Как солнце, воздух, вода изменяют Землю


Глыба гранита, разорванная трещинами и развалившаяся на отдельные куски. Такие лопнувшие камни можно найти в пустыне.
Глыба гранита, разорванная трещинами и развалившаяся на отдельные куски. Такие лопнувшие камни можно найти в пустыне.

Многие горные породы очень прочны и прекрасно поддаются полировке, поэтому их широко употребляют для постройки и облицовки зданий. И вместе с тем в природе часто встречаются обломки этих же горных пород, такие рыхлые и непрочные, что их можно легко расколоть на мелкие кусочки молотком и даже разломить руками.

Это происходит потому, что все горные породы, даже самые прочные, образовавшись в недрах Земли, сохраняют свои свойства только до тех пор, пока не попадут на поверхность. Здесь под влиянием солнечных лучей, воды, кислорода и углекислоты, а также деятельности растений и животных они очень медленно, но неуклонно разрушаются: одни — быстрее, другие — медленнее. И нет ни одной горной породы, которая остается неизменной.

Такое разрушение горных пород геологи называют выветриванием. Это старинный и очень неудачный термин, так как ветер как раз и не участвует в процессах, получивших название выветривания. Он разрушает горные породы иначе: подхватывает мелкие обломочки и песчинки горных пород, образовавшиеся в результате выветривания, и с силой бросает их на скалы, шлифуя и вытачивая твердую поверхность скал.

Можно сказать, что выветривание подготавливает материал для дальнейшего разрушения горных пород ветром.

Как же происходит выветривание горных пород и можно ли его наблюдать в природе?

Процессы выветривания происходят так медленно, что очертания гор и формы их склонов обычно кажутся нам неизменяющимися. Однако при внимательном наблюдении можно подметить множество небольших изменений, которые все время происходят от разрушения горных пород: то от нависшей скалы вдруг оторвется камень и с шумом скатится вниз, то на поверхности пород появятся трещины, увеличивающиеся из года в год.

Посмотрите внимательно на поверхность какой-нибудь горной породы, слагающей склоны холма: нередко даже простым глазом вы увидите тонкую сеть покрывающих ее трещин, хотя порода эта еще прочна и не поддается попыткам разломить ее руками. Снимите с поверхности породы часть лишайника или мха, растущего на ней, и вы найдете под ними неглубокий землистый рыхлый слой. Это тоже результат разрушения, процесса выветривания горных пород.

На вершине горы Ай-Петри известняковые скалы разъедены и выщелочены атмосферными водами.
На вершине горы Ай-Петри известняковые скалы разъедены и выщелочены атмосферными водами.

Процессы выветривания очень разнообразны.

В пустынях, где воздух чист и почти не бывает облаков, защищающих поверхность земли от палящих солнечных лучей, горные породы днем сильно нагреваются. Иногда они накаляются настолько, что обжигают руки. А ночью горные породы охлаждаются. Чем чище воздух, чем меньше в нем водяных паров, тем быстрее происходит это охлаждение, так как облака задерживают тепловое излучение Земли.

Чем больше разница между температурами дня и ночи, тем сильнее расширяются и сжимаются минералы, слагающие горные породы. От этих колебаний температуры зерна минералов расширяются и сжимаются по-разному, связь между ними нарушается, породы теряют прочность и покрываются тонкой сетью трещин. Трещины постепенно становятся все глубже, все шире, пронизывают всю породу, и наконец даже самая крепкая горная порода распадается на отдельные обломки.

Этому разрушению горных пород способствует вода, попадающая в трещины. Замерзая ночью, она расширяет трещины. Такое разрушение горных пород называют морозным выветриванием. В горах и вообще на больших высотах вода постоянно работает над разрушением горных пород.

Разрушение горных пород под влиянием колебаний температуры носит название физического выветривания.

Особенно сильно оно проявляется на вершинах гор и в пустынях, где суточные колебания температуры особенно резки. Разница температур ночью и днем достигает в пустыне 60-80°. При физическом выветривании породы разрушаются механически, без существенного изменения минералогического состава пород.

Кроме физического выветривания, выделяют еще химическое. Оно происходит под влиянием различных газов и водяных паров, находящихся в воздухе. Кислород, углекислый газ и вода — мощные химические разрушители горных пород.

Скала «Каменная баба» в Крыму — результат многовекового выветривания горной породы.
Скала «Каменная баба» в Крыму — результат многовекового выветривания горной породы.

Кислород окисляет в горных породах различные рудные минералы.

Так, например, пирит, магнитный железняк и красный железняк, содержащие в своем составе железо, на поверхности земли рано или поздно превращаются в водную окись железа — бурый железняк, который химически неустойчив.

Вода растворяет многие химически неустойчивые породы: каменную соль, гипс, известняки.

Если в воде есть углекислый газ, ее растворяющая способность повышается.

Там, где земная кора сложена сравнительно легко растворяющимися горными породами (известняком, доломитом, мергелем, каменной солью, гипсом), на их поверхности можно наблюдать следы разъедания. На голых известняковых скалах, слагающих, например, вершину горы Ай-Петри в Крыму, видны глубокие ямы, впадины и причудливые острые гребни.

Вода, содержащая углекислоту, химически разрушает также минералы, содержащие кремнезем. Так, например, полевые шпаты, входящие в состав гранитов и других горных пород, на поверхности Земли химически разрушаются под влиянием воды, богатой углекислотой. Они превращаются в глинистый минерал — каолинит.

Большая часть глины на поверхности земли образовалась в результате химического выветривания гранитов и других изверженных пород, содержащих полевой шпат. Так образовались, например, многие месторождения белой каолиновой глины и огнеупорных глин на Украине, Урале, в Сибири и в других местах.

Физическое и химическое выветривание горных пород — медленный процесс. На первый взгляд, оно незаметно изменяет поверхность Земли. Крошатся, разъедаются горные породы, понемногу становятся ниже вершины гор, обломки скал скатываются вниз и образуют осыпи. Иногда остатки разрушенных горных хребтов оказываются как бы погребенными под собственными обломками, как например хребты в пустынях Центральной Азии: Гурван-Сайхан («Три прекрасных») — в восточной части Монгольского Алтая, наполовину погребенный под обломками, и хребет Унегетэ («Лисица») — в пустыне Гоби, на месте которого из-под мощного покрова обломочного материала видны только небольшие скалистые выступы.

У различных выветривающихся горных пород и прочность разная, поэтому они разрушаются неодинаково быстро. Более прочные обычно долго возвышаются в виде отдельных скал, часто очень красивых и причудливых очертаний. Некоторые скалы напоминают развалины древних строений, башни и столбы. Но со временем и эти возвышенности будут разрушены. Многие века продолжаются процессы выветривания, пока на месте горных цепей не возникнут слегка всхолмленные равнины.