Природа — удивительный окружающий мир. Почему и как разрушаются камни?
Природа – это удивительный, загадочный внешний мир, подчиняющийся законам, сформировавшимся на протяжении многих миллионов лет. Определение слова «природа» трактуется учеными по-разному, но его суть первична. Не человеком создана природа, и ее следует воспринимать как данность. А еще короче, природа – это удивительный и многогранный окружающий мир.
Как разрушаются камни и почему это происходит? Ответы на эти вопросы можно найти, ознакомившись с данной статьей.
Общая информация
Большая часть изменений окружающего ландшафта заметна не сразу. Процесс разрушения в естественных условиях происходит очень медленно, но он обязательно существует. Что только не происходит в природе! Процессы самые удивительные и разнообразные, среди которых есть и необъяснимые.
В природе со временем буквально все разрушается, в том числе и камни, являющиеся, казалось бы, такими твердынями. В результате все превращается в совершенное иное состояние и в другие формы.
О камнях
Прежде чем будет дан ответ на вопрос, почему разрушаются камни, следует знать, что такое камень и какими свойствами он обладает.
Камни – это твёрдые тела. Они раскиданы повсюду, их можно видеть везде. Причем есть камни маленькие и большие, правильной формы и неопределенной, гладкие и с грубой поверхностью. Покрывают они практически всю земную поверхность, в том числе и подводную часть.
Влияние на камни окружающей среды
Как разрушаются камни в природе?
- В солнечные теплые дни камни нагреваются, а ночью они остывают. Соответственно, периодически расширяются и сжимаются. Причём в некоторых местах нагрев происходит сильный, в других – слабее. Выходит, что и расширение, и сужение неравномерное. По этим причинам в камнях появляются трещины, куда попадает вода, которая в морозы замерзает, и еще больше расширяется. Лёд давит на стенки трещин с огромной силой, и камни раскалываются на более мелкие куски, в которых тот же самый процесс повторяется. Под воздействием этого фактора чаще всего происходит разрушение камня.
- Как разрушаются камни под воздействием ветра? Ветер, особенно сильный, способен выдувать с поверхности твердых камней мелкие частички. В период сильных бурь ветер с собой несет огромное множество мелких частичек песка, которые, ударяясь о камни, обрабатывают их поверхность наподобие наждачной бумаги. Также в трещины могут попадать семена растений, вырастающие в итоге прямо в них. Разрастающиеся корни еще больше расширяют существующие трещины и разламывают камни. Через многие сотни и тысячи лет и у самого подножия огромных скал возникают россыпи более мелких камней. Все это результат ветровой эрозии. Воздействие ветра – самый слабый фактор, влияющий на разрушение камня.
- Как разрушаются камни водой? После дождей и таяния снега, да и в реках и речках, потоки воды подхватывают камни и перекатывают их, перенося на разные расстояния. Камни перетираются между собой и о землю и измельчаются. Они могут превратиться постепенно и в глину, и в песок.
Прочие процессы, влияющие на разрушение камней
Как разрушаются камни под воздействием прочих природных явлений? Существует в природе и химическое выветривание – реакции, возникающие между химическими элементами, которые могут повредить камни. Основной силой является вода и кислород, образующиеся при взаимодействии щелочи и кислоты.
Существует и биологическое выветривание. Оно обусловлено действием животных и растений. Они либо личным участием (например, едят росток, пробивающийся сквозь камень), либо благодаря участию продуктов их метаболизма (добавляются химические активные вещества, и их последующее действие подпадает под другое определение – химическое выветривание) оказывают воздействие на скорость разрушения камней.
Заключение
Как разрушаются камни? Все это происходит благодаря действию воды, солнца, ветра, перепада температур, растений и прочим биологическим и химическим веществам.
Абсолютно все в природе подвергается воздействию вышеперечисленных явлений. Горы, скалы, утесы, глыбы, камни и даже пески со временем меняют формы и размеры. Но самым разрушительным в природе является все же время. Лишь оно властно над всем этим, а силы природы – только инструмент. Конечно, нельзя исключать и хозяйственную деятельность человека, что является основной искусственной причиной разрушения горных пород, в том числе и камней.
Источник
Почему камни разрушаются: причины разрушения скал и горных пород в природе
Камень – это минерал или твердая горная порода природного происхождения. Эти природные образования кажутся очень твердыми и прочными, из них состоят горы, скалы и утесы. Тем не менее даже камни не вечны и разрушаются под воздействием окружающей среды. Поговорка «вода и камень точит» как нельзя лучше объясняет принцип постоянного влияния влаги, ветра, атмосферных осадков на горную породу. Почему же разрушается горная порода?
Из чего состоят камни и что они собой представляют?
Камень может быть либо минералом, либо горной породой. Горная порода – это агрегат однородных или различных минералов, которые составляют земную кору.
По происхождению они делятся на следующие виды:
- Магматические – затвердевший расплав (магма или лава), образовавшийся в результате магматической деятельности. Преобладают в составе земной коры. В зависимости от содержания кремнезема выделяют кислые породы, которые содержат более 65% этого соединения, и основные, содержащие менее 50% SiO2. Самая распространенная магматическая порода на Земле – базальт, он формирует океаническую кору. Гранит – кислая магматическая порода.
- Метаморфические горные породы образуются в результате изменения осадочных и магматических пород под воздействием высокой температуры и давления. К ним относятся сланцы, амфиболиты, кварциты, гнейсы. Мрамор – это магматическая порода, состоящая из кальцита СаСО3.
- Осадочные породы образуются на поверхности земной коры в результате разрушения других пород. Известняк является осадочным камнем, который так же, как и мрамор, образуется из кальцита СаСО3.
Почему и при каких условиях камни могут разрушаться?
Разрушение камней – это длительный процесс, который продолжается миллионы лет. Он происходит под воздействием окружающей среды, и чем оно агрессивней, тем быстрее происходит преобразование породы. Процесс разрушения пород и минералов в природе называется выветриванием. От чего же разрушаются кажущиеся вечными скалы? Основной причиной выветривания является совокупность физических, химических и биологических явлений.
Воздействие атмосферных явлений
Чем вызвано изменение земной коры и горных пород? На горную породу воздействуют такие атмосферные явления, как ветра, колебания влажности, осадки, изменения температуры. Больше всего страдают от выветривания те скалы, которые находятся в регионах с большими перепадами температур, например в пустынях. Нагреваясь в дневное время суток, камни расширяются. Ночью, когда температура падает на 20, а в некоторых регионах и на 30 градусов, происходит охлаждение и резкое сжатие тела. Все это приводит к образованию трещин.
В трещины камней попадает вода. В отличие от других веществ, она при замерзании не уменьшается, а, наоборот, расширяется на десятую часть от своего изначального объема. Таким образом замерзшие частицы льда распирают камень изнутри, и рано или поздно он ломается.
Если на глыбу камня постоянно воздействует вода (например, когда скала расположена у моря или реки), то она постепенно обтачивается. Сила тяжести, ветер, ливни, сели, землетрясения тоже играют значительную роль в разрушении породы.
Химическое выветривание – это разрушение камней, которое происходит в результате химических процессов. Основными факторами химического выветривания в природе являются:
- вода – растворитель, приводит к гидролизу или гидратации;
- углекислый газ – образует карбонаты;
- кислород – окисляет минералы.
Влияние биологических организмов
Другим фактором выветривания в природе является воздействие на горные породы биологических организмов. В трещины камней нередко попадают семена растений, которые прорастают внутри камня. Обычно травы, кустарники и деревья, произрастающие в горах, имеют небольшую корневую систему, однако по мере роста растения разрастаются и его корни. Со временем трещины становятся глубже и шире, что приводит к разрушению камня.
В биогенном выветривании значительную роль играют микроорганизмы. В процессе жизнедеятельности они производят метаболиты – химические соединения, которые влияют на структуру камней и минералов. Постепенно происходит преобразование одной породы в другую или ее разрушение.
Разрушаются ли скалы и камни из-за деятельности человека?
Деятельность человека оказывает значительное воздействие на окружающую среду. С древних времен люди пытались изменить ландшафт для собственных нужд: они взрывали горы, изменяли русла рек, прорывали тоннели. На данный момент именно техногенное влияние играет главную роль в изменении земной поверхности.
С античных времен человек занимается добычей полезных ископаемых: руды, строительных материалов, драгоценных камней. Для этого разрабатываются рудники, строятся шахты и карьеры. Многие месторождения за сотни и тысячи лет использования были истощены.
Пик выработки приходится на ХХ век. Если раньше добыча производилась с помощью использования труда людей и животных, то в прошлом веке стали применять взрывчатку и различные механизмы. Появились буровые установки, машины, которые позволяют значительно увеличить объемы производства, а следовательно, и ускорить разрушение гор.
Экологи бьют тревогу, ведь такое быстрое изменение ландшафта ведет к уничтожению экосистем. Многие виды животных и растений оказались под угрозой исчезновения, потому что их место обитания изменилось. Вырубка лесов и разработка полезных ископаемых приводят к увеличению опасности схождения лавин и селей, обрушения гор.
Однако человек не только разрушает горы, но и создает новые. Так называемые антропогенные горы, терриконы – это отвалы пустых пород, извлеченных при добыче полезных ископаемых в шахтах или карьерах. Терриконы рекультивируют, засаживают деревьями, делают из них культурные объекты, и наиболее старые из них уже трудно отличить от естественных холмов.
Источник
Внешние факторы изменяющие Землю
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.
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.
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.
Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.
Источник