§ 25. Разрушение горных пород

Определения и обозначения

Разрушение горных пород — постепенное изменение и распад горных пород на части под действием природных факторов. Это происходит не мгновенно: вода, воздух, температура и живые организмы долго воздействуют на камень. Понятие помогает описать, почему со временем скалы и склоны меняют форму.

Выветривание — разрушение и изменение горных пород на поверхности Земли под действием воды, воздуха, перепадов температуры и живых организмов. Это один из способов, которыми порода постепенно распадается или меняется. Термин нужен, чтобы отличать воздействие окружающей среды на породу от простого перемещения её обломков.

Физическое выветривание — дробление горной породы на более мелкие части без изменения её состава. Куски становятся меньше, но остаются тем же веществом, что и прежде. Это определение помогает понять, почему расколотый камень ещё не обязательно стал другим веществом.

Химическое и биологическое выветривание — изменение состава породы под действием воды и воздуха и её разрушение при участии растений и других организмов. В первом случае меняется сама порода, а во втором живые организмы помогают ей распадаться. Различение этих видов показывает, какие силы действуют на камень и к чему приводит их воздействие.

Как это устроено

Разрушение горных пород обычно начинается на поверхности, где камень соприкасается с воздухом, водой и живыми организмами. Эти воздействия повторяются изо дня в день, поэтому небольшие изменения накапливаются. Скорость зависит от условий: например, от того, часто ли меняется температура и попадает ли вода в трещины. Так природные факторы постепенно меняют форму скал и склонов.

Днём порода может нагреваться, а ночью остывать; при нагревании она немного расширяется, а при охлаждении сжимается. Если такие перепады повторяются, в породе возникают и увеличиваются трещины. Вода, попавшая внутрь, при замерзании становится льдом и занимает больше места, поэтому сильнее давит на края трещины. Куски породы могут отделяться, хотя состав камня при этом остаётся прежним: так действует физическое выветривание.

Вода и воздух могут не только дробить камень, но и изменять его состав. Некоторые вещества в породе взаимодействуют с водой или воздухом, поэтому порода постепенно меняется и может становиться менее прочной. Из-за этого она легче разрушается дальше. Такой процесс называют химическим выветриванием, потому что меняется не только размер обломков, но и состав породы.

Живые организмы тоже воздействуют на камень. Корни растений могут проникнуть в уже существующую трещину; по мере роста они занимают больше места и давят на её стенки. Трещина расширяется, и порода может расколоться. Участие растений и других организмов в разрушении пород называют биологическим выветриванием.

После разрушения на склоне остаются обломки, а вода и ветер могут подхватить и перенести их. Во время движения куски трутся друг о друга и о поверхность, дробятся и становятся мельче; вода способна также обтачивать их края. Мелкие частицы смешиваются с другими веществами и могут участвовать в образовании почвы. Значит, разрушение породы и перенос её обломков связаны, но это разные этапы.

Виды разрушения горных пород

Чтобы определить вид выветривания, сначала выясни, что именно действует на породу, а затем — меняется ли её состав. Если камень только раскалывается, это физическое воздействие; если состав меняется — химическое. Если в разрушении участвуют живые организмы, речь идёт о биологическом выветривании.

Разбор задач

Задача 1. Вода попала в трещину скалы, замёрзла и расширилась. Определите, какое разрушение происходит и почему. Нужно проследить, что происходит с водой при замерзании, и проверить, меняется ли состав скалы. Затем можно назвать вид воздействия.

1. Вода замерзает и превращается в лёд.
2. Лёд расширяется и давит на стенки трещины.
3. Трещина становится шире, и часть скалы может отколоться. Состав породы при этом не меняется.

Ответ: происходит физическое выветривание. Породу раскалывает расширяющийся лёд, а не изменение её состава.

Задача 2. Корни дерева проникли в трещины камня и со временем раскололи его. Назовите фактор разрушения и объясните его действие. Здесь важно заметить, что воздействует на камень и как меняется трещина. Так можно отличить работу живого организма от действия воды или температуры.

1. Фактор разрушения — корни растения, то есть живого организма.
2. Корни растут внутри трещины и постепенно занимают больше места.
3. Они давят на края трещины и расширяют её, пока камень не раскалывается.

Ответ: это биологическое выветривание. Корни дерева механически расширяют трещины в камне.

Задача 3. На склоне обнаружены осыпавшиеся угловатые обломки породы, а рядом — округлые камни в русле реки. Сравните, как могли образоваться эти обломки. Нужно учесть не только разрушение породы, но и то, что могло случиться с обломками после него. Форма камней помогает предположить, переносились ли они.

1. Угловатые обломки на склоне могли отколоться от породы при выветривании и остаться рядом с местом разрушения.
2. Округлые камни находятся в реке, где вода может переносить их и перемещать по дну.
3. Во время движения камни сталкиваются и трутся, их края постепенно обтачиваются.

Ответ: угловатые обломки, вероятно, разрушились на склоне и мало перемещались. Округлые камни могли быть перенесены водой и обточены при движении; перенос — это не выветривание, а последующее перемещение обломков.

Типичные ошибки

Ошибка — считать, что любое разрушение сразу меняет состав породы. Так можно подумать, потому что слово «разрушение» звучит как полное превращение камня. Но при физическом выветривании меняются размер и форма кусков, а состав остаётся прежним. Проверь себя: если порода просто раскололась, назови это физическим выветриванием.

Выветривание иногда путают с переносом обломков, потому что в обоих случаях рядом движется или меняется порода. Выветривание разрушает породу или изменяет её состав, а вода и ветер переносят уже отделившиеся части. Чтобы проверить себя, спроси: камень распадается или его обломки только перемещаются? Ответ поможет назвать процесс.

Ещё одна ошибка — думать, что без растений или животных породы разрушаться не могут. Возможно, так кажется потому, что корни заметно раздвигают трещины. Но перепады температуры, вода и воздух тоже воздействуют на камень. Проверь, какие факторы присутствуют в примере: живые организмы нужны для биологического выветривания, но не для всех видов разрушения.

Нельзя считать разрушение горных пород быстрым событием: трещина иногда заметна сразу, но обычно она увеличивается постепенно. Ошибку допускают, если судят по одному расколу и не учитывают повторяющееся воздействие воды, воздуха или температуры. Проверь себя вопросом: мог ли этот результат появиться за одно мгновение? Чаще всего камень менялся долго.

Связь с другими темами

Чтобы понять выветривание, нужно знать, что горные породы состоят из минералов и встречаются как на поверхности Земли, так и под ней. Это помогает представить, на что именно действуют вода, воздух и другие факторы. Понимание разрушения пород пригодится при изучении образования почвы: мелкие обломки становятся одним из её компонентов.

Выветривание также связано с рельефом, потому что разрушение и перенос пород меняют склоны и поверхности. Оно помогает разобраться в круговороте горных пород, где материалы постепенно изменяются и перемещаются. Эти знания нужны и для изучения воздействия человека на природу: человеческая деятельность может усиливать разрушение или менять перенос обломков.

Что запомнить

• Горные породы постепенно разрушаются под действием природных факторов.
• Перепады температуры и замерзание воды могут раскалывать породу.
• При физическом выветривании состав породы не меняется.
• Вода и воздух могут изменять состав горных пород.
• Корни растений способны расширять трещины в породах.
• Обломки пород могут переноситься водой и ветром.