенок выемок. При несоблюдении этих требований при землетрясениях неизбежны обвалы и оползни. При расчетной величине землетрясений в 7 баллов глубина выемки должна быть не более 15-16м. В районах с 8-балльным землетрясением -14-15м.

1.ОБЩИЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ ОБ ЭНДОГЕННЫХ

И ЗКЗОГЕННЫХ ПРОЦЕССАХ

...ведущими в жизни Земли являются эндогенные геологические процессы. Они закладывают основные формы рельефа земной поверхности, обусловливают проявление экзогенных процессов и, главное, определяют строение как земной коры, так и всей Земли в целом.

Акад. М. А. Усов

Эндогенные процессы- это геологические процессы, у которых происхождение непосредственно связано с недрами Земли, со сложнымифизико-механическими и физико-химическими преобразованиями вещества.

Эндогенные процессы очень отчетливо выражаются в явлениях магматизма -процесса, связанного с перемещением магмы к верхним слоям земной коры, а также на ее поверхность. Второй вид эндогенных процессов-это землетрясения , проявляющиеся в виде не продолжительных толчков или сотрясений. Третьим видом эндогенных процессов являются колебательные движения .Самым ярким проявлением внутренних сил является разрывные и складчатые деформации. В итоге складкообразования, пласты, залегающие горизонтально оказываются собранными в различные складки, порой разорванные или надвинутые друг на друга. Складчатые деформации появляются исключительно в определенных, самых подвижных и самых проницаемых участках земной коры для магмы, называют их складчатыми поясами, а устойчивые и слабые по тектонической активности области-платформами. Складчатые деформации способствуют значительному изменению горных пород.

В условиях больших давлений и температуры породы превращаются в более плотные и твердые. Под воздействием газов и паров, которые выделяются из магмы, происходит образование новых минералов. Эти явления преобразования горных пород носит название метаморфизма. существенно меняют характер земной коры (образование гор, огромных впадин).

Формы, которые созданны эндогенными силами подвергаются воздействию экзогенных сил. Эндогенные силы создают предпосылки для расчленения и уплотнения рельефа земли, а экзогенные силы в конечном итоге выравнивают поверхность Земли или, как это еще называют, денудируют. Когда взаимодействуют экзогенные и эндогенные процессы, земная кора и ее поверхность развиваются.

Эндогенные процессы возникают под влиянием внутренней энергии Земли: атомных, молекулярных и ионных реакций, внутреннего давления (гравитации) и разогрева отдельных участков земной коры.

Экзогенные процессы черпают свою энергию от Солнца и из космоса, успешно используют силу тяжести, климат и жизнедеятельность организмов и растений. Все геологические процессы участвуют в общем круговороте вещества Земли.

Традиционно в учебниках по «Общей геологии» при описании эндогенных процессов основное внимание уделялось характеристике процессов магматизма и метаморфизма,а также различным формам пликативных и дизъюнктивных дислокаций,разломам и складкам.Вместе с тем в истории Земли,ее разрезе проявлялись гораздо более масштабные эндогенные процессы.Они играли определяющую роль в перемещении вещества мантии,формировании литосферы и земной коры и многое другое.И если до недавного прошлого они объяснялись с позиции господсвовавшей тогда «геосинклинальной теории»,то сейчас они расшифровываются положениями новой теории »тектоники литосферных плит» и «плюм-тектоники».Ведущее значение приобретает изучение энергетики Земли-важнейшего эндогенного процесса.Генерация эндогенной энергии направляет и контролирует все другие процессы.В их числе круговорот вещества мантии,ее конвективные течения,процессы фазовых преобразований,дрейф континентов и многое другое.Образно говоря,тепловая энергия Земли трансформируется в энергию кинетическую,а последняя контролирует и направляет общий ход перемещения магмы,возникновение различных по масштабу и проявлениям пликативных и дизъюнктивных дислокаций.Без их знания невозможно объяснить природу магматизма,метаморфизма,складчатых и разломных структур.

Экзогенные процессы

геологические процессы, обусловленные внешними по отношению к Земле источниками энергии (преимущественно солнечное излучение) в сочетании с силой тяжести. Э. п. протекают на поверхности и в приповерхностной зоне земной коры в форме механического и физико-химического её взаимодействия с гидросферой и атмосферой. К ним относятся: Выветривание , геологическая деятельность ветра (эоловые процессы, Дефляция), проточных поверхностных и подземных вод (Эрозия , Денудация), озёр и болот, вод морей и океанов (Абразия), ледников (Экзарация). Главные формы проявления Э. п. на поверхности Земли: разрушение горных пород и химическое преобразование слагающих их минералов (физическое, химическое, органическое выветривание); удаление и перенос разрыхлённых и растворимых продуктов разрушения горных пород водой, ветром и ледниками; отложение (аккумуляция) этих продуктов в виде осадков на суше или на дне водных бассейнов и постепенное их преобразование в осадочные горные породы (Седиментогенез , Диагенез , Катагенез). Э. п. в сочетании с эндогенными процессами участвуют в формировании рельефа Земли, в образовании толщ осадочных горных пород и связанных с ними месторождений полезных ископаемых. Так, например, в условиях проявления специфических процессов выветривания и осадконакопления образуются руды алюминия (бокситы), железа, никеля и др.; в результате селективного отложения минералов водными потоками формируются россыпи золота и алмазов; в условиях, благоприятствующих накоплению органические вещества и обогащенных им толщ осадочных горных пород, возникают горючие полезные ископаемые.

Лит.: Якушова А. Ф., Динамическая геология, М., 1970; Горшков Г. П., Якушова А. Ф., Общая геология, М., 3 изд., 1973; Общая геология, М., 1974.

Г. П. Горшков, Е. В. Шанцер.

Большая советская энциклопедия. - М.: Советская энциклопедия . 1969-1978 .

Смотреть что такое "Экзогенные процессы" в других словарях:

Большой Энциклопедический словарь

- (от экзо... и...ген,...генный), геологические процессы (выветривание, эрозия, денундация, абразия и др.), происходящие на поверхности Земли и в верхних частях земной коры (в зоне гипергенеза). Обусловлены энергией солнечного излучения,… … Экологический словарь

Экзогенные процессы - – геологические процессы, происходящие на поверхности Земли и в самых верхних частях земной коры (выветривание, эрозия, деятельность ледников и др.); обусловлены главным образом энергией солнечной радиации, силой тяжести и… … Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов

Физические и химические процессы, происходящие на земной поверхности или в самых верхних слоях земной коры под воздействием воды и воздуха, снега и льда, солнечного излучения или в результате деятельности живых организмов. В развитии многих… … Географическая энциклопедия

Геологические процессы, происходящие на поверхности Земли и в самых верхних частях земной коры (выветривание, эрозия, деятельность ледников и др.); обусловлены главным образом энергией солнечной радиации, силой тяжести и жизнедеятельностью… … Энциклопедический словарь

Геол. процессы, происходящие на поверхности Земли и в самых верх. частях земной коры (выветривание, эрозия, деятельность ледников и др.); обусловлены гл. обр. энергией солнечной радиации, силой тяжести и жизнедеятельностью организмов … Естествознание. Энциклопедический словарь

ЭКЗОГЕННЫЕ ПРОЦЕССЫ - – геологические процессы, вызванные в основном внешними силами (энергия солнца, сила тяжести и другие), действующими на поверхности и в близповерхностной части Земли. К экзогенным процессам относятся выветривание, денудация, осадкообразование и… … Палеомагнитология, петромагнитология и геология. Словарь-справочник.

Экзогенные процессы и их геотехногенные аналоги - Объем переработки, м3/год, на 1 м берега. Перемещение линии уреза и бровки абразионного уступа, м/год Значительная, до 10 м/с, с заторами и прорывами Скорость подтопления приращение площади с заданной глубиной уровня грунтовых вод за один год, 10 … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

процессы экзогенные - Геологические процессы, вызванные внешними по отношению к Земле силами; происходят на поверхности Земли. К П.эк. относятся: выветривание горных пород; перемещение продуктов выветривания под влиянием воды, ветра, льда, силы тяжести; образование… … Справочник технического переводчика

Преобразование горных пород, происходящее на поверхности Земли и в приповерхностном слое в зоне действия факторов выветривания, эрозии, склоновых и береговых деформаций, вызванные в большей части внешними по отношению к литосфере силами… … Словарь черезвычайных ситуаций

Книги

• Комплект таблиц. География и естествознание. Земля как планета (8 таблиц) , . Учебный альбом из 8 листов. Арт. 2-060-439 Размеры Земли и Солнца. Смена времен года. Внутреннее строение Земли. Эндогенные процессы. Строение вулкана. Экзогенные процессы. 8 таблиц и…