ЕКЗОГЕННИ ПРОЦЕСИ И РЕЛЕФООБРАЗУВАНЕ

ИЗВЕТРЯНЕ И РЕЛЕФООБРАЗУВАНЕ

Всеки релефообразуващ процес е преди всичко процес на динамика на веществото, изграждащо литосферата на Земята. Екзогенните агенти осъществяват този процес в условията на дезинтеграцията (разпадането на скалите на късове с различни размери) или химическото изменение на скалите. Съвкупността от процесите на разрушаване и химическо изменение на скалите в условията на земната повърхност или близо до нея под действието на атмосферата, водата и организмите се нарича изветряне.

Място на изветрителните процеси в системата на релефообразуващите процеси

В хода на релефообразуването изветрянето игре съществена роля. То се намира в самото начало на дейността, осъществявана от комплекса екзогенни процеси. Количеството и качеството на изветрелите продукти определят възможността, типа и режема на движение на потоците вещество, осъществяващи екзогенното релефообразуване. За възникването на денудационен, а след това и на акумулационен, релеф е необходимо първоначално да се разрушат връзките между частиците, изграждащи скалите, и едва след това се появява възможността за откасването, преноса и отлагането на тези частици. Неголемите лесно се пренасят от въздушните потоци. За придвижването на по-големите е необходима вискозната и твърда среда на водата, снега и леда. Освен това на склоновете с различен наклон се извършва самопроизволно движение на неспоения, подготвен от изветрянето материал. И тук типът на движението зависи от размерите, химичните и физичните свойства на частиците. В процеса на придвижването изходното вещество, което образува по земната повърхност литопотоци, не остава непроменено. То издребнява, изменят се минералния и химичния състав, формата на връзките. Изветрянето продължава и в процеса на пренасянето и след отлагането на веществото. Изменението на веществото, образуващо акумулационните форми на релефа, е част от комплекса явления, наречен “епигенеза”, макар и да не се различават от процесите на изветряне. По такъв на чин процесите на изветряне съпровождат целия ход на релефообразуването. Изветрителните процеси заемат в групата на екзогенните процеси особено място. От склоновите, флувиалните, морските, еоловите, ледниковите процеси те се различават преди всичко по това, че на практика не образуват съответна група форми на релефа с екзогенен произход. Образуването на нови форми е свързано с откъсването и по-нататъшното придвижване на частиците от мястото на тяхното образуване, т.е. в единия случай с денудацията, а в другия – с акумулацията. В известен смисъл може да се говори за самостоятелност и известна противоположност между процесите на изветряне и процесите на денудация и акумулация, за разлика от представите, че изветрянето е синоним на денудацията. Едновременно с това не бива и съвсем да се изключват изветрителните процеси от екзогенните. Известно е, че в хода на разрушаване на основната скала се наблюдават някои видове движения на частиците. Те са особено забележими когато денудацията не е много активна. При образуването на пукнатини и пори частиците се преместват и на мястото на основната скала възниква неспоена маса, наречена елувий. Нейният обем се увеличава в сравнение с обема на изходната скала, в резултат на което се изменя релефа на повърхността. Този релефообразуващ ефект е значително по-слаб, отколкото релефообразуващия ефект при денудацията и акумулацията. С това се обяснява и една от разликите между изветрителните процеси и другите екзогенни процеси. Втората им разлика се състои в това, че нито един друг релефообразуващ процес, освен изветрянето, не се явява необходимо условие за протичането на други. Останалите процеси се сменят един от друг в пространството и времето, образувайки парагенетични или историко-генетични комплекси. Единствено изветрителните процеси са необходимо условие за екзогенното релефообразуване. Ако няма неспоен материал, образуващ се в настоящия момент или на предходен етап от геоложката история, то не може да съществува и денудацията и акумулацията. Само ендогенните релефообразуващи процеси, в това число и вулканизма, не са пряко свързани с изветрянето. Може да се направи извода, че изветрянето и другите екзогенни релефообразуващи процеси трябва да се разглеждат като система. Трета особеност на изветрителните процеси е това, че те поставят началото не само на екзогенните релефообразуващи процеси, но и на образуването на неспоените скали – литогенезата. В резултат на това образуването на екзогенен релеф и неспоени наслаги, възникващи в резултат на едни и същи процеси (т.е. морфолитогенеза) в едно и също място и в даден момент, може да се разглежда като единна система т явления – морфолитосистема. Единният комплекс от процесите на изветряне и образуването на продукти на изветрянето се изучава от различни гледни точки не само от геоморфолозите, но и от литолозите, почвоведите, геохимиците. Всеки от тях изучава един от аспектите на това сложно явление. Но все по голяма е необходимостта от провеждането на специални изследвания за решаването на геоморфоложките задачи: - обясняване на законите на избирателната денудация или оценка на степента на литоморфност на релефа; - изследване на закономерностите на образуване на неспоени скали и техните физикохимични свойства във връзка с проблемите на морфолитодинамиката; - обосноваване условията на формиране на релефа на различните етапи от историята му на развитие (палеогеоморфоложка реконструкция).

Класификация на изветрителните поцеси

Под изветряне се разбира хипергенните процеси на разрушаване и видоизменение на скалите на повърхността на Земята. Тези изменения са резултат от реакцията на скалите на изменението на термодинамичните условия. На повърхността те се характеризират с различно налягане и различен температурен режим в сравнение с условията на образуването на скалите в земната кора. Важни фактори на изветрянето са и живите организми, кислорода и водата. В зависимост от факторите, влияещи върху скалите и резултатите от това въздействие, изветрителните процеси се поделят на два типа – физическо и химическо изветряне. Двата типа са тясно свързани и действат съвместно. Само тяхната интензивност, определяна от редица фактори, като климат, състав на скалите, релеф и др., е нееднаква на различни места от земната повърхност. Понякога се отделя и още един тип – органично изветряне, свързано с въздействието на растителните и животинските организми върху скалите. Но обособяването му в самостоятелен тип е неоправдано, тъй като действието им може да се сведе до процесите на физическото или химическото изветряне. В случая се подчертава фактора на разрушаване, а не вида на изменение на изходната скала.

ФИЗИЧЕСКО ИЗВЕТРЯНЕ

Физическото изветряне е процес на дезинтеграция, на механично раздробяване на скалите, при който не се извършват химически изменения в техния състав. В зависимост от главния действащ фактор и характера на разрушаване на скалите физическото изветряне се поделя на температурно и механично. Температурното изветряне е резултат от колебанията на температурата на скалите, предизвиквани от измененията в инсолационния режим (последователно нагряване и охлаждане) и протича без участието на външно механично въздействие. В скалите се образуват пукнатини за сметка на различните коефициенти на термично разширяване на съставящите ги минерали. Неговата интензивност зависи от редица фактори, сред които са състава, строежа (текстура, структура), цвета, напукаността на скалите. От голямо значение са амплитудата и скоростта на изменение на температурата. Поради това дневните колебания играят по-голяма роля. Температурното изветряне се наблюдава във всички климатични зони, но най-интензивно протича в областите с резки температурни контрасти, сух въздух, с липсваща или слабо развита растителна покривка. Такива условия съществуват най-вече в тропичните и извънтропичните пустини. Температурното изветряне протича интензивно и на стръмните склонове във високите части на планините. Механичното изветряне (мразово изветряне) протича под действието на такива фактори, като замръзване на водата в пукнатините и порите в скалите, кристализирането на солите при изпарението на водата, т.е. е тясно свързано с температурното изветряне. Водата е един от най-силните и бързодействащи механични разрушители на скалите. При замръзването си в пукнатините и порите на скалите тя създава голямо налягане, в резултат на което скалата се разпада на късове. Това явление се нарича още мразово изветряне. Предпоставка за мразовото изветряне са напукаността на скалите, наличието на вода и съответстващи температурни условия. Интензивността на мразовото изветряне се определя не от амплитудата, а от честотата на колебание на температурата около 00 С, т.е. около точката на замръзване. Поради това най-интензивно мразовото изветряне протича в полярните страни, а също и в планинските райони над снежната граница. Разрушителната дейност на кристализиращите соли най-ярко се проявява в условията на горещ и сух климат, където през деня в резултат на силното нагрявани намиращата се в капилярните пукнатини влага се придвижва към повърхността и намиращите се в нея соли кристализират. Под действието на растящите кристали пукнатините се разширяват. В крайна сметка това води до нарушаване монолитността на скалите и тяхното разрушаване. За разрушаването на скалите допринасят и овлажняването и изсъхването (особено при глините, мергелите), а също така физическото въздействие на организмите (корените на растенията, землероите, камнеточцев). В резултат на физическото изветряне компактните скали се разпадат на остроъгълни обломъци с различна форма и размери, т.е. образува се материал от който се образуват седиментин скали – блосове, чакъли пясъци. С раздробяването на скалите на все по-малки късове интензивността на физическото изветряне намалява и се създават по-благоприятни условия за химическото изветряне.

ХИМИЧЕСКО ИЗВЕТРЯНЕ

Химическото изветряне е резултат от взаймодействието на скалите от външната част на литосферата с химически активните елементи на атмосферата, хидросферата и биосферата.Най голяма химическа активност притежават както е известно кислородът, въглеродния диоксид, водата, органичните киселини. С тяхното въздействие върху скалите е свързано в основни линии и химическото изветряне. Същността му се състои в коренното изменение на минералите и скалите и образуването на нови минерали и скали, различни от първоначалните. Изменението на минералите и скалите и тяхното разрушение протичат в резултат на разтварянето, хидратацията, окисляването и хидролизата. Химическото изветряне е повсеместен процес. Но най-интензивно протича в местата с влажен климат и добре развита растителна покривка. Интензивността на процеса рязко нараства с повишаването на температурата. Поради това химическото изветряне достига максимална интензивност в зоната на влажните тропически гори. И рязко се забавя в полярните области, където средната годишна температура е под 00С. По-слабо е химическото изветряне в аридните тропически и субтропични области в резултат на малките валежни количества и на стръмните планински склонове поради бързото изнасяне на изветрелите продукти. В резултат на химическото изветряне се образуват разтворими и фино дисперсни изветрителни продукти, притежаващи повишена миграционна способност.

ИЗВЕТРИТЕЛНА КОРА

Продуктите на изветрянето понякога се отстраняват бързо от повърхността на скалата едновременно с образуването им, в други случаи се нятрупвата на повърхността й, а в трети – вече натрупалите се продукти могат да бъдат изнесени на някой от следващите етапи от развитието на територията. Съвкупността от остатъчни (непреместени) изветрителни продукти се нарича изветрителна кора. Съществуват множество класификации на изветрителните кори, но най-често се посочват следните типове:

обломъчна – съставена от химически непроменени или слабо променени скални късове;

хидрослюдеста – характеризираща се със слаби химически изменения на основната скала, но вече съдържаща глинести минерали – хидрослюди, образувани за сметка на измененията на фелдшпатите и слюдата;

монтморилонитова – отличава се с дълбоки химически изменения на първичните минерали; главен глинест минерал – монтморилонит;

каолинова;

червеноземна;

латеритна.

Последните два типа са резултат на продължително и интензивно изветряне с пълно изменение на първичния състав на основната скала. Всеки от посочените типове изветрителна кора има зонален характер. Обломъчните кори преобладават в полярните и високопланинските райони, а също в каменистите пустини на малките ширини.Хидрослюдените кори са характерни за хладните и умерените области с вечна замръзналост. Монтморилонитовата кора се образува в степни и полустепни области, каолиновата и червеноземната са най-характерни за субтропиците, и латеритната се форимера при най-активно химическо изветряне в условията на горещ и влажен екваториален климат. Изветрянето не образува някакви специфични форми на релефа. Но бидейки най-постоянния и мощен фактор на дезинтеграция и химическо изменение на скалите, подготвя материал , който става достъпен за преместване от другите екзогенни процеси. Разрушените продукти се преместват на по-ниски хипсометрични нива под непосредственото въздействие на силата на теоестта. Именно в този аспект ролята на изветрянето като фактор на релефообразуването е огромнна. В някои случаи в процеса на изветряне става не раздробяване, а циментиране на скалите. Например в условията на горещ и сух климат се наблюдава циментиране на неспоените повърхностни образувания с въглекисела основа (вар), гипс или готварска сол. В районите с малко повече валежи преобладава варовиковият цимент, а с увеличаване на аридността се заменя от гипс. Дебелината на варово-гипсовите кори достига до 2 м. Още по-дебели кори се образуват в условията на тропичен климат с ясно изразени сух и влажен сезон. Тук корите се образуват за сметка на циментацията с железни окиси, по рядко с алуминий. Те играят ролята на брониращ пласт, предпазващ лежащите под него слабо споени материали от ерозията и дефлацията. В редица случаи наличието на железосъдържащи кори определя образуването на инверсни форми на релефа. Непреместените, остатъчни изветрителни кори могат да “фиксират” (запазят) образуваните преди това денудационни повърхности. Изучаването им позволява да се възстановяват палеогеографските обстановки на тяхното формиране, да се определя времето на „фиксация” на денудационния релеф, широкото използване на геоморфоложките методи за търсенето на редица ценни полезни изкопаеми – боксити, железни, никелови и кобалтови руди, разсипи на цветни метали и др., свързани с изветрителните кори.