7 років тому
Немає коментарів

Як уже зазначалося, мінерали грунту залежно від походження поділяють на первинні і вторинні. Первинні утворилися внаслідок ендогенних процесів, які пов’язані з внутрішнім теплом Землі. Вторинні мінерали екзогенного походження і утворилися з первинних під впливом клімату, рослинності, мікроорганізмів тощо. До ендогенних процесів відносять вікові коливання землі, горотворні процеси, землетруси та вулканічні явища.

Серед екзогенних процесів розрізняють вивітрювання, геологічну діяльність вітру, атмосферних, текучих і підземних вод, морів, озер і льоду.

Зміну і перетворення порід та мінералів під впливом зовнішніх кліматичних факторів та макро- і мікроорганізмів називають вивітрюванням.

Вивітрювання мінералів у різних кліматичних зонах відбувається неоднаково. Процеси руйнування порід і мінералів і створення нових вторинних порід і мінералів у зоні вивітрювання визначаються багатьма факторами. Внаслідок дії одних факторів безпосередньо руйнується тверда маса порід, переносяться і сортуються продукти вивітрювання на поверхні Землі і відкладаються у верхніх її горизонтах.

Основними факторами, які зумовлюють напрям і характер процесів вивітрювання, є температура, тиск і фізико-хімічні умови. Особливо впливають на вивітрювання порід кисень, вуглекислота, краплиннорідинна вода, реакція середовища (кисла, лужна, нейтральна). Від того, в яких умовах діє той, чи інший фактор, залежить швидкість та характер вивітрювання. Найважливішим фактором хімічних процесів вивітрювання є вода.

Залежно від характеру розпаду порід і мінералів та продуктів, які після цього утворюються, а також змін, яких зазнає порода чи мінерал, розрізняють фізичне, або механічне, хімічне та біологічне вивітрювання.

При фізичному вивітрюванні породи руйнуються без зміни хімічного складу їх.

Основними факторами фізичного вивітрювання є різке коливання температури протягом дня і ночі та сезонів року, дія води, вітру, здавлювання і пересування порід при тектонічних переміщеннях, обвалах тощо.

Гірські породи і мінерали мають властивість при нагріванні розширюватися, а при охолоджуванні стискуватися. Теплопровідність гірських порід незначна, тому верхні шари нагріваються більше, а нижні — менше. Крім того, породи неоднорідні за своїм мінералогічним складом. Так, наприклад, найбільш поширена порода граніт складається з польових шпатів, кварцу, слюди, рогової обманки та інших мінералів. Кожен з них має різний ступінь (коефіцієнт) теплового розширення (наприклад, кварцу — 0,0000075, ортоклазу — 0,000020 в одному та 0,000015 — у другому напрямі). Внаслідок цього порушується зв’язок між окремими мінералами та певними шарами породи. Якщо таке порушення зв’язку відбувається часто, то в масивній кристалічній породі незалежно від її мінералогічного і хімічного складу утворюються більші або менші щілини. В них потрапляють вода і повітря з вуглекислим газом, проникають коріння рослин і оселяються лишайники та бактерії. Все це спричинює руйнування (роздрібнення) масивної кристалічної породи.

Одним з факторів фізичного руйнування порід є також льодовики. В різні геологічні епохи вони відігравали велику роль в утворенні осадових порід як у гірських місцевостях, так і поза межами їх. Льодовикові маси під час свого руху механічно роздроблювали та переносили різного розміру уламки кристалічних порід, перетворюючи їх на валуни та пісок. Механічно роздрібнює тверді породи також вітер, який шліфує їх і сприяє утворенню дрібнозернистих пісків та піщаного пилу.

Фізичні фактори діють у природі не ізольовано, а разом з іншими, проте інтенсивність прояву кожного з них значною мірою визначається географічними широтами місцевості і характером поверхні Землі.

Внаслідок сукупності дії всіх вищезгаданих факторів, які беруть участь у фізичному руйнуванні, кристалічні масивні породи (на поверхні Землі) перетворюються на валуни, гальку, щебінь, гравій, пісок та ін.

Фізичне вивітрювання, роздрібнюючи породи і збільшуючи загальну поверхню її, сприяє розвитку процесів хімічного вивітрювання.

Хімічне вивітрювання — це процеси, внаслідок яких мінерали хімічно змінюються і перетворюються на сполуки з іншою будовою і властивостями. Наприклад, з альбіту утворюється каолініт, з карбонату натрію — сода і кварц.

Щоб уявити процес хімічного вивітрювання, пригадаємо внутрішню будову мінералу. З мінералогії відомо, що атоми, іони і молекули, які входять до складу мінералів, розташовані в певному напрямі і на певній відстані один від одного. Тому у просторі утворюється чітка і правильна геометрична просторова будова (система) кожного мінералу, яку називають кристалічною решіткою. Прикладом цього може бути кубічна будова хлористого натрію (рис. 8).

Кристалографічна решітка хлористого натрію

Кристалографічна решітка хлористого натрію

Процеси хімічного вивітрювання в природі досить складні й різноманітні. Це — розчинення, окислення, гідратація, гідроліз, каолінізація, карбонізація, бокситизація і серпентинізація.

Одним з основних факторів хімічного вивітрювання є вода. Вона розчиняє мінерали, гідратує продукти розкладу їх і у вигляді конституційної або кристалізаційної води входить до складу мінералів. Наявність у воді вуглекислоти посилює гідроліз. Суть цього процесу в тому, що в кристалічних просторових решітках мінералів іони лужних металів замінюються іонами водню дисоційованої води.

Найбільш поширений у природі процес окислення, під час якого кисень повітря проникає в товщі гірських порід та грунтів і взаємодіє з ними. Окислюються здебільшого породи, які містять сполуки закисного заліза або інші елементи, що здатні окислюватися. Для прикладу можна навести окислення піриту:

FeS2 + 70 + Н20 = FeSO4 + H2SO4

Внаслідок окислення змінюється будова, колір порід і мінералів. Гірські породи при цьому збагачуються на вторинні мінерали.

Гідратація — це хімічне вивітрювання мінералів за участю води. Іони водню та іон кисню в молекулі води розміщені так, що молекула води (диполь) має два полюси з протилежними зарядами.

У чистій воді завжди є частина молекул, дисоційованих на іони водню і гідроксилу. Коли вода стикається з іонами мінералу, які мають електричний заряд, протилежний заряду диполів води, відбувається протягування іонів. Якщо диполі води притягуватимуться верхнім шаром іонів мінералу, які мають вільні сили притягання, то внаслідок цього до безводних мінералів приєднуватиметься вода (наприклад, кварц перетвориться на опал). Таке явище прийнято називати гідратацією. При гідратації внаслідок взаємодії диполів води з поверхневими іонами мінералу порушується зв’язок у кристалічній решітці, що призводить до руйнування мінералу.

Каолінізація — складний процес хімічного вивітрювання, суть якого полягає в дії води і вуглекислоти на мінерали. Наприклад, з польових шпатів утворюється каолініт та інші мінерали або просто глина. Утворення глини супроводжується утворенням інших нових мінералів. При цьому на руйнування кристалічної решітки мінералу впливає також гідроліз, внаслідок якого іони водню замінюють той чи інший катіон з решітки мінералу. Наприклад, в ортоклазі під час каолінізації калій замінюється воднем. Наведемо схему структурної будови і процесу хімічного вивітрювання одного з найбільш поширених алюмосилікатів — ортоклазу (K2Al2Si60i6) і перетворення його на каолініт, який є основною складовою частиною багатьох глин.

Структурна формула ортоклазу, за В. І. Вернадським, така:

Sh_003

Якщо на ортоклаз діяти водою, насиченою вуглекислотою, то вивітрювання можна зобразити такими реакціями:

1. K2Al2Si6О16 + Н2СО3 = KHAl2Si6O16 + KHCO3;

2. KHAl2Si6О16 + H2CO3 = H2Al2Si6016 + KHCO3;

3. H2Al2Si6О16 + H2O = H2Al2Si208-H20 + 4SiO2 + + K2CO3 + H2O.

Під час розкладу ортоклазу спочатку відщеплюється калій і кремній, який найбільш віддалений від ядра. Реакція відбувається стадійно. У першій стадії утворюється KHAl2Si6O16 — кисла сіль, подібна до мінералу мусковіту, а в другій — вільна алюмокремнієва кислота H2Al2Si6O16, яка розпадається до каолініту. В третій стадії утворюються нові мінерали: каолініт (H2Al2Si2O6 +Н2О), кремнезем (4SiO2) та карбонат калію (К2СО3). Структурну формулу каолініту зображено схематично:

Sh_004

При такому процесі хімічного вивітрювання сполука 4SiO2 утворює колоїдну форму. SiO2-H2O (гідроокис кремнезему), яка після втрати води перетворюється на аморфну і кристалічну масу кремнезему. Таке утворення кремнезему спостерігається при вивітрюванні ортоклазу та інших польових шпатів і в грунті, наприклад, під час процесів опідзолення.

Аналогічно ортоклазу хімічно вивітрюються альбіт і анортит. З альбіту поряд з каолінітом утворюється карбонат натрію, а з анортиту — каолін та карбонат кальцію.

Так само вивітрюються слюди, амфіболи, піроксени та інші алюмосилікати. Однак слід сказати, що розклад ортоклазу і утворення нових мінералів — це два взаємопов’язаних процеси.

Карбонізація — процес утворення солей — карбонатів і бікарбонатів — внаслідок дії вуглекислоти на певні породи при наявності води. При цьому вуглекислота вступає у взаємодію з тими іонами сильних основ (К, Са, Mg, Мn та ін.), які перебувають у розчині.

Бокситизація полягає в тому, що в умовах вологого і теплого клімату алюмосилікатні гірські породи вилуговуються природними водами, збагаченими органічними кислотами. При цьому основи (К, Na, Mg та ін.), фосфорна кислота та кремнезем вимиваються в нижчі шари. Після вимивання залишається мінерал боксит, який складається з діаспору (А12О3-Н2О), гідраргіліту (А12О3 ХЗН2О). Отже, боксит є залишкова глина, яка, крім основного мінералу, може містити домішки кварцу, окисли заліза га ія.

Серпентизація — це процес перетворення магнезіально-залізистих мінералів на серпентин (H4Mg3Si2O9).

З магнезіально-залізистих силікатів можуть також утворюватися прості і більш стійкі мінерали. Наприклад, з олівіну утворюється магнезит, сидерит і опал. Схематично це можна зобразити так:

(Mg-Fe)2Si04 + 2СО2 + 2Н2О = MgCO3 + FeCO3 + + SiO2-H2O.

Продукти хімічного вивітрювання розподіляються в природі по-різному. Калій, натрій, кальцій та інші лужноземельні елементи, які утворилися під час розкладу мінералів, спочатку переходять у розчин. Внаслідок розкладу молекул води розчин містить гідроксильні іони. В такому середовищі вони утворюють гідроокисли цих елементів. Але ці сполуки в свою чергу перетворюються на інші. Причиною цього є наявність у розчині кислотних радикалів вугільної, сірчаної, кремнієвої, соляної, азотної та фосфорної кислот. З цими кислотами основи взаємодіють і внаслідок цього утворюються різні солі (карбонати, сульфати, хлориди, нітрати, фосфати, силікати та ін.). Частина новоутворених солей легкорозчинна (хлориди, нітрати), інші розчиняються менше, а деякі з них майже нерозчинні (карбонати кальцію, магнію та ін.). Солі, що утворились із сильних основ і слабких кислот (наприклад, Na2CO3), спричинюють лужну реакцію середовища.

Кремнієва кислота, яка утворюється після розпаду мінералів, діє інакше, ніж інші кислоти. Частина її, особливо при лужній реакції середовища з калієм і натрієм, утворює розчинні у воді солі, частина перетворюється на ортокремнієву кислоту (H4SiО4) або випадає у формі колоїдного осаду SiO2-n(H2O).

При хімічному вивітрюванні утворюються вторинні мінерали простих солей: галіт (NaCl), сильвін (КС1), кальцит (СаСО3), доломіт CaMg (СО3)2, гіпс CaSO4Х2Н2О), мірабіліт (Na2SO4-10H2O) та ін. Крім того, утворюються гідрати окислів заліза і алюмінію. Ці мінерали з часом втрачають воду, а з нею і колоїдальні властивості. Вони кристалізуються і також перетворюються у гідроокисли заліза та алюмінію. Внаслідок цього утворюються досить поширені в природі вторинні мінерали: лимоніт (2Fe2O3-ЗН2О), гетит (Fe2O3-H2O), гідраргіліт (А12О3-ЗН2О) та ін.

Гель аморфного кремнезему також поступово втрачає воду і, кристалізуючись, переходить у вторинний кварц (SiO2).

Продукти хімічного вивітрювання не залишаються без змін. Вони взаємодіють між собою і утворюють досить складні нові сполуки. Зокрема, вступають у реакцію такі первинні продукти вивітрювання, як кремнезем (SiO2) і півтораокисли (Fe2O3; A12O3). В цих реакціях можуть брати участь калій, магній, натрій і кальцій. В результаті цих процесів утворюються нові складні мінерали, які мають назву вторинних алюмосилікатів і феросилікатів, або глинних мінералів. Серед мінералів, що входять до складу різних глин, найбільш поширені каолініт (H4Al2Si209 або Al2O3-2SiO2-2H2O), галуазит Al4(Si40,o) (OH)8-4H2O, монтморилоніт (CaMg)Al2O3 X4SiO2 – nH2O), нонтроніт (CaMg) – FeO3 – 4SiO2 – 4Н2О, а також вторинна калієва слюда — серицит (К2О X3Al2O3-6SiO2-nH2O).

Вторинні мінерали з групи алюмосилікатів, яким властива різна будова кристалічної решітки, мають деякі спільні ознаки: мікроскопічний розмір утворень (від сотих частин мікрона до декількох мікронів), пластинчасту будову і велику питому поверхню. У зв’язку з цим вони мають властивість вбирати катіони з розчину.

Ці глинні мінерали містять багато хімічно зв’язаної води і мають непостійний хімічний склад. Останнє пояснюється тим, що в кристалічній решітці одні елементи можуть замінятись іншими (кремній — алюмінієм, а алюміній — залізом і магнієм). У зв’язку з цим хімічний склад цих мінералів не завжди відповідає справжньому складу їх, зазначеному в формулі. При хімічному вивітрюванні магматичних порід утворюються нові мінерали і збільшується об’єм маси.

Біологічне вивітрювання — це фізичні і хімічні зміни мінералів і гірських порід під впливом мікроорганізмів, рослин і тварин.

Коріння рослин, що розростаються (наприклад, у плодових і лісових насаджень воно досягає 10—20 м), механічно розпушує породу, залишаючи після себе кореневі ходи, по яких в грунт надходить вода з розчиненими в ній вуглекислим газом і киснем. З ростом коріння сила його тургору зростає, внаслідок чого тріщини навіть у гранітних скелях поступово збільшуються. Дослідні дані свідчать, що корінь діаметром 10 см і довжиною 100 см може зрушити глибу породи вагою до 30—50 т.

У процесі життєдіяльності коріння рослин з своїх клітин виділяє вуглекислий газ і органічні кислоти, які руйнують мінерали. При цьому відбувається процес повного розпаду мінералу, тобто хімічне вивітрювання.

Значну роль у процесі вивітрювання відіграють водорості, лишайники, мохи та мікроорганізми. Відомо, що бактерії, гриби і водорості руйнують мінерали в 20 разів швидше порівняно з тим, коли відбувається тільки фізичне вивітрювання. Так, нітрифікуючі бактерії у процесі життєдіяльності виділяють азотну (HNO3) кислоту, яка руйнує відносно стійкі гірські породи. Польові шпати під впливом мікроорганізмів, зокрема діатомових водоростей, перетворюються на глину. Колоїди, які утворюються при цьому, потрапляють у водні басейни, де сприяють відкладанню монтморилонітових і бентонітових глин. Лишайники не тільки хімічно руйнують мінерали і породи, а й виділяють у процесі життєдіяльності вуглекислоту і специфічні лишайникові кислоти..

Внаслідок дії живих організмів на мінеральну масу твердої земної кори руйнуються мінерали і утворюються нові хімічні сполуки — біоліти. З цих мінералів найбільш поширена болотна залізна руда (Fe2O3-H2O). Вона утворюється із закису заліза (FeO), який потрапляє з підвищених елементів рельєфу в долини рік і під впливом специфічних мікроорганізмів перетворюється на болотну руду. Особливо багато таких мінералів є в грунтах і породах північних районів. Аналогічно утворилися поклади марганцевих руд. Мінералів сполук заліза багато в болотах Полісся та Лісостепу УРСР. Біологічне вивітрювання відбувається скрізь, де є живі організми.

Розглянувши процеси вивітрювання, ми бачимо, що процеси фізичного, хімічного і біологічного вивітрювання взаємопов’язані. В умовах, де переважає фізичне вивітрювання (це особливо помітно в горах і пустинях), нагромаджуються крупноуламкові породи. Кінцевими продуктами хімічного вивітрювання, крім простих солей (хлоридів, сульфатів і карбонатів), є також вторинні мінерали — алюмосилікати і частково феросилікати, які входять до складу глин. Утворення глинних мінералів, які Становлять основну масу продуктів хімічного вивітрювання, та їх елементарний склад залежить як від мінералогічного складу первинної кристалічної породи, так і від кліматичних умов, в яких відбувається процес вивітрювання.

Залежно від географічних широт у природі відбуваються різні процеси вивітрювання. В умовах помірного клімату утворюються і нагромаджуються переважно вторинні мінерали — алюмосилікати і феросилікати. У вологому тропічному кліматі утворюються і переважають серед вторинних мінералів гідроокисли заліза та алюмінію. При цьому чим більше опадів, тим меншим буде вміст у вивітрених осадових породах основ і кремнезему і тим більше нагромаджуватимуться в них такі мінерали, як лимоніт, боксит та ін.

Одними з основних властивостей, яких набувають новоутворені осадові породи у процесі вивітрювання, є водопроникність, вологоємкість, вбирна здатність та ін.

Геологічна дія вітру. Геологічна дія вітру в природі особливо помітна в пустелях, а також в умовах сухого (аридний) клімату, де поверхня землі мало або зовсім не вкрита рослинністю.

Дія вітрів визначається передусім дефляцією (від лат. deflare — здувати) — руйнуванням і шліфуванням гірських порід піщинками, які розносяться вітром. Вітри видувають дрібні частинки з місць утворення їх, розвіюють пухку породу і навіть грунт. Внаслідок цього породи оголюються, що сприяє дальшому руйнуванню їх. Пісок, глина та інші породи переносяться вітром на великі відстані від місця утворення їх. Під час перенесення механічні частинки сортуються і відкладаються у вигляді осадових порід, які називають еоловими відкладами. До порід еолового походження відносять наноси пісків — бархани і дюни, а також лесові відклади.

Найінтенсивніше геологічна дія вітру виявляється в пустелях. Характерними ознаками дії вітрів тут є також кам’яні гриби і карнизи, видуті вітром печери у кристалічних породах, відшліфоване каміння та інші утворення (рис. 9).

Пустинний ландшафт Лівії

Пустинний ландшафт Лівії

Геологічна дія атмосферної води. Дощові і снігові води є одним з основних геологічних екзогенних факторів. Вони руйнують поверхню землі, створюючи складний рельєф, переносять пісок, глину, грунт, сортують і відкладають наносні породи та розчиняють різні хімічні сполуки. Після розмивання грунтів і порід утворюються балки, яри, обвали, зсуви, схили, долини тощо. Серед процесів руйнування поверхні землі найбільш поширена ерозія (змивання і розмивання).

Атмосферні води змивають за рік з поверхні материків у ріки і моря величезну кількість порід. Змиті породи відкладаються в долинах рік, водоймах, морях і океанах, утворюючи різні осадові породи. Серед відкладених текучими водами осадових порід розрізняють елювій і делювій.

Елювій — це продукти вивітрювання гірських порід, які залишились після вимивання з них солей, колоїдних частинок, дрібного піску тощо.

Делювієм називають знесений із схилів і вододілів уламковий слабовідсортований матеріал — дрібний пісок, глину та ін. Відкладається делювій здебільшого біля підніжжя схилів і гір (рис. 10).

Схема утворення елювію і делювію

Схема утворення елювію і делювію

На делювії утворюються родючі ґрунти, тому що в ньому є багато органічних решток і доступних для рослин поживних речовин. Елювій завжди бідніший на поживні речовини, бо з нього вимиті цінні глинисті частинки та деякі сполуки. Елювій утворюється з різних гірських порід там, де немає різко виявлених процесів змивання і розмивання. Наприклад, на схилах елювію або немає зовсім, або він слабо розвинений.

Внаслідок водної ерозії розмиваються ґрунти і ґрунтотворні породи. Змитим матеріалом замулюються ставки, водойми, ріки, а на поверхні землі утворюються складні форми рельєфу. Ерозійний рельєф часто спостерігається в лісостеповій та степовій зонах УРСР.

Геологічна дія води рік. Ріками називають природні і безперервно текучі потоки води в місцевості, яка має хоч невеликий схил.

Ріки забезпечуються водою з атмосфери — дощовою, сніговою, льодовиковою з гір і джерельною.

Залежно від типу живлення ріки поділяють на такі групи:

1) переважає снігове живлення (Волга, Дніпро), що характерно для більшості рік північної півкулі;

2) переважає живлення льодовиковими водами (Амудар’я, Сирдар’я та інші ріки);

3) живляться здебільшого дощовими водами (Ніл, Амазонка, Конго та ін.).

Існують ще ріки мішаного типу живлення. До них належать деякі ріки Кавказу, Середньої Азії та ін.

Ріки, за визначенням відомого російського кліматолога Воєйкова, є, продуктом клімату. В них потрапляє до 1/5 всіх атмосферних опадів. В СРСР близько 150 000 рік і річок, в тому числі на території УРСР до 23 000.

Геологічна дія річок у природі дуже велика. Вони розмивають континенти, переносять багато порід в моря та океани і утворюють річкові долини. Текучі води на поверхні землі змивають значну кількість піску, глини та солей і відкладають їх у долинах, морях, океанах у вигляді осадових порід.

Хуанхе в Китаї виносить щороку стільки дрібних частинок, що вода в морі на великій території стає жовтою. Звідси і назва Жовтого моря.

Чим швидша течія води, тим більша її розмиваюча дія.

Річки завжди мають підмиті береги. Наприклад, Північна Двіна, Печора, Об, Єнісей, Лена щороку зносять у Льодовитий океан навіть значну кількість дерев. Про розмивання поверхні свідчать яри, балки в середній смузі СРСР.

Кожна річка має поздовжній і поперечний профілі, У розвиненої річки поздовжній профіль має вигляд увігнутої кривої. Поперечний профіль річок симетричний, коли правий і лівий береги однакової висоти, і асиметричний, якщо один берег високий, а другий низький. У північній півкулі правий берег річок завжди вищий за лівий, що пояснюється законом Бера. У південній півкулі більше підмивається лівий берег.

Алювій — це шаруваті пухкі відсортовані відклади у дельтах і заплавах річок. Утворюється алювій також в долинах гірських річок. Алювіальні відклади здебільшого багаті на поживні речовини, бо містять значну кількість органічної речовини.

Механічні частинки (пісок і глина), а також різні сполуки в руслах і долинах річок розподіляються нерівномірно внаслідок різної питомої ваги (цьому після повені сприяє також вітер), що призводить до утворення різних за механічним і хімічним складом, часом навіть дуже відмінних ґрунтотворних порід. Неоднорідність відкладів зумовлюється також ґрунтово-кліматичними умовами, гідрологічним характером течії води тощо. Наприклад, дуже різняться алювіальні відклади північних широт від відкладів південних, верхніх течій рік від нижніх, дельти від центральної частини ріки. Навіть в одній долині русловий алювій утворився з крупних уламків (валуни, галька, гравій, крупний пісок), а заплавний — з дрібніших.

На алювіальних відкладах утворюються різні заплавні високородючі ґрунти.

Озера і водойми. Значну геологічну роль в утворенні порід відіграють озера і водойми. Для них характерні специфічні відклади, а звідси й геологічна дія озерної води дещо відмінна від дії води морської.

Озера, як і інші водойми, утворюються в понижених місцевостях, що виникли в різні геологічні епохи внаслідок дії тектонічних, денудаційних, ерозійних та запрудних явищ. Вони мають стоячу або слабопротічну воду.

Всі озера дістають воду переважно з атмосфери у вигляді дощу та снігу, з потоків, постійних або тимчасових рік. Залежно від розміру озера, його глибини, розміщення навколишніх гірських порід в них відкладаються найрізноманітніші осадові породи. При цьому в північних широтах водойми більше заторфовуються, а в південних в умовах сухого і теплого клімату засолюються, внаслідок чого утворюються солоні озера (Ельтон, Баскунчак, Сиваш).

У північних областях озера перетворюються на болота, в яких нагромаджується багато торфу. В СРСР утворилось до 37 млн. гектарів боліт з шаром торфу від 4 до 10 м завтовшки (Чаригін, 1956).

Дія підґрунтових вод. Проникаючи в пухкі породи, вода циркулює в них і, нагромаджуючись на певних глибинах, створює підземні ріки й озера. Вода розчиняє хімічні сполуки, і внаслідок гідратації, окислення та розкладу їх утворюються нові мінерали та породи. Одночасно завдяки розчинній дії води в породах на різних глибинах утворюються печери різної форми і розмірів. З відомих печер, утворених підземними водами, слід назвати Мамонтову в Північній Америці (штат Кентуккі), яка складається з багатьох (до 200) камер близько ЗО м заввишки. Всі камери разом займають площу до 650 км2, а довжина окремих ходів становить до 250 км. Кунгурська печера на західному схилі Уралу має довжину до 2,5 км. У ній багато сталактитів. Печери третинного походження -у вапнякових породах знаходимо в Кримській області та інших місцях країни.

Гірські породи кожної печери повністю або частково складаються з мінералів (СаСО3, PbS, CaSO4 • 2Н2О, FeS2, SiO2 • nН2О, Fe2O3 тощо). Якісний склад мінералів залежить від хімічних легкорозчинних сполук, які містять породи. Вода з розчинів, що проникають крізь породу, потрапляючи на стіни печери, випаровується, а солі чи окисли кристалізуються, внаслідок чого виростають витягнутої форми утворення — сталактики. Наприклад, сталактити СаСО3 утворюються з розчинного Са(НСО3)2. який при пониженому тиску втрачає частину СО2 і перетворюється у СаСО3.

Частина хімічних сполук у розчинах, що не встигають викристалізуватися на стелі печери, з краплями води з сталактиту стікає вниз, і на дні печери виростають сталагміти. В старих печерах сталактити і сталагміти часто об’єднуються в колони різної форми (рис. 11). Через певний період над печерами утворюються западини — карсти. Якщо западин багато, то в такій місцевості формується специфічний карстовий рельєф. В СРСР такий рельєф трапляється у західних областях, на Уралі.

Схема утворення сталактитів і сталагмітів

Схема утворення сталактитів і сталагмітів

З підземними водами пов’язана дія джерел, походження мінеральних вод та такі явища, як зсуви та обвали. їх можна спостерігати на берегах рік, морів, озер або в гірських місцевостях.

Зсувами називають такі природні явища, коли гірські породи на схилах під впливом власної ваги і дії підземних вод та процесів вивітрювання відриваються і переміщуються по схилу вниз (рис. 12). Зсуви досить поширені над Волгою і Дніпром, в Одеській області, в Криму, на Кавказі тощо.

Схематичне зображення зсувів

Схематичне зображення зсувів

Обвали за своїм характером— це ті ж самі зсуви: відірвана маса з великою швидкістю падає вниз і руйнує все на своєму шляху. Обвали спостерігаються переважно в гірських місцевостях, зокрема там, де породи нашаровані складками під різними кутами відносно поверхні. Якщо похилі пласти, які лежать на глинистій породі, що затримує воду, підмиваються знизу, то верхній пласт зсувається по глині, внаслідок чого виникає обвал. Вони можуть виникати і без участі води. Причинами обвалу бувають переважно атмосферні явища (бурі, зливи) і землетруси. Зсуви і обвали змінюють рельєф місцевості, сприяють виходу на поверхню гірських порід, завдають великої шкоди народному господарству, руйнуючи поля або площі під різними спорудами тощо. Щоб запобігти зсувам, регулюють стік поверхневих вод і відводять підземні води. Для боротьби із зсувами споруджують стіни, які б запобігали руйнуванню корінних порід, а також садять на схилах рослини з добре розвиненими кореневими системами.

Моря і океани. Моря і океани в наш геологічний період займають до 79% поверхні Землі. Геологічна дія морів і океанів дуже велика. Морська вода, особливо під час штормів, припливів і відпливів, постійно руйнує береги континентів. Сила морських хвиль значна. Наприклад, на північно-шотландських берегах під час припливу сила тиску морської хвилі на кожний квадратний метр влітку досягає 3000 кг, взимку — 10 000 кг, а під час великих штормів — до 35 000 кг. Такі припливи можуть переміщати брили порід вагою до 100 т.

Припливи і відпливи океанів мають велику потенціальну енергію (до 1 млрд. ват). Морська хвиля висотою 5 м і довжиною 100 м несе енергію близько 312 квт. В Атлантичному океані (узбережжя Африки) вода нагрівається до 28—30°, яка при нагнітанні у котли при низькому тиску (0,01 атм) закипає. Цей принцип використовують при спорудженні гідротермічних електростанцій. Першу таку електростанцію збудували на узбережжі Ла-Маншу в 1959 р.

Отже, внаслідок руйнування континентів щороку в моря і океани потрапляє величезна кількість різних порід і мінералів, з яких утворюються породи морського походження. Внаслідок руйнування на морських берегах океанів і морів утворюються галька, пісок, глина, розчинні солі тощо. Крім того, щороку річкові води з континентів приносять у світовий океан багато розчинних хімічних сполук.

Породи морського походження. Всі породи, мінерали та розчинні солі, які потрапили в морську воду, розподіляються по-різному. Одні, з них осідають на дно, інші довгий час перебувають у завислому стані. Частину їх використовують живі організми, які після відмирання утворюють на дні органогенні породи. Всі морські осади певною мірою сортуються і відкладаються залежно від хімічного складу їх та глибини моря.

Отже, моря й океани як могутні геологічні фактори руйнують континенти своїми хвилями і в своїх басейнах акумулюють багато різних порід і мінералів. Внаслідок спільної дії всіх факторів (температура, рослинний і тваринний світ, глибина води, сонячне проміння та ін.) утворюються різні осадові породи морського походження.

Значна частина порід морського походження, які утворилися давно, перетворилася на інші породи, а частина залишилась у верхній корі Землі, і ми використовуємо їх тепер як цінні копалини або родючі ґрунти. Проте багато морських порід минулих геологічних епох залягають під молодшими породами.

Геологічна дія льодовиків та їх відклади. Одним з наймогутніших екзогенних геологічних факторів у природі є льодовики, які займають до 10% поверхні всіх суходолів. Материкові гірські льодовики за весь геологічний період розвитку Землі виконали гігантську роботу. Основна геологічна дія їх полягає в тому, що вони не тільки руйнували і руйнують тверді гірські породи, а й перемішували і перемішують великі маси порід.

Породи льодовикового походження. Внаслідок дії льодовиків протягом довгого періоду утворювалися специфічні льодовикові породи, які дістали назву морен. Вони складаються з валунів, піску і глинистих частинок — уламків різних порід (переважно кристалічних), а також продуктів вивітрювання.

Характерними ознаками порід льодовикового походження є те, що вони здебільшого є продуктами фізичного вивітрювання (продукти хімічного вивітрювання виносились льодовиковими водами). Отже, морени бідніші від інших порід, наприклад лесів, на корисні для рослин хімічні елементи. Це звичайно впливає на ґрунтотворний процес і родючість майбутнього грунту. Залежно від залягання моренних мас у товщі льоду та відкладання їх під час пересування льодовика розрізняють донну, бічну та кінцеву морени (рис. 13). Кожна з них має свій літологічний склад.

Схематичне зображення льодовикових відкладів

Схематичне зображення льодовикових відкладів

Льодовики минулих геологічних епох залишили на поверхні Землі валуни (обкатані уламки різного розміру), моренні амфітеатри (западини, що були зайняті озерами, а бокові стінки їх і дно вкриті галькою, валунними глинами з неясно вираженою шаруватістю), флювіогляціальні відклади (галька, пісок, валуни і глина), які відклалися нижче від межі поширення льодовика талими водами його. В озерах, які заповнювалися талими водами льодовиків, відкладалися породи з помітною шаруватістю, названі стрічковими глинами. Крім того, після льодовиків залишаються вали з піску і гальки, які перетинають території в перпендикулярному напрямі до кінцевих морен і називають озами (наприклад, у Білоруській РСР). Якщо піщано-валунний матеріал складений у вигляді неправильних горбів, розкиданих поодиноко або масивами (наприклад, в Ленінградській області), то їх називають камами.

Вали, складені з морен і витягнуті у напрямі руху льодовика, називають друмлінами.

Льодовики залишили також валунні глини, що характерні малопомітною шаруватістю і вмістом валунів. Часто їх називають основною мореною, яка вкриває центральну частину великих моренних амфітеатрів.

Під час руху льодовики згладжують відшліфовану поверхню схилів, залишаючи на кристалічних породах сліди. Отже, льодовик своєю дією не тільки створює різні осадові породи, а й руйнує поверхню території, яку він займає. Поверхня після такого руйнування має вигляд площі, розораної плугом. Проте геологічна роль льодовиків ще не закінчується. Справа в тому, що наступали і відступали льодовики дуже поступово. Наставали так звані льодовикові і міжльодовикові епохи, змінювалися клімат, флора, фауна тощо. Після відступання льодовика на території, зайнятій ним, утворювалися річки й озера, які живилися водою льоду, що залишався поза межами їх. Тут також відбувалися своєрідні процеси вивітрювання й утворилися певні породи та мінерали з відкладеної раніше морени. У льодовикових водах розчинялися різні хімічні сполуки, які переносилися на значні відстані, що сприяло утворенню різних порід і мінералів в озерах і морях. Отже, з колишніми льодовиками пов’язано походження і перетворення багатьох порід, які відмінні від осадових порід морського, озерного і річкового доходження.

Ґрунтотворні породи льодовикового походження (морени і флювіогляціальні відклади) в межах Української РСР зустрічаються переважно на Поліссі. На цих породах утворилися здебільшого дерново-підзолисті ґрунти.

Внаслідок дії всіх зовнішніх факторів із продуктів руйнування первинних порід утворилися різні відклади як на континентах, так і на морському дні.

Всі ці генетичні групи осадових порід можуть бути ґрунтотворними, якщо вони відкладаються на поверхні Землі.