Processi esogeni ed endogeni. Processi geologici esogeni

PROCESSI ENDOGENI (a. processi endogeni; n. endogene Vorgange; f. processus endogenes, processus endogeniques; i. procesos endogenos) - processi geologici associati all'energia che si forma nella Terra. I processi endogeni comprendono movimenti tettonici della crosta terrestre, magmatismo, metamorfismo. Le principali fonti di energia per i processi endogeni sono il calore e la ridistribuzione della materia all'interno della Terra in base alla densità (differenziazione gravitazionale).

Il calore profondo della Terra, secondo la maggior parte degli scienziati, è prevalentemente di origine radioattiva. Una certa quantità di calore viene rilasciata anche durante la differenziazione gravitazionale. La continua generazione di calore nelle viscere della Terra porta alla formazione del suo flusso verso la superficie (flusso di calore). Ad alcune profondità nelle viscere della Terra, con una combinazione favorevole di composizione materiale, temperatura e pressione, possono formarsi centri e strati di fusione parziale. Un tale strato nel mantello superiore è l'astenosfera, la principale fonte di formazione del magma; in esso possono formarsi correnti convettive, che sono la presunta causa dei movimenti verticali e orizzontali della litosfera. La convezione avviene anche su scala dell'intero mantello, possibilmente separatamente nella parte inferiore e superiore, portando in un modo o nell'altro a grandi movimenti orizzontali delle placche litosferiche. Il raffreddamento di quest'ultimo porta ad un cedimento verticale (vedi). Nelle zone delle cinture vulcaniche degli archi insulari e dei margini continentali, le principali sorgenti di magma nel mantello sono associate a faglie inclinate ultraprofonde (zone sismofocali di Wadati-Zavaritsky-Benioff), che si estendono al di sotto di esse dall'oceano (fino a una profondità di circa 700 chilometri). Sotto l'influenza del flusso di calore o direttamente del calore portato dal magma profondo in risalita, nella crosta terrestre stessa si formano le cosiddette camere magmatiche crostali; raggiungendo le parti vicine alla superficie della crosta, il magma vi penetra sotto forma di intrusioni (plutoni) di varia forma o si riversa in superficie formando vulcani.

La differenziazione gravitazionale ha portato alla stratificazione della Terra in geosfere di diversa densità. Sulla superficie della Terra si manifesta anche sotto forma di movimenti tettonici, che a loro volta portano a deformazioni tettoniche delle rocce della crosta terrestre e del mantello superiore; l'accumulo e il successivo rilascio di stress tettonico lungo le faglie attive porta a terremoti.

Entrambi i tipi di processi profondi sono strettamente correlati: il calore radioattivo, riducendo la viscosità del materiale, ne favorisce la differenziazione e quest'ultimo accelera il trasferimento del calore alla superficie. Si presume che la combinazione di questi processi porti a un trasporto temporale non uniforme di calore e materia leggera verso la superficie, il che, a sua volta, può spiegare la presenza di cicli tettonomagmatici nella storia della crosta terrestre. Le irregolarità spaziali degli stessi processi profondi vengono utilizzate per spiegare la divisione della crosta terrestre in aree più o meno geologicamente attive, ad esempio geosincline e piattaforme. I processi endogeni sono associati alla formazione della topografia terrestre e alla formazione di molti importanti

Processi esogeni- processi geologici che si verificano sulla superficie della Terra e nelle parti più superficiali della crosta terrestre (alterazioni atmosferiche, erosione, attività glaciale, ecc.); sono causati principalmente dall'energia della radiazione solare, dalla gravità e dall'attività vitale degli organismi.

L'erosione (dal latino erosio - erosione) è la distruzione delle rocce e dei suoli ad opera dei flussi superficiali delle acque e del vento, compresa la separazione e rimozione di frammenti di materiale e accompagnata dalla loro deposizione. Spesso, soprattutto nella letteratura straniera, per erosione si intende qualsiasi attività distruttiva delle forze geologiche, quali la risacca marina, i ghiacciai, la gravità; in questo caso erosione è sinonimo di denudamento. Per loro, però, esistono anche termini particolari: abrasione (erosione delle onde), exarazione (erosione glaciale), processi gravitazionali, solifluzione, ecc. Lo stesso termine (deflazione) è usato parallelamente al concetto di erosione eolica, ma quest'ultimo è molto più comune. In base alla velocità di sviluppo, l'erosione si divide in normale e accelerata. La normalità si verifica sempre in presenza di un deflusso pronunciato, avviene più lentamente della formazione del suolo e non porta a cambiamenti evidenti nel livello e nella forma della superficie terrestre. L'accelerazione è più rapida della formazione del suolo, porta al degrado del suolo ed è accompagnata da un notevole cambiamento nella topografia.

Per ragioni si distingue l'erosione naturale e quella antropica.

Va notato che l’erosione antropica non è sempre accelerata e viceversa. Il lavoro dei ghiacciai è l'attività di formazione dei rilievi dei ghiacciai montani e di copertura, consistente nella cattura di particelle rocciose da parte di un ghiacciaio in movimento, nel loro trasferimento e deposizione quando il ghiaccio si scioglie.

Agenti atmosferici-- un insieme di processi complessi di trasformazione qualitativa e quantitativa delle rocce e dei loro minerali costituenti, che portano alla formazione del suolo. Si verifica a causa dell'azione dell'idrosfera, dell'atmosfera e della biosfera sulla litosfera. Se le rocce rimangono a lungo in superficie, a seguito delle loro trasformazioni si forma una crosta resistente agli agenti atmosferici. Esistono tre tipi di agenti atmosferici: fisico (meccanico), chimico e biologico.

Degradazione fisicaè la macinazione meccanica delle rocce senza modificarne la struttura chimica e la composizione. L'alterazione fisica inizia sulla superficie delle rocce, nei punti di contatto con l'ambiente esterno. A causa degli sbalzi di temperatura durante il giorno, sulla superficie delle rocce si formano microfessure che, nel tempo, penetrano sempre più in profondità. Maggiore è la differenza di temperatura durante il giorno, più veloce sarà il processo di invecchiamento. Il passo successivo nell'erosione meccanica è l'ingresso dell'acqua nelle fessure, che, una volta congelata, aumenta di volume di 1/10 del suo volume, il che contribuisce ad una disgregazione ancora maggiore della roccia. Se blocchi di roccia cadono, ad esempio, in un fiume, vengono lentamente macinati e frantumati sotto l'influenza della corrente. Anche le colate di fango, il vento, la gravità, i terremoti e le eruzioni vulcaniche contribuiscono all'erosione fisica delle rocce. La frantumazione meccanica delle rocce porta al passaggio e alla ritenzione di acqua e aria da parte della roccia, nonché ad un aumento significativo della superficie, che crea condizioni favorevoli per l'erosione chimica.

Agenti atmosferici chimici- è un insieme di vari processi chimici, a seguito dei quali si verifica un'ulteriore distruzione delle rocce e un cambiamento qualitativo nella loro composizione chimica con la formazione di nuovi minerali e composti. I fattori più importanti nell’alterazione chimica sono l’acqua, l’anidride carbonica e l’ossigeno. L’acqua è un solvente energetico di rocce e minerali. La principale reazione chimica dell'acqua con minerali di rocce ignee è l'idrolisi, che porta alla sostituzione dei cationi degli elementi alcalini e alcalino-terrosi del reticolo cristallino con ioni idrogeno di molecole d'acqua dissociate.

Agenti atmosferici biologici produrre organismi viventi (batteri, funghi, virus, animali scavatori, piante inferiori e superiori, ecc.).

Processi endogeni- processi geologici associati all'energia che sorge nelle profondità della Terra solida. I processi endogeni includono processi tettonici, magmatismo, metamorfismo e attività sismica.

Processi tettonici: formazione di faglie e pieghe.

Magmatismo è un termine che combina processi effusivi (vulcanismo) e intrusivi (plutonismo) nello sviluppo di aree piegate e di piattaforma. Per magmatismo si intende la totalità di tutti i processi geologici, la cui forza trainante è il magma e i suoi derivati.

Il magmatismo è una manifestazione dell'attività profonda della Terra; è strettamente correlato al suo sviluppo, alla storia termica e all'evoluzione tettonica.

Il magmatismo si distingue:

• - geosinclinale
• - piattaforma
• - oceanico
• - magmatismo delle aree di attivazione

Per profondità di manifestazione:

• - abissale
• - ipabissale
• - superficiale

Secondo la composizione del magma:

• - ultrabasico
• - basilare
• - acido
• - alcalino

Nell'era geologica moderna, il magmatismo è particolarmente sviluppato all'interno della cintura geosinclinale del Pacifico, delle dorsali oceaniche, delle zone coralline dell'Africa e del Mediterraneo, ecc. La formazione di un gran numero di diversi depositi minerali è associata al magmatismo.

L'attività sismica è una misura quantitativa del regime sismico, determinata dal numero medio di fonti di terremoti in un certo intervallo di magnitudo energetico che si verificano nel territorio in esame durante un certo tempo di osservazione.

Il metamorfismo (greco metamorphomai - in fase di trasformazione, in fase di trasformazione) è il processo di cambiamenti minerali e strutturali in fase solida nelle rocce sotto l'influenza della temperatura e della pressione in presenza di un fluido.

Esistono metamorfismo isochimico, in cui la composizione chimica della roccia cambia in modo insignificante, e metamorfismo non isochimico (metasomatosi), caratterizzato da un notevole cambiamento nella composizione chimica della roccia a seguito del trasferimento di componenti tramite fluido.

In base all’ampiezza degli areali di distribuzione delle rocce metamorfiche, alla loro posizione strutturale e alle cause del metamorfismo si distinguono:

Metamorfismo regionale, che interessa volumi significativi della crosta terrestre ed è distribuito su vaste aree

Metamorfismo ad altissima pressione

Il metamorfismo del contatto è limitato alle intrusioni ignee e si verifica a causa del calore del raffreddamento del magma

Il dinamometamorfismo si verifica nelle zone di faglia ed è associato a una significativa deformazione delle rocce

Metamorfismo da impatto, che si verifica quando un meteorite colpisce improvvisamente la superficie di un pianeta.

I principali fattori del metamorfismo sono temperatura, pressione e fluido.

Con l'aumento della temperatura si verificano reazioni metamorfiche con la decomposizione delle fasi contenenti acqua (cloriti, mica, anfiboli). All'aumentare della pressione si verificano reazioni con diminuzione del volume delle fasi. A temperature superiori a 600 °C inizia la fusione parziale di alcune rocce, si formano fusioni che vanno verso gli orizzonti superiori, lasciando un residuo refrattario - restite.

I fluidi sono i componenti volatili dei sistemi metamorfici. Si tratta principalmente di acqua e anidride carbonica. Meno comunemente, ossigeno, idrogeno, idrocarburi, composti alogenati e alcuni altri possono svolgere un ruolo. In presenza di un fluido, la regione di stabilità di molte fasi (specialmente quelle contenenti questi componenti volatili) cambia. In loro presenza, lo scioglimento delle rocce inizia a temperature molto più basse.

Facies metamorfiche

Le rocce metamorfiche sono molto diverse. Più di 20 minerali sono stati identificati come minerali che formano le rocce. Rocce di composizione simile, ma formatesi in condizioni termodinamiche diverse, possono avere composizioni minerali completamente diverse. I primi ricercatori di complessi metamorfici scoprirono che si potevano identificare diverse associazioni caratteristiche e diffuse che si formavano in diverse condizioni termodinamiche. La prima divisione delle rocce metamorfiche secondo le condizioni termodinamiche di formazione fu fatta da Eskola. Nelle rocce di composizione basaltica identificò scisti verdi, rocce epidotiche, anfiboliti, granuliti ed eclogiti. Studi successivi hanno mostrato la logica e il contenuto di questa divisione.

Successivamente, è iniziato un intenso studio sperimentale sulle reazioni minerali e, grazie agli sforzi di molti ricercatori, è stato compilato un diagramma della facies del metamorfismo: un diagramma P-T, che mostra la semi-stabilità dei singoli minerali e delle associazioni minerali. Il diagramma di facies è diventato uno dei principali strumenti per l'analisi delle associazioni metamorfiche. I geologi, dopo aver determinato la composizione minerale della roccia, la correlarono con l'eventuale facies e, in base alla comparsa e alla scomparsa dei minerali, compilarono mappe degli isogradi, linee di uguale temperatura. Esempi della manifestazione di processi globali sulla superficie terrestre sono i processi di formazione di montagne che durano decine di milioni di anni, movimenti lenti di enormi blocchi della crosta terrestre, con velocità che vanno da frazioni di millimetro a pochi centimetri all’anno. I processi a flusso rapido - manifestazioni della differenziazione dei processi globali di sviluppo del pianeta - sono qui rappresentati da eruzioni vulcaniche e terremoti, che sono il risultato dell'impatto di processi profondi sulle zone superficiali del pianeta. Questi processi, generati dall'energia interna della Terra, sono detti endogeni, o interni.

I processi di trasformazione della sostanza profonda della Terra già nelle fasi iniziali del suo sviluppo hanno portato al rilascio di gas e alla formazione di un'atmosfera. La condensazione del vapore acqueo proveniente da quest'ultimo e la disidratazione diretta della materia profonda portarono alla formazione dell'idrosfera. Insieme all'energia della radiazione solare, l'azione dei campi gravitazionali del Sole. La Luna e la Terra stessa, altri fattori cosmici, l'influenza dell'atmosfera e dell'idrosfera sulla superficie terrestre portano alla manifestazione qui di un intero complesso di processi di trasformazione e movimento della materia.

Questi processi, che appaiono sullo sfondo di quelli endogeni, sono soggetti ad altri cicli causati da cambiamenti climatici a lungo termine, variazioni stagionali e giornaliere delle condizioni fisiche sulla superficie terrestre. Esempi di tali processi sono la distruzione delle rocce - agenti atmosferici, il movimento dei prodotti della distruzione delle rocce lungo i pendii - frane, ghiaioni, smottamenti, la distruzione delle rocce e il trasferimento di materiale da parte dei flussi d'acqua - erosione, la dissoluzione delle rocce da parte delle acque sotterranee - carsico, così come un gran numero di processi secondari di movimento, smistamento e rideposizione di rocce e prodotti della loro distruzione. Questi processi, i cui fattori principali sono forze esterne al corpo solido del pianeta, sono chiamati esogeni.

Pertanto, in condizioni naturali, la litosfera, che fa parte dell'ecosistema “Biosfera”, è sotto l'influenza di fattori endogeni (interni) (movimento di blocchi, formazione di montagne, terremoti, eruzioni vulcaniche, ecc.) ed esogeni (esterni) fattori (alterazioni atmosferiche, erosione, soffusione, carsismo, movimento dei prodotti di distruzione, ecc.).

I primi cercano di smembrare il rilievo e di aumentare il gradiente del potenziale gravitazionale della superficie; il secondo è appianare (peneplanare) i rilievi, distruggere le colline e riempire le depressioni con i prodotti della distruzione.

I primi portano all'accelerazione del deflusso superficiale delle precipitazioni, di conseguenza all'erosione e all'essiccazione della zona di aerazione; il secondo - per rallentare il deflusso superficiale delle precipitazioni atmosferiche, di conseguenza - all'accumulo di materiali di dilavamento, al ristagno della zona di aerazione e all'impaludamento del territorio. Va tenuto presente che la litosfera è composta da rocce rocciose, semi-rocciose e sciolte, che differiscono per l'ampiezza dell'influenza e la velocità dei processi.

Processi endogeni

La crosta terrestre è soggetta a costanti influenze di forze interne (endogene) ed esterne (esogene) che ne modificano la composizione, la struttura e la forma della superficie.

Le forze interne della Terra, causate principalmente dalla colossale pressione e dall'elevata temperatura degli strati profondi, causano disturbi nella formazione originaria degli strati rocciosi, con conseguente formazione di pieghe, crepe, faglie e spostamenti.

Terremoti e magmatismo sono associati all'attività delle forze interne.

Il magmatismo è un processo geologico complesso che comprende i fenomeni della generazione del magma nella regione subcrostale, il suo movimento verso gli orizzonti superiori della crosta terrestre e la formazione di rocce ignee.

Il movimento del magma verso la superficie è dovuto, in primo luogo, alla pressione idrostatica e, in secondo luogo, ad un significativo aumento di volume che accompagna la transizione delle rocce solide allo stato fuso.

Il risultato dell'attività delle forze interne è la formazione di montagne e profonde depressioni sulla superficie terrestre.

Le forze interne causano fluttuazioni secolari: lento sollevamento e abbassamento delle singole parti della crosta terrestre. In questo caso il mare avanza sulla terra (trasgressione) o si ritira (regressione). Oltre ai lenti movimenti verticali si verificano anche spostamenti orizzontali della crosta terrestre.

La branca della geologia che studia i movimenti della crosta terrestre, i cambiamenti della sua struttura e la presenza delle rocce (pieghe, faglie, ecc.) è chiamata tettonica. I processi tettonici si sono manifestati durante l'intera storia geologica della Terra; solo la loro intensità è cambiata.

I movimenti moderni della superficie della crosta terrestre sono studiati dalla neotettonica (la scienza dei recenti movimenti della crosta terrestre).

La Scandinavia si sta lentamente sollevando e la struttura montuosa del Grande Caucaso “cresce” di quasi 1 cm ogni anno. Anche le aree pianeggianti della pianura dell’Europa orientale, la pianura siberiana occidentale, la Siberia orientale e molte altre aree sperimentano sollevamenti e cedimenti molto lenti. .

La crosta terrestre sperimenta non solo movimenti verticali, ma anche orizzontali e la loro velocità è di diversi centimetri all'anno. In altre parole, la crosta terrestre sembra “respirare”, essendo costantemente al rallentatore.

Questo problema è molto serio e, prima di tutto, è di grande importanza durante la costruzione di grandi strutture, nonché durante il loro funzionamento. Sollevamenti e abbassamenti hanno indubbiamente un impatto sulla loro sicurezza, soprattutto su strutture che hanno forme linearmente allungate (ad esempio dighe, canali), nonché serbatoi e altri oggetti.

Quando si sviluppano cave di pietra e si valuta la resistenza delle fondamenta delle strutture, è anche necessario tenere conto della presenza di crepe e faglie nella crosta terrestre, che si verificano anche a seguito dei movimenti della crosta terrestre.

Di conseguenza, le informazioni sui processi geologici sono necessarie per prevedere in anticipo la possibilità del loro verificarsi, i risultati dei cambiamenti che si verificano nella natura sotto l'influenza di cause naturali e dell'attività umana.

Nel valutare qualsiasi territorio in relazione alla costruzione di strutture, la geologia ingegneristica fornisce alle autorità di pianificazione informazioni sulla possibilità e sulla natura dei processi geologici nell'area. La previsione deve essere data sia nel tempo che nello spazio. Ciò consentirà di progettare la struttura in modo corretto e razionale, tenendo conto di tutte le misure ingegneristiche e del normale funzionamento.

A questo proposito, la geologia ingegneristica studia anche quei processi che prima non esistevano in un dato territorio, ma possono derivare dall'attività umana. Questi processi sono chiamati ingegneria-geologici. Hanno molto in comune con i processi geologici naturali, ma ci sono anche delle differenze.

La differenza sta nel fatto che i processi ingegneristico-geologici sono caratterizzati da maggiore intensità, progresso più rapido nel tempo e un'area più limitata della loro manifestazione. L'impatto è particolarmente significativo sulle condizioni e sulle proprietà delle rocce.

La crosta terrestre ha mobilità diversa, da qui la sua caratteristica formazione e combinazione di piattaforme e geosincline.

Le piattaforme sono le parti più rigide della terra; sono caratterizzate da movimenti oscillatori relativamente calmi di natura verticale. Occupano spazi enormi. Questi includono le piattaforme dell’Europa orientale, siberiane, australiane, nordafricane, ecc.

Le aree che si trovano tra le piattaforme sono chiamate piegate e rappresentano i loro giunti mobili.

All'inizio del loro sviluppo, le zone di piega rappresentano un bacino marino nel quale veniva trasportato il materiale clastico. Si accumulano strati di sedimenti di molti chilometri. Come risultato di processi endogeni, le forze tettoniche schiacciano gli strati sedimentari accumulati e si verifica un processo di costruzione di montagne. È così che si sono formate le Alpi, i Carpazi, la Crimea, le montagne del Caucaso e altre.

Le regioni delle geosincline sono caratterizzate da vari movimenti, ma principalmente di natura piegata e difettosa, che provoca cambiamenti nella posizione originaria delle rocce e la formazione di faglie.

I difetti sulla Terra possono essere nascosti sotto una copertura rocciosa e possono essere chiaramente espressi in superficie.

Le faglie sono zone di schiacciamento della crosta, aree indebolite, che a loro volta aiutano gli scienziati a studiare vari fenomeni, come i terremoti, e a studiare le radici stesse di questo fenomeno. Nella crosta terrestre, a causa delle pressioni verticali e laterali, la formazione originaria degli strati rocciosi viene interrotta, con la formazione di pieghe di faglia, faglie trascorrenti e altre forme tettoniche.

Le montagne sono solitamente chiamate colline con un'altezza superiore a 500 m sul livello del mare, caratterizzate da rilievi sezionati.

Esistono forme diverse: creste, catene montuose, montagne massicce e persino blocchi.

5-7 milioni di anni fa si formarono i Monti Zhiguli, l'unica struttura tettonica unica all'interno della piattaforma russa. Un blocco si innalzava lungo una faglia delle fondamenta. I movimenti degli strati sedimentari erano regolari, senza rotture o spostamenti degli strati l'uno rispetto all'altro.

La dislocazione risultante ha la forma di una piega con un'ala settentrionale ripida e un'ala meridionale dolce. La faglia nella fondazione va dalla città di Kuznetsk attraverso la città di Syzran, il villaggio di Zolnoye e passa fino alla riva sinistra del fiume Volga. Le montagne Sokoly sono una continuazione di Zhiguli. I monti Samara Luka e Sokoly fanno parte di un comune sollevamento tettonico a forma di cupola, che diventa gradualmente dolce verso est, sud e ovest. La città di Samara si trova sull'ala meridionale della flessura.

Le rocce che compongono le montagne si presentano solitamente sotto forma di strati (strati). Se gli strati sono disposti orizzontalmente o leggermente inclinati si parla di fenomeno normale. L'occorrenza parallela di più strati è detta occorrenza conformabile.

La struttura tettonica più semplice è una monoclinale (Fig. 2), dove gli strati hanno una pendenza generale in una direzione o nell'altra.

Una piega è una piega continua di strati che si verifica a seguito dell'influenza delle forze tettoniche verticali sulle rocce (Fig. 3).

Fig. 3 Anticlinale (A) e sinclinale (C): 1 -1 asse di piega, 2 pieghe, 3 - ala di piega, 4 - nucleo di piega

Esistono due tipi principali di pieghe: un'anticlinale - con la parte convessa rivolta verso l'alto, e una sinclinale - con la sua forma inversa.

La prima piega è caratterizzata dal fatto che le rocce più antiche si trovano nella sua parte centrale o nucleo, mentre le rocce più giovani si trovano nella seconda. Queste definizioni non cambiano anche se le pieghe sono inclinate, posizionate sui lati o capovolte.

Ogni piega ha determinati elementi: l'ala della piega, il nucleo, l'arco, la superficie assiale, l'asse e la cerniera della piega.

La natura dell'inclinazione della superficie assiale della piega ci consente di distinguere i seguenti tipi di pieghe: diritta, inclinata, rovesciata, reclinata, tuffante (Fig. 4).

A seconda della posizione del piano assiale, le pieghe sono suddivise in

Fig.4. Classificazione delle pieghe in base all'inclinazione della superficie assiale e delle ali (le pieghe sono mostrate in sezione trasversale): a - diritta; b- inclinato; c - rovesciato; g - sdraiato; d - immersioni

In determinate condizioni, si verifica una varietà di questo tipo di dislocazione - flessione - una piega simile a un ginocchio (Fig. 5), che si forma quando una massa rocciosa viene spostata rispetto a un'altra senza interrompere la continuità.

Fig.5 Flessione

Va ricordato che quando si scelgono i siti per la costruzione in un'area con rocce piegate, le rocce nella parte superiore delle pieghe sono sempre più fratturate, talvolta anche frantumate, il che naturalmente peggiora le loro proprietà tecniche.

Quando le rocce si muovono orizzontalmente si creano tensioni tettoniche.

Se le sollecitazioni tettoniche aumentano, ad un certo punto la resistenza alla trazione delle rocce può essere superata e quindi queste sollecitazioni possono collassare o rompersi: si formano una discontinuità, una rottura e una faglia, e lungo questo piano di rottura si verifica uno spostamento di un massiccio rispetto a un altro .

Le rotture tettoniche, come le pieghe, sono estremamente diverse per forma, dimensione, spostamento, ecc.

Le principali forme di dislocazioni di faglia sono faglie e faglie inverse. Queste forme sono caratterizzate dal verificarsi di rotture della formazione e dal conseguente movimento relativo delle parti rotte. Sorgono nel punto di discontinuità nel movimento degli strati verso l'alto (faglia inversa) o verso il basso (faglia) (Fig. 6).

Fig.6 Ripristino. Sollevamento

Un graben è quando un pezzo di terra sprofonda tra due fissi

(Mar Rosso) (Fig. 7).

Riso. 7 Graben. Horst.

Il famoso Lago Baikal, il più grande serbatoio d'acqua dolce del mondo, è precisamente confinato in un graben asimmetrico, in cui la profondità massima del lago raggiunge i 1620 m, e la profondità del fondo del graben basata su sedimenti di età pliocenica (4 milioni di anni) è di 5 km. Il graben del Baikal è multistadio e fa parte di un complesso sistema di rift di giovani graben, che ha una lunghezza di 2500 km

Un horst è quando una sezione si innalza tra due ali fisse.

Taglio e spinta sono spostamenti orizzontali degli strati (Fig. 8). Come risultato di questi processi, le rocce più giovani potrebbero finire sepolte sotto quelle più vecchie.

Riso. 8 Cambio. Spinta.

Le faglie trascorrenti e le faglie di spinta sono interessanti perché possono contenere minerali importanti, in particolare petrolio e gas. Ma non ci sono segni di petrolio in superficie e per arrivarci è necessario perforare uno strato spesso 3-4 km di rocce completamente diverse.

Durante la costruzione è necessario tenere conto del tipo di presenza degli strati, del loro spessore e della composizione.

Pertanto, dal punto di vista ingegneristico-geologico, la più favorevole è la presenza orizzontale degli strati, il loro maggiore spessore e composizione uniforme, in questo caso sono state create le condizioni per i prerequisiti per una comprimibilità uniforme degli strati sotto il peso delle strutture, la massima stabilità (Fig. 9).

Riso. 9 Condizioni di costruzione sfavorevoli e favorevoli.

La presenza di dislocazioni e disturbi geologici modifica e complica radicalmente le condizioni ingegneristiche e geologiche dei cantieri.

Ad esempio, la costruzione su formazioni in forte pendenza può essere molto sfavorevole.

Se ci sono, ad esempio, faglie situate su vaste aree, la posizione delle strutture dovrebbe essere scelta lontano dalla linea di faglia.

Fenomeni sismici

I terremoti sono scosse improvvise della crosta terrestre, solitamente provocate da cause naturali.

I terremoti sono studiati dalla scienza - la sismologia (dal greco seismos - tremo).

In base alla loro origine i terremoti si dividono in:

Tettonica, vulcanica, frana (denudazione), impatto

(meteorite) e antropogenico (artificiale, causato dall'uomo).

Tettonico - causato dal movimento delle rocce nelle viscere profonde della terra.

Vulcanico - causati dalle eruzioni vulcaniche.

Batteria - causato dall’impatto di meteoriti.

Antropogenico - artificiale, causato dall'uomo.

Gli shock deboli di questo tipo vengono registrati continuamente dagli strumenti. Ce ne sono più di un milione all'anno. La maggior parte di essi non si fa sentire. Quasi ogni minuto sulla Terra si verificano 2-3 impatti macrosismici e si osservano terremoti megasismici-catastrofici 1-2 volte l'anno. Di solito ce ne sono diverse centinaia che causano danni minimi e 20 grandi.

I terremoti vulcanici si verificano durante le eruzioni vulcaniche, possono raggiungere grande intensità, ma si avvertono solo nelle immediate vicinanze del vulcano .

I terremoti da impatto (meteoritici, cosmogenici) nel periodo attuale sono stati osservati solo durante la caduta di meteoriti molto grandi (nel 1908 . meteorite Tunguska e nel 1947 Sikhote-Alin).

I terremoti di origine antropica non sono solitamente descritti nelle sezioni dedicate alla descrizione dei terremoti che si verificano sotto l'influenza di fattori naturali. Tuttavia, l’attività umana spesso porta al verificarsi di terremoti paragonabili ai terremoti da frana.

Al centro dell’epidemia c’è un punto chiamato ipocentro. La proiezione dell'ipocentro sulla superficie terrestre è chiamata epicentro.

Le onde sismiche provengono dall'ipocentro in tutte le direzioni. Esistono due tipi di onde; longitudinale e trasversale.

I primi causano vibrazioni delle particelle di roccia lungo, i secondi - perpendicolari alle direzioni dei raggi sismici.

Le onde longitudinali hanno la maggiore quantità di energia. La distruzione di edifici e strutture è causata principalmente dall'influenza delle onde longitudinali.

Le onde trasversali trasportano meno energia, la loro velocità è 1,7 volte inferiore. Non si diffondono in mezzi liquidi o gassosi.

Quando si valuta l'impatto distruttivo di un'onda sismica, di grande importanza è l'angolo con il quale passa dall'ipocentro alla superficie terrestre. Le sue dimensioni possono variare.

Il grado di distruttività dei terremoti è valutato dall'entità dell'accelerazione della componente orizzontale (λ).

Il suo valore massimo è calcolato dalla formula:

dove: T - periodo, sec.

A è l'ampiezza dell'onda sismica, mm.

Per stimare la forza di un terremoto si utilizza il coefficiente di sismicità

dove g è l'accelerazione di gravità.

Nel calcolo delle strutture, oltre a determinare la stabilità dei pendii dei corrieri, il valore della componente orizzontale dell'onda sismica (forza d'inerzia sismica) è determinato dalla formula:

dove P è il peso della struttura o della massa franosa, ovvero

Anche l'angolo di avvicinamento delle onde sismiche alla superficie terrestre influisce sulla forza di un terremoto.

Il pericolo maggiore è causato da quelle fonti da cui le onde sismiche si avvicinano alla superficie con un angolo di 30-6 gradi, in questo caso le condizioni geologiche e ingegneristiche giocheranno un ruolo particolarmente importante nella manifestazione della forza dello shock sismico.

I terreni ricchi d’acqua influenzano l’aumento della magnitudo di un terremoto. È stato notato che all'interno dello strato superiore di 10 metri, un aumento delle acque sotterranee porta ad un aumento costante dell'intensità.

L'analisi dei dati geologici e geofisici sismici consente di identificare in anticipo quelle aree in cui si dovrebbero prevedere terremoti in futuro e di stimarne l'intensità massima.

Questa è l’essenza della zonizzazione sismica.

Carta di zonizzazione sismica - documento ufficiale,

di cui gli organismi di progettazione in zona sismica sono tenuti a tenere conto. Il rigoroso rispetto degli standard di costruzione antisismica può ridurre significativamente l’impatto distruttivo di un terremoto.

La forza dei terremoti viene valutata utilizzando una serie di caratteristiche; spostamento del suolo, grado di danneggiamento degli edifici, cambiamenti nel regime delle acque sotterranee, fenomeni residui nei suoli, ecc.

In Russia, per determinare la forza di un terremoto viene utilizzata una scala a 12 punti, secondo la quale il terremoto più debole viene valutato come 1 punto, il più forte - 12 punti.

Costruzione di strutture e progettazione di cave in zone sismiche

Nelle aree soggette a terremoti (magnitudo 7 e superiore), viene eseguita la costruzione antisismica, in cui vengono adottate misure per migliorare la resistenza sismica di edifici e strutture,

Nelle zone sismiche in cui la sismicità massima non supera i 5 punti non sono previste misure particolari.

Con 6 punti, la costruzione viene eseguita utilizzando materiali da costruzione adeguati e vengono posti requisiti più elevati sulla qualità dei lavori di costruzione:

Quando si progettano strutture in aree con possibile 7 Un terremoto di magnitudo -9 richiede l'uso di misure speciali previste da norme speciali.

In queste aree, quando si sceglie l'ubicazione delle strutture, è necessario cercare di collocarle in aree composte da rocce massicce o spessi strati di sedimenti sciolti con un livello di falda freatica profondo.

È pericoloso posizionare strutture in aree rotte da faglie.

Le strutture degli edifici sono rese il più rigide possibile. A questo scopo è preferibile utilizzare strutture monolitiche in cemento armato.

Di norma vengono installate una o due o più cinture in cemento armato.

Si evitano decorazioni architettoniche pesanti.

I contorni dell'edificio in pianta sono progettati per essere il più semplici possibile, senza angoli in entrata.

L'altezza degli edifici è limitata.

Di grande importanza nella progettazione delle strutture è il rispetto del seguente principio: il periodo delle vibrazioni libere della struttura non dovrebbe differire nettamente dal periodo delle vibrazioni sismiche caratteristiche di una determinata area.

Il rispetto di questa condizione aiuta ad evitare il verificarsi di risonanza (l'aggiunta di oscillazioni inequivocabili e in fase), che può portare alla completa distruzione degli edifici.

Se i periodi di oscillazione sono vicini, cambia la rigidità della struttura o il metodo di costruzione di fondazioni e fondazioni.

Quando si progettano cave di materiali da costruzione e vari scavi in ​​zone sismiche, è necessario ricordare che durante i terremoti la stabilità dei pendii diminuisce drasticamente.

Questo ci obbliga a limitare l'altezza e la pendenza delle pareti delle rientranze. Se questi requisiti non vengono soddisfatti durante i terremoti, frane e smottamenti sono inevitabili. Con una magnitudo stimata del terremoto di 7 punti, la profondità dello scavo non dovrebbe essere superiore a 15-16 m. Nelle aree con un terremoto di magnitudo 8 -14-15 m.

1.INTRODUZIONE GENERALEENDOGENO

E PROCESSI ZKZOGENICI

...i processi geologici endogeni determinano la vita della Terra. Depongono le principali forme di rilievo della superficie terrestre, determinano la manifestazione di processi esogeni e, soprattutto, determinano la struttura sia della crosta terrestre che dell'intera Terra nel suo insieme.

Accademico M. A. Usov

Processi endogeni- Si tratta di processi geologici la cui origine è direttamente collegata alle viscere della Terra, con complesse trasformazioni fisico-meccaniche e fisico-chimiche della materia.

I processi endogeni sono espressi molto chiaramente nei fenomeni magmatismo- un processo associato al movimento del magma verso gli strati superiori della crosta terrestre, nonché verso la sua superficie. Il secondo tipo di processi endogeni è terremoti, manifestato sotto forma di tremori o tremori a breve termine. Il terzo tipo di processi endogeni sono movimenti oscillatori.La manifestazione più evidente delle forze interne sono le deformazioni discontinue e piegate. Come risultato della piegatura, gli strati disposti orizzontalmente vengono raccolti in varie pieghe, a volte strappati o sovrapposti. Le deformazioni piegate compaiono esclusivamente in alcune aree della crosta terrestre, più mobili e più permeabili al magma; sono chiamate cinture piegate, e le aree stabili e deboli nell'attività tettonica sono chiamate piattaforme. Le deformazioni pieghevoli contribuiscono a cambiamenti significativi nelle rocce.

In condizioni di alta pressione e temperatura, le rocce diventano più dense e dure . Sotto l'influenza di gas e vapori rilasciati dal magma, si formano nuovi minerali. Questi fenomeni di trasformazione delle rocce vengono chiamati metamorfismo. cambiare significativamente la natura della crosta terrestre (formazione di montagne, enormi depressioni).

Le forme create da forze endogene sono influenzate da forze esogene. Le forze endogene creano i presupposti per lo smembramento e la compattazione del rilievo terrestre, mentre le forze esogene alla fine livellano la superficie della Terra o, come viene anche chiamata, denudano. Quando interagiscono processi esogeni ed endogeni , La crosta terrestre e la sua superficie si stanno sviluppando.

I processi endogeni sorgono sotto l'influenza dell'energia interna della Terra: reazioni atomiche, molecolari e ioniche, pressione interna (gravità) e riscaldamento delle singole sezioni della crosta terrestre.

I processi esogeni traggono la loro energia dal Sole e dallo spazio e sfruttano con successo la gravità, il clima e l'attività vitale di organismi e piante. Tutti i processi geologici partecipano alla circolazione generale della materia terrestre.

Tradizionalmente, nei libri di testo di "Geologia generale", quando si descrivono i processi endogeni, l'attenzione principale è stata prestata alle caratteristiche dei processi di magmatismo e metamorfismo, nonché alle varie forme di dislocazioni, faglie e pieghe plicative e disgiuntive. Nella storia della Terra e della sua sezione sono comparsi processi endogeni su scala molto più ampia, che hanno svolto un ruolo decisivo nel movimento della materia del mantello, nella formazione della litosfera e della crosta terrestre e molto altro ancora. furono spiegati dalla posizione della "teoria geosinclinale" allora dominante, ora sono decifrati dalle disposizioni della nuova teoria della "tettonica a placche litosferiche" e della "tettonica a pennacchio". Lo studio dell'energia della Terra, il più importante Il processo endogeno è di fondamentale importanza. La generazione di energia endogena dirige e controlla tutti gli altri processi, tra cui la circolazione della materia del mantello, le sue correnti convettive, i processi di trasformazione di fase, la deriva dei continenti e molto altro. In senso figurato, l'energia termica La Terra si trasforma in energia cinetica, e quest'ultima controlla e dirige il corso generale del movimento del magma, l'emergere di dislocazioni plicative e disgiuntive di varie scale e manifestazioni. Senza la loro conoscenza, è impossibile spiegare la natura del magmatismo, del metamorfismo, dell'energia piegata e strutture di faglia.

Processi esogeni

processi geologici causati da fonti di energia esterne alla Terra (principalmente radiazione solare) in combinazione con la gravità. I processi elettrochimici si verificano sulla superficie e nella zona superficiale della crosta terrestre sotto forma della sua interazione meccanica e fisico-chimica con l'idrosfera e l'atmosfera. Questi includono: agenti atmosferici, attività geologica del vento (processi eolici, deflazione), correnti superficiali e sotterranee (erosione, Denudazione), laghi e paludi, acque di mari e oceani (Abrasia), ghiacciai (Exaration). Le principali forme di manifestazione del danno ambientale sulla superficie terrestre sono: distruzione delle rocce e trasformazione chimica dei minerali che le compongono (alterazione fisica, chimica e organica); rimozione e trasferimento di prodotti sciolti e solubili della distruzione delle rocce da parte dell'acqua, del vento e dei ghiacciai; deposizione (accumulo) di tali prodotti sotto forma di sedimenti sul terreno o sul fondo di bacini idrici e loro progressiva trasformazione in rocce sedimentarie (Sedimentogenesi, Diagenesi, Catagenesi). L'energia, in combinazione con i processi endogeni, partecipa alla formazione della topografia terrestre e alla formazione degli strati rocciosi sedimentari e dei depositi minerali associati. Ad esempio, in condizioni di specifici processi di alterazione e sedimentazione, si formano minerali di alluminio (bauxite), ferro, nichel, ecc.; come risultato della deposizione selettiva di minerali da parte dei flussi d'acqua, si formano placer di oro e diamanti; in condizioni favorevoli all'accumulo di materia organica e strati di roccia sedimentaria arricchiti con essa, si formano minerali combustibili.

Illuminato.: Yakushova A.F., Geologia dinamica, M., 1970; Gorshkov G.P., Yakushova A.F., General Geology, M., 3a ed., 1973; Geologia Generale, M., 1974.

G. P. Gorshkov, E. V. Shantser.

Grande Enciclopedia Sovietica. - M.: Enciclopedia sovietica. 1969-1978 .

Scopri cosa sono i "processi esogeni" in altri dizionari:

Grande dizionario enciclopedico

- (da exo... e...gen,...gene), processi geologici (alterazione atmosferica, erosione, denundazione, abrasione, ecc.) che avvengono sulla superficie della Terra e nelle parti superiori della crosta terrestre ( nella zona di ipergenesi). A causa dell'energia della radiazione solare,... ... Dizionario ecologico

Processi esogeni- – processi geologici che si verificano sulla superficie della Terra e nelle parti più superficiali della crosta terrestre (alterazioni atmosferiche, erosione, attività glaciale, ecc.); causato principalmente dall'energia della radiazione solare, della gravità e... ... Enciclopedia dei termini, definizioni e spiegazioni dei materiali da costruzione

Processi fisici e chimici che si verificano sulla superficie terrestre o negli strati più superficiali della crosta terrestre sotto l'influenza di acqua e aria, neve e ghiaccio, radiazione solare o come risultato dell'attività degli organismi viventi. Nello sviluppo di molti... ... Enciclopedia geografica

Processi geologici che si verificano sulla superficie della Terra e nelle parti più superficiali della crosta terrestre (alterazioni atmosferiche, erosione, attività glaciale, ecc.); sono causati principalmente dall'energia della radiazione solare, dalla gravità e dall'attività vitale... ... Dizionario enciclopedico

Geol. processi che si verificano sulla superficie della Terra e in cima. parti della crosta terrestre (alterazioni atmosferiche, erosione, attività glaciale, ecc.); a causa del cap. arr. energia della radiazione solare, gravità e attività vitale degli organismi... Scienze naturali. Dizionario enciclopedico

PROCESSI ESOGENI- - processi geologici causati principalmente da forze esterne (energia solare, gravità e altre) che agiscono sulla superficie e nella parte vicina alla superficie della Terra. I processi esogeni comprendono l'alterazione, la denudazione, la sedimentazione e... ... Paleomagnetologia, petromagnetologia e geologia. Libro di consultazione del dizionario.

Processi esogeni e loro analoghi geotecnogenici- Volume di lavorazione, m3/anno, per 1 m di sponda. Movimento della linea del bordo e del bordo della sporgenza di abrasione, m/anno Significativo, fino a 10 m/s, con congestione e sfondamenti Incremento del tasso di inondazione dell'area con una data profondità del livello della falda freatica in un anno, 10 ... Dizionario-libro di consultazione dei termini della documentazione normativa e tecnica

processi esogeni- Processi geologici causati da forze esterne alla Terra; avvengono sulla superficie della Terra. A P.ek. includono: erosione delle rocce; movimento di prodotti atmosferici sotto l'influenza di acqua, vento, ghiaccio, gravità; formazione scolastica… … Guida del traduttore tecnico

La trasformazione delle rocce che avviene sulla superficie della Terra e nello strato superficiale nella zona di azione dei fattori atmosferici, dell'erosione, delle deformazioni di pendenza e costiere, causate principalmente da forze esterne alla litosfera... ... Dizionario delle situazioni di emergenza

Libri

• Set di tavoli. Geografia e scienze naturali. La Terra come pianeta (8 tavole), . Album didattico di 8 fogli. Arte. 2-060-439 Dimensioni della Terra e del Sole. Cambio di stagione. Struttura interna della Terra. Processi endogeni. La struttura del vulcano. Processi esogeni. 8 tavoli e...