Эндогенные процессы и их влияние на рельеф земли

Конгломераты  и брекчии (природные бетоны)- породы, состоящие из сцементированных крупных  зерен гравия {конгломераты) или  из остроугольных с шероховатой  поверхностью зерен щебня (брекчии). Области их использования такие  же, как у песчаников.

Органогенные  осадочные породы в основном состоят  из карбоната кальция СаС03 и реже из аморфного кремнезема Si02. Главнейшие породы в этой группе - известняки различного вида, используемые человеком для  самых разных целей с глубокой древности.

Известняки плотные - широко распространенная на Земле  горная порода, состоящая в основном из кальцита СаС03; кроме кальцита они  содержат примеси магнезита, глины  и кремнезема. Цвет известняков в  зависимости от примесей: белый, светло-серый, серовато-кремовый или желтоватый.

Плотность известняков - 2000…2600 кг/м , прочность при сжатии у них сравнима с прочностью бетона и составляет 10… 100 МПа. Твердость  небольшая - З...3,5, что позволяет легко  добывать и обрабатывать известняк. Морозостойкость известняков существенно  зависит от пористости, степени цементации, наличия примесей и нуждается  в постоянном контроле. Абсолютно  не стойки они к воздействию кислых сред.

Известняки - одна из самых важных горных пород для  строителей. Они издавна использовались для возведения зданий и их облицовки (достаточно вспомнить слова "Москва белокаменная"), из известняков делались фундаменты. Самый распространенный щебень для бетонов и дорожных покрытий - известняковый, и, наконец, известняк - сырье для получения извести  и цемента.

Мраморовидные известняки - переходные породы от плотных  известняков к мраморам. Они имеют  большую плотность (до 2700 кг/м ) и  прочность (60…150 МПа), чем обычный  известняк.

Известняк-ракушечник - пористая порода, состоящая из раковин  и панцирей моллюсков, сцементированных известковым цементом. Плотность  ракушечника - 900…2000 кг/м , прочность  при сжатии - 0,5…15 МПа. Он имеет низкую теплопроводность и легко поддается  распиловке. Используют в виде камней и блоков как местный стеновой материал. Декоративные разновидности  ракушечника применяют как облицовочный материал.

Мел - землистая  горная порода, состоящая из мельчайших обломков раковин и скелетов морских  микроорганизмов, представляет собой  почти чистый кальцит СаС03. Используют при производстве извести, цемента, стекла и благодаря высокой дисперсности для приготовления красок и шпатлевок.

Диатомиты и  трепелы - рыхлые землистые породы белого, серого или желтоватого цвета, в  основном состоящие из аморфного  кремнезема Si02 * лН20; по внешнему виду и  физическим свойствам похожи на мел. Они образовались из остатков мельчайших водорослей, а также кремневых  скелетов морской микрофауны (диатомий, радиолярий и т. п.) с примесью глины  и ила. Со временем под давлением  вышележащих слоев горных пород  диатомиты и трепелы уплотняются  и превращаются в плотную, прочную  и трудно размокающую в воде породу - опоку.

В диатомите  и трепеле до 75…95 % активного кремнезема, поэтому их применяют как гидравлическую добавку к вяжущим. Их также используют при производстве теплоизоляционных  материалов.

Хемогенные осадочные  породы образовались главным образом  при испарении вод, содержащих минеральные  соли. Для строителей интерес представляют сульфаты и карбонаты кальция  и магния: гипс, ангидрит, известковый  туф, магнезит и доломит.

Известковый туф  образовался в результате выпадения  СаСОэ из источников подземных углекислых вод. Туфы пористы и имеют ноздреватое строение. Они легко поддаются распиловке и используются для внутренней облицовки помещений, улучшая их акустические свойства. Для этих целей приобрела популярность разновидность туфа - травертин. 

Магнезит - порода, состоящая в основном из минерала магнезита MgC03. Используют для получения  огнеупорных материалов и магнезиальных  вяжущих.

Доломит - порода, состоящая в основном из минерала доломита СаС03 * MgC03, с примесью глины, оксидов железа и др. По структуре  и физическим свойствам доломит  близок к плотным известия-кам: рт = 2200…2800 кг/м ; Дсж = 50…200 МПа. Поэтому  его применяют в качестве строительного  камня и щебня для бетона.

Гипс - горная порода обычно белого или серого цвета, состоящая  из минерала того же названия CaS04 -2H20. В  строительстве используют как сырье  для получения гипсовых вяжущих. Благодаря низкой твердости применяют  для изготовления мелких поделок  по камню.

Ангидрит - плотная  горная порода, состоящая преимущественно  из минерала ангидрита CaS04. Цвет породы белый с голубым или серым  оттенком. Используют для получения  вяжущих и для внутренней отделки  и скульптурных работ. На открытом воздухе  быстро выветривается, переходя в гипс.

Метаморфические породы

Горные породы, находящиеся в земной коре, со временем могут существенно изменить структуру  и свойства, не меняя принципиально  свой химический состав. Причина таких  изменений - воздействие давления, повышенных температур и минерализованных вод. Метаморфизироваться могут как  магматические, так и осадочные  породы. Яркий пример метаморфизма - превращение массивной магматической  породы перидотита в слоистую породу серпентинит, имеющую в своем  составе тонковолокнистый минерал - асбест. Среди метаморфических  пород для строителя представляют интерес мрамор, кварцит, глинистый  сланец и гнейс.

Мраморы - метаморфизированные  известняки, состоящие из плотно сросшихся  между собой кристаллов кальцита (СаС03), иногда с примесью доломита (СаС03 * MgC03). Кристаллы в мраморе прочно связаны друг с другом без цементирующего вещества. Это произошло за счет огромного многостороннего давления на известняки в условиях повышенных температур. Мрамор имеет высокую  плотность (2600…2800 кг/м ) и прочность (RQX = 30… 100 МПа); водо-поглощение мрамора  менее 1%. При всем этом твердость  мрамора не высока - З...3,5, что облегчает  его обработку.

Мраморы могут  быть как чисто белого цвета, так  и самых разнообразных цветов с характерным "мраморовидным" рисунком. Окраска мрамора объясняется  проникновением в известняк в  процессе мета-морфизации минерализованных вод, из которых впоследствии кристаллизуются  окрашивающие мрамор минералы - примеси: гематит, лимонит, хлорит и др. Отличает мрамор от известняков еще одно свойство: мраморы хорошо полируются.

Мраморы широко применяют для отделки зданий и общественных сооружений.

Цвет кварцитов  белый, красный, темно-вишневый. Применяют  их в ответственных частях зданий и сооружений, для облицовки, а  также в виде щебня для бетона и сырья для получения огнеупоров.

Гнейсы - слоистая порода, образовавшаяся в результате перекристаллизации гранитов и других магматических пород при одноосном  давлении. Поэтому гнейсы имеют слоистое (сланцеватое) строение, что облегчает  их добычу и обработку, но снижает  стойкость к выветриванию. Раскалываются  гнейсы по слоям слюды.

Глинистый сланец образовался из глин в результате перекристаллизации в условиях одноосного давления и повышенных температур. Сланцы имеют темно-серый цвет и  легко раскалываются на плоские  плитки. Такие плитки, называемые шифером (от нем. schiefer - сланец), используются в  качестве долговечного кровельного  материала. Многие архитектурные памятники  в Европе имеют сланцевую кровлю. В настоящее время сланцевые  кровли стали популярны в коттеджном строительстве. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Почвоведение. 

Что называется поглотительной способностью почв? Виды поглотительной способности по К.К. Гедройцу. 

Большую роль в  питании растений и в превращении  внесенных в почву удобрений  играет ее поглотительная способность. Под поглотительной способностью понимается способность почвы поглощать  различные вещества из раствора, проходящего  через нее, и удерживать их. Основы современных представлений о  поглотительной способности почвы  были заложены работами академика К. К. Гедройца. Он различал пять видов поглощения в почве. Биологическая поглотительная способность связана с жизнедеятельностью растений и почвенных микроорганизмов, которые избирательно поглощают из почвы необходимые элементы минерального питания, переводят их в органическую форму и предохраняют тем самым от выщелачивания. После отмирания корней, растительных остатков и тел микроорганизмов происходят их разложение и постепенная гумификация. Минерализация и последующее использование растениями ранее закрепленного в почве в органической форме азота, фосфора и серы протекают довольно медленными темпами. Интенсивность биологического поглощения зависит от аэрации, влажности и других свойств почвы, от количества и состава органического вещества, служащего источником пищи и энергетического материала для преобладающих в почве гетеротрофных микроорганизмов. Внесение в почву значительного количества бедного азотом органического вещества (соломы или соломистого навоза) вызывает быстрое размножение микроорганизмов, сопровождающееся интенсивным биологическим, закреплением минеральных форм азота, что приводит к ухудшению азотного питания растений и снижению урожая. В то же время биологическое поглощение способствует закреплению нитратного азота, который никаким другим путем в почве не удерживается и может вымываться, особенно на легких почвах в зонах достаточного увлажнения и орошаемого земледелия. Механическая поглотительная способность обусловлена свойством почвы, как всякого пористого тела, задерживать мелкие частицы из фильтрующихся суспензий. Механическим поглощением объясняется сохранение и характер распределения в почве илистых частиц и вносимых нерастворимых удобрений (фосфоритной муки, извести). Благодаря механической поглотительной способности они не вымываются из верхнего слоя почвы. Физическая поглотительная способность — это положительная или отрицательная адсорбция частицами почвы целых молекул растворенных веществ. Положительная физическая адсорбция почвой растворимых минеральных солей неизвестна. Отрицательная абсорбация наблюдается при взаимодействии почвы с растворами хлоридов и нитратов, что обусловливает высокую подвижность их в почве и возможность вымывания из ее верхнего слоя при повышенной влажности. Это имеет положительное значение для Сl- иона (избыток которого вреден для некоторых растений), но для нитратов оно нежелательно. Химическая поглотительная способность связана с образованием нерастворимых и труднорастворимых в воде соединений в результате химических реакций между отдельными растворимыми солями в почве (ионами в почвенном растворе). Особую роль химическое поглощение играет в превращении фосфора в почве. При внесении водорастворимых фосфорных удобрений — суперфосфата, содержащего фосфор в виде монокальцийфосфата Са(H2PO4)2, аммофоса NH4H2PO4 и др.- в почвах происходит интенсивное химическое связывание фосфора. В кислых почвах (в подзолистых и красноземах), содержащих много полуторных окислов, химическое поглощение фосфора идет с образованием труднорастворимых фосфатов железа и алюминия. В почвах, насыщенных основаниями и содержащих бикарбонат кальция в почвенном растворе (черноземы, сероземы), химическое связывание фосфора происходит в результате образования слаборастворимых фосфатов кальция. Химическое поглощение (фиксация) фосфора обусловливает слабую подвижность его в почве и снижает доступность растениям этого элемента из внесенных в почву легкорастворимых форм удобрений. По способности к фиксации фосфора почвы располагаются в следующем порядке: красноземы далее дерново-подзолистые почвы далее сероземы далее черноземы. Физико-химическая, или обменная, поглотительная способность имеет особенно важное значение при взаимодействии удобрений с почвой. Физико-химическое поглощение — это способность мелкодисперсных (от 0, 2 до 0, 001 мкм) коллоидных частиц почвы поглощать из раствора различные катионы. Поглощение одних катионов сопровождается вытеснением в раствор эквивалентного количества других, ранее связанных твердой фазой почвы. Вся совокупность органических и минеральных коллоидных частиц почвы (представленных гумусовыми веществами, глинистыми минералами и гидроксидами железа и алюминия), участвующих в обменном поглощении катионов, была названа К. К- Гедройцем почвенным поглощающим комплексом (ППК). Способность органических и минеральных коллоидных частиц к обменному поглощению катионов обусловлена тем, что большая часть их имеет отрицательные заряды. В естественном состоянии почвы всегда содержат определенное количество поглощенных катионов (Са 2+ , Mg2+ , Н + , А13+ , Na+ , K+ , NH4+ и др.). Эти катионы могут обмениваться на другие катионы, находящиеся в растворе. Обмен катионами между раствором и почвенным поглощающим комплексом происходит в строго эквивалентных количествах.

Реакция обмена катионов протекает быстро. При внесении в почву легкорастворимых удобрений (КСl, NH4Cl, NH4N03 и др.) они сразу же вступают во взаимодействие с ППК, катионы  их поглощаются в обмен на катионы, ранее находившиеся в поглощенном  состоянии. Реакция обмена катионов обратима, так как поглощенный  почвой катион может быть снова вытеснен в раствор: (ППК)Са + 2KCl « (ППК) KK + СаСl2; ППК)Са + NH4N03 « (ППК)  NH4 NH4

В зависимости  от концентрации раствора, его объема и природы обменивающихся катионов между катионами раствора и катионами  почвенного поглощающего комплекса  устанавливается некоторое подвижное  равновесие. При изменении состава  почвенного раствора это равновесие смещается, в результате одни катионы  переходят из раствора в поглощенное  состояние, а другие — из поглощенного состояния в почвенный раствор. При внесении минеральных удобрений, например KCl, концентрация почвенного раствора повышается, катионы удобрения  вступают в обменную реакцию с  катионами почвенного поглощающего комплекса и поглощаются почвой.

При усвоении какого-либо катиона растениями концентрация его  в растворе уменьшается, он переходит  из поглощенного состояния в раствор  в обмен па другие катионы, содержащиеся в почвенном растворе. Чем выше степень насыщенности поглощающего комплекса данным катионом, тем легче  и быстрее он вытесняется в  раствор. Количество катионов, вытесняемых  из поглощенного состояния в раствор, возрастает с повышением концентрации раствора, а при одинаковой концентрации — с увеличением объема раствора вытесняющей соли. Разные катионы  обладают неодинаковой способностью к  поглощению. Чем больше заряд (валентность) катиона и его атомная масса, тем сильнее он поглощается и  труднее вытесняется из поглощенного состояния другими катионами. Исключение из этого правила составляют ионы Н + , которые имеют наименьшую атомную  массу, но обладают высокой энергией поглощения и способностью вытеснять  другие катионы из ППК. Емкость поглощения и состав поглощенных катионов у  разных почв. Разные почвы содержат неодинаковое количество способных  к обмену поглощенных катионов. Общее  содержание в почве всех обменно-поглощенных  катионов называется емкостью поглощения. Она обозначается буквой Т и выражается в миллиграмм-эквивалентах на 100 г  почвы. Например, если в 100 г почвы  в поглощенном состоянии содержится 200 мг Са2+ , 24 мг Mg2+ и 9 мг NH4+ , то емкость  поглощения этой почвы будет равна; 200/20+24/12+9/18=12.5 мэкв на 100 г (где 20—эквивалентная масса кальция, 12 — магния, 18 —  аммония). Величина емкости поглощения характеризует поглотительную способность  почв. Она зависит от механического  и минералогического состава  почвы и содержания в ней органического  вещества. Почвы с малым количеством  коллоидной фракции (песчаные и супесчаные) имеют невысокую емкость поглощения. Чем больше в почве минеральных  и органических коллоидных частиц, тем выше ее поглотительная способность. У глинистых и суглинистых  почв емкость поглощения больше, чем  у песчаных и супесчаных. Более  богатые органическим веществом  черноземные почвы отличаются значительно  более высокой емкостью поглощения (30—60 мэкв на 100 г), чем подзолистые  почвы и сероземы (10—15 мэкв на 100 г). Поглотительная способность почвы оказывает большое влияние на превращение в ней минеральных удобрений, определяет степень подвижности их в почве. На почвах с малой поглотительной способностью (песчаных и супесчаных) при внесении легкорастворимых удобрений возможно вымывание питательных веществ и излишнее повышение концентрации раствора, поэтому азотные и калийные удобрения на таких почвах лучше вносить небольшими дозами и незадолго до посева. На почвах с высокой поглотительной способностью вымывания питательных веществ и избыючного увеличения концентрации раствора не происходит. Разные почвы отличаются не только по общей емкости поглощения, но и по составу поглощенных катионов. В большинстве почв в составе поглощенных катионов преобладает Са2+, второе место занимает Mg2+ и в значительно меньших количествах находятся К+ и NH4+. Сумма Са2+и Mg2+ обычно составляет около 90% общего количества обменно-поглощенных катионов. В кислых почвах (подзолистых и красноземах) среди поглощенных катионов значительную часть занимают Н+ и А13+ , а в солонцовых почвах — Na+ Состав поглощенных катионов оказывает большое влияние па свойства почвы и условия роста растений. Кальций коагулирует органические и минеральные коллоиды. Поэтому преобладание в составе поглощенных катионов Са2+, например на черноземах, способствует поддержанию прочной структуры и обусловливает хорошие физические свойства почвы. Насыщение почвы натрием (у солонцовых почв) вызывает пептизацию коллоидов, что приводит к их вымыванию, разрушению структурных агрегатов и ухудшению физических свойств почвы (плотное сложение, вязкость и т. д.). Кроме того, при наличии натрия в почвенном поглощающем комплексе происходит вытеснение его в раствор в обмен на другие катионы с образованием соды, что вызывает щелочную реакцию раствора, неблагоприятную для развития растений: (ППК)  Na  Na + Са(HСO3)2 - (ППК) Са + 2 Na HC O3

При большом  содержании в почвенном поглощающем  комплексе ионов водорода и алюминия они могут переходить в раствор  и подкислять его. Повышенная кислотность  раствора и особенно высокое содержание в нем алюминия оказывают вредное  действие на растения. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Характеристика  условий почвообразования таежной зоны России. Систематика почв болотно-подзолистого и болотного типов. Описание почвенного профиля болотно-подзолистой почвы. 

Зона тайги. Зона занимает среди природных зон  России наибольшую площадь, простираясь  от западных границ России до побережья  Охотского и Японского морей. В западной части Восточно-Европейской (Русской) равнины тайга граничит на юге с зоной смешанных и  широколиственных лесов, восточнее  Нижнего Новгорода — с лесостепной  зоной. В Западной Сибири к югу  от типично таежных ландшафтов располагается  узкая полоса мелколиственных лесов  из березы и осины, которую обычно включают в состав таежной зоны, поэтому и здесь тайга граничит с лесостепью. У подножий гор Алтая  и Саян хвойные леса таежной зоны смыкаются с горнотаежными лесами.Тайга расположена в двух климатических поясах — субарктическом и умеренном, что обусловливает значительные природные различия внутри нее. Радиационный баланс на севере зоны за год равен 900-1000 мДж/м2, на юге — 1400-1600 мДж/м2 (около Иркутска). Над всей территорией преобладает континентальный воздух умеренных широт. Поступление холодного воздуха из Арктики, проникающего летом и в переходные сезоны далеко к югу, вызывает резкие понижения температур.

Зимой радиационный баланс отрицательный, что способствует развитию устойчивой морозной погоды, повторяемость которой постепенно увеличивается к востоку. Средняя  температура января в западной части  тайги, где преобладает западный перенос воздушных масс, составляет -10...-16°С, в якутской тайге понижается до -35...-45°С. Продолжительность залегания снежного покрова изменяется от 120-180 дней в году в европейской тайге до 200-240 дней в тайге Северо-Востока и севера Средней Сибири. Мощность снежного покрова изменяется от 50-60 см до 90-100 см.

Летом радиационный баланс положительный, на поверхность  поступает 70-90% годовой суммарной  радиации. Усиливается влияние западного  переноса воздушных масс. Повторяемость  солнечной погоды постепенно возрастает к востоку. Средняя температура  июля не ниже 10°С на севере зоны и не выше 20°С на юге. Сумма активных температур достигает 600°С на севере зоны, а на юге — 2000°С. Максимум осадков всюду приходится на июль — август. Их годовое количество меняется от 600-700 мм на западе до 400-350 м в Центральной Якутии, а на Дальнем Востоке вновь возрастает до 600-900 мм. Осадки превышают испарение. Это способствует обилию поверхностных вод, промывному водному режиму почв и заболачиванию территории не только в речных долинах, но и на плоских водоразделах. В зоне тайги берут начало многие равнинные реки России — Волга, Онега, Северная Двина, Вятка, Кама, Васюган, Пур, Таз, Подкаменная и Нижняя Тунгуски, Лена, Вилюй и др. Здесь проходит часть мирового водораздела между бассейнами Северного Ледовитого и Атлантического океанов и замкнутой евразиатской областью внутреннего стока. Крупнейшие реки России — Обь, Енисей и Лена пересекают тайгу с юга на север. В зоне тайги сосредоточено большое количество болот, озер и крупных водохранилищ (Рыбинское, Камское, Братское, Вилюйское и др.). Тайга богата подземными водами. Таким образом, все природные комплексы тайги имеют достаточное и избыточное увлажнение. Соотношение тепла и влаги в значительной мере определяет развитие растительности и почв. Почвообразовательные процессы протекают в условиях достаточного увлажнения, умеренной температуры, местами при неглубоком залегании многолетней мерзлоты. Поэтому здесь развиты различные типы лесных почв: подзолы и подзолистые (глеево-подзолистые, подзолы иллювиально-железистые, дерново-подзолистые), таежные мерзлотные и болотно-подзолистые. Главный тип растительности зоны — леса светлохвойные и темнохвойные. Господствуют леса из лиственницы, менее распространены леса из сосны, ели, пихты и сибирского кедра. Видовой состав западной и восточной тайги различен. В западной тайге основная лесообразующая порода — ель европейская. Она через Урал не переходит. К ней примешивается ель сибирская, пихта, лиственница Сукачева и сибирская. На огромной территории к востоку от Енисея, почти до берегов Охотского моря, господствующей лесообразующей породой является лиственница даурская. Тайга бассейна Амура, Охотского побережья и Приморья отличается более богатым видовым составом. Сосновые леса распространены во всей таежной зоне преимущественно на песках и щебнистом субстрате. К хвойным в тайге примешиваются лиственные породы, прежде всего береза, осина, ольха. Достаточно широко распространены на вырубках и гарях вторичные мелколиственные леса. Среди лесов обычны луга и различные болота — верховые сфагновые, лесные переходные и низинные. Животный мир таежных лесов неоднороден. Восточная тайга более богата животными по сравнению с западной. К востоку от Енисея господствуют типичные сибирские таежные виды — соболь, кабарга, каменный глухарь, рябчик и др. В обводненной западно-сибирской тайге наряду с коренными таежными видами много водоплавающих птиц и рыб. В европейской тайге широко представлены лось, белка, заяц-беляк, глухарь, рябчик, местами тетерев. Широко распространенными таежными видами являются бурый медведь, росомаха, рысь, белка и др. Богата тайга и насекомыми.Тайга в широтном направлении подразделяется на три подзоны: северной, средней и южной тайги.