Курс лекций ОП 05 ОСНОВЫ ГЕОЛОГИИ, ГЕОМОРФОЛОГИИ И ПОЧВОВЕДЕНИЯ

 

 

 

 

 

 

 

 

КУРС ЛЕКЦИЙ

 

по ОП 05 «Основы геологии, геоморфологии и почвоведения»

По специальности 21.02.19 Землеустройство

Преподаватель: Десятникова О.В.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Краснодар, 2025

Курс лекций по учебной дисциплине ОП 05 «Основы геологии, геоморфологии и почвоведения» составлен в соответствии с требованиями ФГОС СПО ППССЗ по специальности 21.02.19 Землеустройство (приказ Минпросвещения России от 18.05.2022г. №339, зарегистрировано в Министерстве юстиции РФ 21.06.2022г, №68941), входящей в состав укрупненной группы специальностей 21.00.00 Прикладная геология, горное дело, нефтегазовое дело и геодезия.

 

Организация разработчик: ГБПОУ КК ПСХК

 

Разработчик:

Десятникова О.В. преподаватель землеустроительных дисциплин, инженер-землеустроитель

 

Рассмотрен на заседании методического объединения землеустроительного отделения

Протокол №__ от «___» __________ 2025 г.

___________________________А.М.Голик

 

 

 

 

 

 

                          

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Содержание

 

Пояснительная записка	4
Тема 1. Основы геологии	8
Тема 2. Основы геоморфологии	31
Тема 3. Горные породы и процессы в них	60
Тема 4. Основы почвоведения	79
Тема 5. Типы почв и их агрономическое значение	101
Список используемых источников	123

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Пояснительная записка

 

Данный курс лекций рекомендован как для самостоятельного изучения, так и на уроках учебной общепрофессиональной дисциплины ОП 05 «Основы геологии, геоморфологии и почвоведения» студентами специальности 21.02.19 «Землеустройство» базового уровня подготовки очной формы обучения.

Методическая разработка составлена в соответствии с рабочей программой по ОП 05 «Основы геологии, геоморфологии и почвоведения», утвержденной в 2024 г.

Материалы данной разработки способствуют реализации  общих и профессиональных компетенций:

ПК 1.2 Выполнять топографические съемки различных масштабов.

ПК 1.5 Выполнять дешифрирование аэро- и космических снимков для получения информации об объектах недвижимости.

ПК 4.1. Проводить проверки и обследования для обеспечения соблюдения требований законодательства Российской Федерации.

ПК 4.2. Проводить количественный и качественный учет земель, принимать участие в их инвентаризации и мониторинге.

ПК 4.3. Осуществлять контроль использования и охраны земельных ресурсов.

ПК 4.4. Разрабатывать природоохранные мероприятия.

ОК 03 Планировать и реализовывать собственное профессиональное и личностное развитие, предпринимательскую деятельность в профессиональной сфере, использовать знания по правовой и финансовой грамотности в различных жизненных ситуациях; 

ОК 07 Содействовать сохранению окружающей среды, ресурсосбережению, применять знания об изменении климата, принципы бережливого производства, эффективно действовать в чрезвычайных ситуациях        

Методическая разработка составлена на основании опыта преподавания с учётом рекомендаций по оформлению методических разработок.

Создание данного курса лекций вызвана трудностью усвоения студентами данного материала из-за большого объема информации в учебной литературе и для подготовки к экзамену.

Предлагаемый  материал  может быть использован  как дополнительный  к учебнику для более качественного усвоения информации по данной теме.

Курс лекций по ОП 05 «Основы геологии, геоморфологии и почвоведения» имеет следующую структуру:

 

Наименование темы	Содржание темы	Количество часов
Тема 1. Основы геологии	1. Общие сведения о геологии. Методы геологических исследований. Основные разделы и отрасли современной геологии. История геологических наук. Значение инженерно-геологических изысканий для целей землеустройства, составления проектов планировки территорий. Нормативно-правовая база для геолого-геоморфологических работ. 2.Общие сведения о Земле. Происхождение и строение Земли. Солнечная система и ее основные особенности. Строение, геофизические особенности и вещественный состав Земли. Форма и размеры Земли. Теория фигуры Земли, эволюция и современное представление о планете. 3. Глобальная геотектоника и геодинамика.  Геологическая хронология.  Периодизация геологической истории. Стратиграфия, литология, сейсмическая активность и условия залегания верхних слоев земли. Генетические типы четвертичных отложений. 4. Общие сведения о гидрографии. Виды гидрографической деятельности. Строение и состав гидросферы. Водный баланс Земли. Понятие о гидрогеологии. 5. Геологическая съемка и картографирование. Понятия о геологической карте и разрезе. ГОСТ Р 50836-95 - Геологическая картография. Условные обозначения на картах геологического содержания. Общие правила изображения.	10
Тема 2. Основы геоморфологии	1. Общие сведения о геоморфологических условиях, рельефе, его происхождении и факторы рельефообразования. Типы и виды рельефа. Геоморфологические элементы. История развития рельефа, его связь с тектоническими структурами. Строение земной коры. Классификация форм рельефа в зависимости от их размера. 2. Эндогенные процессы в рельефе. Рельефообразующая роль тектонических движений земной коры. Магматизм и рельефообразование. Землетрясения как фактор эндогенного рельефообразования. Мегарельеф материков и Мирового океана. 3. Экзогенные процессы и рельеф. Природные геологические процессы. Выветривание и рельефообразование, склоновые процессы и рельеф склонов. Формы рельефа аридных стран. Флювиальные процессы и формы. Карст и карстовые формы рельефа. 4. Геологические процессы, происходящие на дне океана и создаваемые ими формы рельефа. Береговые морские процессы и формы. Гляциальные процессы и гляциальные формы рельефа. Рельефообразование в областях распространения вечной мерзлоты. 5. Классификация, режим и движение подземных вод. Виды вод в грунтах. Водные свойства грунтов. Источники питания и условия залегания подземных вод. Грунтовые и напорные воды. Понятие о минеральных, промышленных и термальных водах. Охрана подземных вод от истощения и загрязнения. 6. Методы геоморфологических исследований и картографирование. Виды геоморфологических и гидрологических карт. Способы измерения и отображения земной поверхности. Изображение рельефа на картах и планах.	12
Тема 3. Горные породы и процессы в них	1. Понятие о минералах. Классификация минералов, происхождение, химический состав, строение, свойства. Структура и текстура. Диагностические признаки. 2. Понятие о горных породах. Классификация горных пород по происхождению. Магматические горные породы. Происхождение и классификация по химическому составу, структуре и текстуре. Условия и формы залегания магматических пород. 3. Осадочные и метаморфические горные породы, их происхождение и классификация. Минеральный состав, структурно-текстурные особенности и свойства осадочных пород. Условия и формы залегания, структура и основные свойства метаморфических пород. 4. Инженерно-геологические процессы: движение горных пород на склонах, суффозионные явления, карстовые процессы, плывуны, просадочные явления, сезонная и вечная мерзлота. 5. Понятие и классификация грунта. Характеристика скальных и нескальных грунтов. Искусственные грунты. Полезные ископаемые и их месторождения. Виды и запасы полезных ископаемых. Связь рельефа и полезных ископаемых. Условные обозначения полезных ископаемых. Методы и способы охраны недр при их освоении.	10
Тема 4. Основы почвоведения	1. Развитие учения о почве и агрономическом почвоведении. Понятие о почве. Взаимодействие почвы с геосферами земли. Структура почвоведения и его место в системе наук. Краткая история возникновения и развития почвоведения. Правовые основы деятельности в сфере почвоведения. 2. Факторы почвообразования. Общая схема почвообразовательного процесса. Факторы распространения почв на земной поверхности и структура почвенного покрова. Геологический и биологический круговороты веществ. 3. Минералогический и химический состав почвы. Гранулометрический состав и структура почвы. Классификация почвенной структуры, строение структурных отдельностей. Морфологическое строение почвы. Фазовый состав почв. 4. Гумус как специфическое органическое вещество почвы. Состав органической части почвы. Гумусовое состояние почв. Почвенная биота и ее общая характеристика. Корневые системы в почвах. Значение и баланс гумуса почвы. 5. Почвенные коллоиды, происхождение, строение и классификация. Виды поглотительной способности почв. Реакция почв. Кислотность и щелочность почв. Водные свойства и водный режим почв. Буферность почв. Тепловые свойства и тепловой режим почв. Общие физические и физико-механические показатели почв. 6. Понятие о почвенном профиле и генетических почвенных горизонтах. Номенклатура и символы генетических почвенных горизонтов. Принципы выделения границ горизонтов в почвенном профиле. Мощность и дифференциация почвенного профиля.	12
Тема 5. Типы почв и их агрономическое значение	1 Понятие о почвенном плодородии. Категории и формы почвенного плодородия. Основные законы земледелия. Плодородие различных типов почв. Факторы и условия плодородия почв. Воспроизводство плодородия. 2 Классификация и диагностика почв. Систематика почв: понятие, основные направления и разделы. Таксономия почв. Принципы диагностики почв. Основные закономерности распространения почв. 3. Основные типы почв: слаборазвитые, дерновые, гидроморфные, криогенные почвы. Солончаки, солонцы, солоди, такыры, вулканические почвы. 4. Почвенно-географическое районирование. Почвы тундровой, лесной, лесостепной, степной зон. Почвы полупустынь и пустынь. Интразональные почвы и почвенный покров горных областей. 5. Основы агроэкологического землепользования. Основы бонитировки почв. Агрономическое значение органической части почвы и ее энергетическая оценка. Эрозия почв и меры борьбы с ней. 6. Основы почвенного картографирования. Почвенные карты: принципы их составления и использования. Характеристика картографических материалов. Почвенные карты и картограммы.	12
Итого:                                                                                                                         56 часов

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Тема 1. Основы геологии

Лекция 1 Вопросы лекции: v    Общие сведения о геологии. v    Методы геологических исследований. v    Основные разделы и отрасли современной геологии. v    История геологических наук. v    Значение инженерно-геологических изысканий для целей землеустройства, составления проектов планировки территорий. v    Нормативно-правовая база для геолого-геоморфологических работ.

 

 

v    Общие сведения о геологии.

 

Геология (от греческих слов «гео» — Земля и «логос» — учение, наука) — комплекс наук о составе, строении, происхождении и истории развития земной коры и Земли в целом.

Геология — совокупность наук о строении Земли, её происхождении и развитии, основанных на изучении геологических процессов, вещественного состава, структуры земной коры и литосферы всеми доступными методами с привлечением данных других наук и дисциплин. 

Объекты исследования геологии:

Природные элементы, из которых состоит земная кора: горные породы, минералы, руды и другие образования. Геологи изучают их состав, строение, свойства, чтобы понять, как они образовались и как взаимодействуют между собой.

Геологическое строение земной коры. Учёные изучают, как природные тела расположены в земной коре, какие структуры они образуют, как они влияют на формирование рельефа.

Геологические процессы. Геология изучает внешние и внутренние процессы, которые формируют и изменяют земную кору.

История развития Земли и жизни на ней. Учёные анализируют ископаемые остатки древних организмов, слои горных пород, чтобы понять, как менялась Земля на протяжении миллиардов лет.

Основные задачи геологии:

·                     разведка новых месторождений полезных ископаемых и новых технологий их добычи; 

·                     решение задач, связанных с изучением инженерно-геологических условий строительства и эксплуатации различных строений; 

·                     охрана уникальных геологических объектов и рациональная разработка месторождений. 

Объектом геологии служит литосфера — внешняя твёрдая оболочка планеты толщиной 50–250 км, состоящая из горных пород и слагающих их минералов. Менее доступны для исследований глубинные оболочки Земли — её мантия и ядро, изучаемые специальными методами. 

Геология играет важную роль в жизни человека. Наука является основой для добычи природных ресурсов, помогает в поиске подземных вод, играет роль в предупреждении и снижении последствий природных катастроф, а также имеет значение для экологических исследований.

 

 

v    Методы геологических исследований.

 

В геологических исследованиях применяют разные методы, которые можно разделить на прямые и косвенные, а также комбинированные. 

Прямые методы

Прямые методы предполагают непосредственное исследование вещества, структуры или процесса. Для их применения необходимо иметь доступ к веществу. Некоторые прямые методы:

·                     Изучение горных пород в естественных обнажениях (обрывы рек, склоны гор). 

·                     Исследование искусственных обнажений, созданных человеком: горных выработок (канавы, шурфы, шахты, карьеры). 

·                     Изучение образцов горных пород, отобранных из буровых скважин (керна). 

Косвенные методы

Косвенные методы изучают геологическое строение по физическим свойствам горных пород, которые измеряются специальными приборами на поверхности земли. К ним относятся, например:

·                     Сейсморазведка — изучение структуры горных пород путём регистрации колебаний, вызванных искусственными взрывами или вибрациями. 

·                     Электроразведка — определение электрического сопротивления слоёв земли, что помогает выявить водоносные горизонты и другие подземные объекты. 

·                     Гравиразведка — изучение вариаций силы тяжести на поверхности Земли, которые могут указывать на наличие полезных ископаемых. 

·                     Магниторазведка — исследование современной намагниченности горных пород, важно для поиска месторождений полезных ископаемых. 

Примеры комбинированных методов

Многие методы геологических исследований применяются в комплексе, дополняя друг друга. Например:

·                     Комбинированная сейсморазведка — сочетание близвертикальных и широкоугольных систем регистрации, обработки и интерпретации данных. 

·                     Геохимические исследования — анализ химического состава горных пород и минералов, который позволяет выявить аномалии, указывающие на наличие полезных ископаемых. 

·                     Дистанционное зондирование Земли (ДЗЗ) — использование спутниковых изображений и аэрофотоснимков для создания детализированных карт геологических структур и выявления потенциальных месторождений. 

·                     ГИС-системы. Географические информационные системы позволяют интегрировать данные различных типов, создавая интерактивные карты и модели местности. С их помощью можно визуализировать результаты геологических исследований, проводить пространственный анализ и прогнозировать возможные изменения в структуре грунта. 

·                     BIM-технологии. Технология информационного моделирования зданий и сооружений, которая находит применение и в сфере геологии. Использование BIM позволяет интегрировать данные геологических исследований в общую информационную модель проекта, обеспечивая синхронизацию всех элементов конструкции с реальными условиями местности. 

·                     Искусственный интеллект и машинное обучение. Алгоритмы способны распознавать закономерности и предсказывать поведение материалов на основе исторических данных. Это позволяет более точно прогнозировать деформацию фундамента, устойчивость склонов и другие важные параметры. 

·                     Беспилотные летательные аппараты (БПЛА). Они оснащены камерами высокого разрешения, тепловизорами и лидарами, что позволяет получать детальные изображения поверхности и выявлять скрытые аномалии. 

 

v    Основные разделы и отрасли современной геологии.

 

Современная геология включает как разделы, изучающие различные аспекты Земли, так и отрасли, связанные с прикладными задачами. 

Разделы

Науки о земной коре. Например:

Петрология (петрография) — изучает магматические, метаморфические и осадочные горные породы, их описание, происхождение, состав, текстурно-структурные особенности. 

Структурная геология — изучает формы залегания геологических тел и нарушения земной коры. 

Гидрогеология — изучает подземные воды. 

Науки о современных геологических процессах. Например:

·                    Геотектоника — изучает строение земной коры. 

·                    Вулканология — изучает вулканизм. 

·                    Сейсмология — изучает геологические процессы при землетрясениях. 

·                    Геокриология (мерзлотоведение) — изучает многолетнемёрзлые породы. 

Науки об исторической последовательности геологических процессов. Например:

·                    Историческая геология — изучает историю и закономерности развития земной коры, основные геологические процессы и события прошлого. 

·                    Палеонтология — наука о вымерших живых организмах. 

·                    Стратиграфия — определяет относительный геологический возраст осадочных горных пород, расчленяет толщи пород и коррелирует различные геологические образования. 

Отрасли

Геология полезных ископаемых — изучает месторождения, методы поиска и разведки.

Инженерная геология — изучает влияние геологической среды на возведение инженерных сооружений.

Геохимия — исследует химический состав горных пород, воды, атмосферы и других природных материалов, а также процессы, приводящие к изменению их состава.

Геофизика — использует методы физики для изучения внутренних процессов Земли: тектонических движений, магнитных и гравитационных полей, а также распространения сейсмических волн.

 

v    История геологических наук.

 

История геологических наук — самостоятельная наука, изучающая процесс становления, логику и закономерности развития наук геологического цикла. Это раздел геологии, изучающий историю геологических знаний и горного дела. 

В истории геологических наук выделяют два крупнейших этапа:

Донаучный, который охватывает широкий хронологический диапазон от начала развития цивилизации до середины XVIII века. Для этого этапа характерны накопление исходного фактического материала, разработка элементарных приёмов геологических наблюдений. 

Научный этап становления и развития, начавшийся в XIX веке. 

Некоторые важные события в истории геологических наук:

В античные времена были высказаны идеи об изменении лика Земли (Аристотель, Страбон), сделаны предположения о морском происхождении ископаемых раковин (Ксенофан), предложена гелиоцентрическая модель строения Солнечной системы. 

В эпоху Возрождения геологические исследования проводили учёные Леонардо да Винчи и Джироламо Фракасторо. Они впервые предположили, что ископаемые раковины являются остатками вымерших организмов, а также, что история Земли длиннее библейских представлений. 

В 1683 году Мартин Листер предложил Лондонскому королевскому обществу обозначать на картах почвы и минералы. Это считается моментом рождением геологической съёмки и геологических карт. 

В конце XIX века экономические потребности стран в отношении недр привели к изменению статуса науки. Появилось множество геологических служб, была введена подготовка специалистов-геологов. 

 

v    Значение инженерно-геологических изысканий для целей землеустройства, составления проектов планировки территорий.

 

Значение инженерно-геологических изысканий для целей землеустройства и составления проектов планировки территорий заключается в следующем:

Получение материалов об инженерно-геологических условиях территории. Они нужны для установления границ зон планируемого размещения объектов капитального строительства и границ земельных участков. 

Разработка прогноза изменения инженерно-геологических условий при хозяйственном освоении территории. Это позволяет обеспечить её рациональное и безопасное использование. 

Получение материалов для обоснования инженерной подготовки, инженерной защиты и благоустройства территории. 

Кроме того, результаты инженерно-геологических изысканий могут быть использованы для подготовки проектной документации объектов капитального строительства, размещаемых в соответствии с документацией по планировке территории. 

 

v    Нормативно-правовая база для геолого-геоморфологических работ.

 

Нормативно-правовая база для геолого-геоморфологических работ в России включает ГОСТы, своды правил (СП) и федеральные законы. Эти документы регламентируют проведение инженерно-геологических изысканий для строительства, а также деятельность в сфере геологического изучения недр. 

ГОСТы

·                     ГОСТ 25100-2020 — «Грунты. Классификация»;

·                     ГОСТ 25584-2016 — «Грунты. Методы лабораторного определения коэффициента фильтрации»;

·                     ГОСТ Р 56353-2015 — «Грунты. Методы лабораторного определения динамических свойств дисперсных грунтов»;

·                     ГОСТ Р 56726-2015 — «Грунты. Метод лабораторного определения удельной касательной силы морозного пучения».

Своды правил (СП)

СП 446.1325800.2019 — «Инженерно-геологические изыскания для строительства. Общие правила производства работ». Утверждён приказом Минстроя России от 05.06.2019 №329/пр (ред. от 23.05.2022). В своде правил описаны, например:

·                     виды специфических грунтов и их основные характеристики;

·                     виды, глубины и назначение инженерно-геологических выработок;

·                     способы и разновидности бурения инженерно-геологических скважин.

Федеральные законы

Закон Российской Федерации от 21.02.1992 №2395-1 «О недрах» — регулирует деятельность в сфере геологического изучения недр, включая поиски и оценку месторождений полезных ископаемых. Например, статья 36.1 закона требует, чтобы работы по региональному геологическому изучению недр, осуществляемые за счёт государственных средств и средств пользователей недр, проводились в соответствии с утверждённой проектной документацией. 

Приказ Минприроды России от 14.06.2016 №352 «Об утверждении Правил подготовки проектной документации на проведение геологического изучения недр и разведки месторождений полезных ископаемых по видам полезных ископаемых». Документ устанавливает требования к составу и содержанию проектной документации на проведение работ по региональному геологическому изучению недр.

 

Вопросы для самопроверки.

 

1)                Что изучает геология?

2)                Какой основной объект изучения геологии?

3)                Какие есть направления в геологии?

4)                Что такое минералогия, кристаллография, петрография и другие науки геологического цикла?

5)                Какие есть науки, изучающие процессы, происходящие на поверхности и внутри Земли?

6)                Какие есть методы, используемые при изучении Земли?

7)                Как геология помогает в изучении Земли?

8)                Какие методы используются в современной геологии?

9)                Как геология помогает в управлении земными ресурсами?

10)            Как геология влияет на развитие технологий?

11)            Как развивалась геология как наука?

12)            Какие методы используются для инженерно-геологических изысканий?

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Тема 1. Основы геологии

Лекция 2 Вопросы лекции: v    Общие сведения о Земле. v    Происхождение и строение Земли. v    Солнечная система и ее основные особенности. v    Строение, геофизические особенности и вещественный состав Земли. v    Форма и размеры Земли. v    Теория фигуры Земли, эволюция и современное представление о планете.

 

v    Общие сведения о Земле.

 

Земля — третья планета Солнечной системы, единственная, на которой, согласно современным научным представлениям, есть жизнь. 

Форма и размеры

Форма Земли — геоид, слегка сплюснутый у полюсов. Полярный радиус планеты — около 6357 км, экваториальный — 6379 км, длина экватора — 40 000 км. 

Размеры: площадь поверхности — 510 млн км², средний диаметр — 12 742 км. 

Строение

Земля состоит из трёх слоёв:

1.                  Земная кора — внешняя твёрдая оболочка, толщина под океанами — около 5–15 км, на материках — до 70 км. Выделяют два типа земной коры: континентальную и океаническую. 

2.                  Мантия — слой под земной корой, толщина — до 2900 км. Состоит из тяжёлых минералов, богатых железом и магнием. 

3.                  Ядро — находится в центре Земли, состоит из двух слоёв: твёрдого внутреннего и жидкого внешнего. 

Атмосфера и океаны

Атмосфера Земли — газовая оболочка, состоящая из азота (78%), кислорода (21%), аргона (1%) и углекислого газа (в минимальных количествах). 

Океаны — непрерывная водная оболочка, которая окружает материки и острова. Мировой океан занимает около 70,8% земной поверхности. Выделяют четыре крупных океана: Тихий, Атлантический, Индийский и Северный Ледовитый.  На некоторых картах отмечают пятый океан — Южный, воды которого омывают Антарктиду. Однако официально он не признан. Чтобы выделить Южный океан из всей гидросферы Земли, необходимо особое соглашение, ратифицированное всеми странами-участницами Международной гидрографической организации.

Над водой выступают 6 материков: Евразия, Африка, Северная Америка, Южная Америка, Антарктида и Австралия. 

История планеты

Земля образовалась около 4,5 млрд лет назад из протопланетного диска — облака газа и межзвёздной пыли. 

Некоторые этапы эволюции Земли:

·                     Изначально планета была раскалённой из-за активного вулканизма и частых столкновений с другими космическими объектами.

·                     Со временем внешние слои Земли остыли, и образовалась твёрдая кора.

·                     Вода, доставленная на планету кометами и астероидами, сконденсировалась в облака и океаны.

·                     Около 3,8 млрд лет назад на Земле зародилась жизнь.

Некоторые общие сведения о Земле:

·                     Масса: 5 973 600 000 000 000 000 000 кг. 

·                     Радиус: 6371 км. 

·                     Площадь поверхности: 510 млн км². 

·                     Длина экватора: около 40 000 км. 

·                     Среднее расстояние от Солнца: около 150 млн км. 

·                     Период обращения вокруг Солнца: 365 дней. 

·                     Орбитальная скорость: около 30 км/с. 

·                     Период вращения вокруг своей оси: 24 часа. 

·                     Число спутников: 1 (Луна). 

·                     Состав атмосферы: азот, кислород, углекислый газ. 

Земля — единственная планета Солнечной системы, на которой существует жизнь. 

 

v    Происхождение и строение Земли.

 

Планета Земля сформировалась около 4,5 миллиарда лет назад из звёздной пыли и газа. Долгое время планета находилась в безжизненном состоянии, атмосфера была наполнена различными газами и не содержала кислорода. 

Научные теории

Гипотеза Жоржа Бюффона — Земля образовалась из-за столкновения Солнца с огромной кометой, в результате чего разлетелись многочисленные брызги. Впоследствии эти брызги стали остывать, и из самых крупных образовались планеты, в том числе Земля.

Гипотеза Иммануила Канта — планета образовалась из холодного пылевого облака, которое вращалось, постепенно пылинки сгущались и соединялись.

Гипотеза Пьера Лапласа — Земля и другие планеты образованы из гигантского раскалённого газового облака, которое постепенно остывало, сжималось.

Этапы развития

Изначально Земля была расплавлена из-за активного вулканизма и частых столкновений с другими космическими объектами.

Со временем космические бомбардировки прекратились, что позволило планете остыть и образовать твёрдую кору.

Доставленная на планету кометами и астероидами вода сконденсировалась в облака и океаны.

Атмосфера

Первичная атмосфера Земли состояла из лёгких газов (водорода и гелия), захваченных из межпланетного пространства. 

Вторичная атмосфера образовалась благодаря вулканической деятельности, которая привела к насыщению атмосферы другими газами, кроме водорода (углекислым газом, аммиаком, водяным паром). 

Кислород появился в заметных количествах около 2 млрд лет назад как результат деятельности фотосинтезирующих организмов, первоначально зародившихся в поверхностных водах океана. 

Жизнь

Долгое время планета находилась в безжизненном состоянии. Кислород появился в атмосфере с появлением первых фотосинтезирующих организмов — цианобактерий. 

Около 580 миллионов лет назад возникла сложная многоклеточная жизнь. 

Процесс формирования

Некоторые этапы формирования Земли:

Гравитационная дифференциация — более плотные вещества (тяжёлые металлы) погружались, образуя металлическое ядро планеты, а менее плотные (силикаты) всплывали, постепенно создавая мантию и литосферу.

Остывание и кристаллизация магмы — так образовалась первичная твёрдая земная кора.

Конденсация водяного пара — дальнейшее остывание верхних слоёв планеты и понижение температуры ниже точки кипения вызвали появление жидкой фазы воды.

 Эволюция

На протяжении сотен миллионов лет поверхность планеты постоянно изменялась, континенты формировались и распадались. Например:

Примерно 750 млн лет назад — суперконтинент Родиния начал распадаться.

С 600 до 540 млн лет назад — континенты сформировали Паннотию и, наконец, Пангею, которая распалась 180 млн лет назад.

 

v    Солнечная система и ее основные особенности.

 

Солнечная система — планетная система, включающая в себя центральную звезду Солнце и все естественные космические объекты на гелиоцентрических орбитах. 

Основные особенности Солнечной системы:

·                     Основная масса вещества сосредоточена в Солнце. На массу всех других составляющих системы приходится 1/750 часть массы Солнца. 

·                     Орбиты планет и большинства астероидов лежат почти в одной плоскости, незначительно наклоненной к плоскости солнечного экватора. 

·                     Все планеты и астероиды обращаются вокруг Солнца в одном и том же направлении. Вращение Солнца вокруг своей оси происходит в ту же сторону, что и движение планет вокруг Солнца. 

·                     Планеты разделяются на две различающиеся группы: планеты земной группы и планеты-гиганты. 

·                     Момент количества движения между Солнцем и планетами распределяется неравномерно: на долю Солнца, в котором сосредоточена почти вся масса Солнечной системы, приходится только 2% её полного количества движения. 

·                     Орбиты большинства спутников планет близки к круговым. Движение большинства спутников по орбитам происходит в том же направлении, в каком планеты движутся вокруг Солнца. 

 

v    Строение, геофизические особенности и вещественный состав Земли.

 

Строение Земли: планета неоднородна и подразделяется на ряд слоёв или сфер, которые делятся на внутренние и внешние.

Внутренние сферы Земли:

Земля имеет слоистое строение. Выделяют три крупных слоя: земную кору, мантию и ядро. По мере продвижения вглубь планеты увеличиваются температура и давление. 

Земная кора

Земная кора — внешняя твёрдая оболочка Земли, верхняя часть литосферы. Состоит из горных пород и минералов. 

Выделяют два типа земной коры:

Континентальная. Толщина — от 35–45 км под равнинами до 70 км в области молодых гор. Включает три слоя: осадочный, гранитный и базальтовый. 

Океаническая. Толщина — 5–10 км. Состоит из двух слоёв: осадочного и базальтового. 

Граница между корой и мантией называется поверхность Мохоровичича («Мохо»). На ней происходит резкое увеличение скоростей сейсмических волн из-за увеличения плотности вещества. 

Мантия

Мантия — самый толстый слой планеты, на неё приходится 70% массы Земли и 80% объёма. 

Мантия делится на верхнюю и нижнюю. В верхней части выделяется слой разуплотнённого (полужидкого) вещества — астеносфера. 

Температура в мантии достигает 1000–1200 °С, повышаясь к нижней границе до 4000 °С. В мантии наблюдается тепловая конвекция: более горячие вещества из нижних слоёв поднимаются к поверхности. 

Ядро

Ядро — горячий и плотный шар в центре планеты. На него приходится около 30% массы Земли.  Ядро состоит из двух частей:

Внешнее ядро. Находится под мантией, предположительно, представляет собой слой расплавленного железа и никеля. Толщина — около 2000 км. Внутри этого слоя формируются токи, которые создают магнитное поле Земли.

Внутреннее ядро. Это сердцевина Земли. Учёные считают, что оно почти на 90% состоит из сплава никеля и железа, а также примесей серы. Температура во внутреннем ядре — от 5000 до 6000 °C, но оно не является жидким из-за колоссального давления, которое испытывает центр планеты.

Внешнее строение Земли включает три оболочки: атмосферу, гидросферу и биосферу. Эти оболочки не имеют чётких границ и находятся в тесном взаимодействии. 

Атмосфера

Атмосфера — газовая оболочка, окружающая планету. Она состоит из смеси различных газов, а также водяных паров и пыли. 

Атмосфера делится на несколько слоёв, каждый из которых имеет свои особенности по температуре, давлению и составу:

·                     Тропосфера — самый нижний слой, находится от поверхности Земли до высоты около 8–15 км. Здесь происходит основное количество атмосферных явлений: облака, осадки, ветры.

·                     Стратосфера — слой выше тропосферы, от 15 до 50 км. В этом слое находится озоновый слой, который поглощает ультрафиолетовое излучение Солнца.

·                     Мезосфера — находится между 50 и 85 км от поверхности Земли. В мезосфере температура снова падает, а также происходит сгорание метеоритов.

·                     Термосфера — слой от 85 до 500–1000 км. В термосфере температура резко возрастает с высотой, и она может достигать нескольких тысяч градусов.

·                     Экзосфера — самый верхний слой атмосферы, начинается примерно с 500–1000 км. В экзосфере газовые молекулы так разрежены, что они могут покидать атмосферу и выходить в космос.

Гидросфера

Гидросфера — непрерывная водная оболочка Земли. Она включает всю воду, которая может находиться в трёх состояниях: жидком, твёрдом и газообразном. 

Гидросферу принято делить на три основные части:

·                     Мировой океан — основная часть, в состав которой входят все океаны: Тихий, Индийский, Атлантический, Северный Ледовитый.

·                     Континентальные поверхностные воды — это все водные бассейны, расположенные на поверхности земного шара: болота, водохранилища, моря, озёра, реки.

·                     Подземные воды — воды, расположенные под землёй.

 Все части гидросферы связаны между собой и участвуют в глобальном круговороте воды. 

Биосфера

Биосфера — область Земли, где присутствует жизнь. Она включает все живые организмы (растения, животные, микроорганизмы) и среду их обитания. 

Биосфера не имеет чётко определённых верхней и нижней границ. Она простирается от самых высоких атмосферных слоёв до глубин океанов и земной коры. 

Геофизические особенности: Земля обладает гравитационным и магнитным полем. Гравитация, или сила тяжести, обусловливает вес тел и направлена перпендикулярно к поверхности геоида и обратно пропорциональна квадрату расстояния от центра притяжения. 

Вещественный состав: в среднем Земля на 99% своей массы состоит из 8 химических элементов, причём на 4 из них (железо, кислород, кремний и магний) приходится 91%, ещё 8% приходится на никель, серу, алюминий и кальций. На все остальные химические элементы приходится около 1%.

 

v    Форма и размеры Земли.

 

Земля имеет сложную форму, близкую к сплюснутому эллипсоиду, и определённые размеры. 

Форма Земли

Форма Земли называется геоидом. Она не является идеальным шаром из-за вращения планеты вокруг своей оси, которое создаёт центробежные силы. В результате экваториальный радиус Земли примерно на 21 километр больше полярного. 

Геоид учитывает рельеф, плотность горных пород и распределение воды. Его форма не статична и изменяется со временем под воздействием тектонических процессов, изменения климата и других природных явлений. 

Размеры Земли

Некоторые параметры Земли:

·                     Средний диаметр — около 12 742 км. 

·                     Окружность по экватору — 40 075,017 км, по меридиану — 40 007,86 км. 

·                     Площадь поверхности — 510 млн км². 

·                     Экваториальный радиус: 6378,1 км. 

·                     Полярный радиус: 6356,8 км. 

·                     Средний радиус: 6371,0 км. 

·                     Окружность большого круга: 40 075,017 км (по экватору) и 40 007,863 км (по меридиану). 

·                     Площадь поверхности: 510 072 000 км². 

 

v    Теория фигуры Земли, эволюция и современное представление о планете.

 

Теория фигуры Земли — это представление о форме планеты, изменявшееся в ходе исторического развития знаний. 

Первое приближение — ещё в древности было осознано, что фигура Земли имеет вид шара. Задача изучения сводилась к определению радиуса земного шара (Эратосфен, Бируни). 

Второе приближение предложил Исаак Ньютон, исходя из открытого им закона всемирного тяготения. Он высказал предположение, что фигура Земли вследствие её вращения около оси и взаимного притяжения составляющих её масс должна быть слабо сплюснута в направлении оси вращения и иметь вид сфероида, близкого к эллипсоиду вращения. Результаты градусных измерений в первой половине XVIII века подтвердили обоснованность этого предположения. 

Развитие теории фигуры Земли в XIX веке Дж. Стоксом и другими учёными привело к введению понятия геоид, отождествление с которым фигуры Земли явилось следующим приближением в представлениях о ней. Фигура в этом понимании имеет довольно сложный вид и зависит от внутреннего строения Земли. 

Современное представление о фигуре Земли — это фигура реально существующей физической поверхности Земли, образованной на морях и океанах невозмущённой поверхностью воды, а на материках и островах — рельефом. Её создал М. С. Молоденский, он ввёл квазигеоид, строгое математическое определение которого позволило изучать фигуру Земли без привлечения гипотез о внутреннем строении Земли. 

Современные учёные характеризуют фигуру планеты как эллипсоидную, немного сплюснутую у полюсов из-за своего суточного вращения. 

 

Вопросы для самопроверки.

 

1)                Какова форма Земли? 

2)                Какие размеры планеты: радиус, площадь, длина экватора, угол наклона оси? 

3)                Какие есть внешние оболочки Земли? 

4)                Что такое земная кора, какие есть её типы? 

5)                Что такое мантия Земли, какой её химический состав и плотность?

6)                Какая площадь поверхности Земли?

7)                Какая часть поверхности Земли занята сушей, а какая — водной поверхностью?

8)                Сколько планет в Солнечной системе? 

9)                Какую форму имеет Земля?

10)            Как менялись представления о форме Земли в разные эпохи?

11)            Что влияет на форму Земли?

12)            Какое современное представление о фигуре Земли?

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Тема 1. Основы геологии

Лекция 3 Вопросы лекции: v    Глобальная геотектоника и геодинамика. v    Геологическая хронология.  v    Периодизация геологической истории. v    Стратиграфия, литология, сейсмическая активность и условия залегания верхних слоев земли. v    Генетические типы четвертичных отложений.

v    Глобальная геотектоника и геодинамика.

 

Геотектоника и геодинамика — науки о Земле, изучающие разные аспекты строения и эволюции планеты. 

Геотектоника занимается изучением строения, движений и деформаций литосферы, её развития в связи с развитием Земли в целом. 

Геодинамика изучает процессы, геологические явления и причины, приводящие к эволюции геосфер, глобальных закономерностей геологического развития планеты. 

Геотектоника

Предмет: элементы литосферы различного масштаба: континенты, океаны, зоны перехода между континентами и океаном (континентальные окраины) и другие. 

Некоторые разделы геотектоники:

Общая (теоретическая) — изучает закономерности строения тектоносферы (литосферы и астеносферы).

Региональная — выявляет и характеризует структурные элементы литосферы разного типа в пределах отдельного региона, континента, океана или всего земного шара.

Историческая — исследует историю формирования современной структуры литосферы, выявляет основные этапы и стадии её развития как в глобальном, так и в региональном масштабах.

Методы: структурный анализ, палеотектонический анализ, неотектонический анализ, метод сравнительной тектоники. 

Геодинамика

Предмет: движения и деформации, происходящие в земной коре, мантии и ядре, и причины таких движений и деформаций. 

Некоторые направления геодинамики:

Эндогенная — исследует процессы, протекающие в недрах «твёрдой» Земли.

Экзогенная — изучает процессы, происходящие на поверхности Земли под воздействием агентов внешней среды: атмосферы, гидросферы, криосферы.

Методы: гравитационные наблюдения, измерение вертикальных и горизонтальных смещений, изучение напряжённого состояния литосферы и его вариаций во времени (положение и механизмы очагов землетрясений, трещиноватость и т. д.). 

Ведущей концепцией в области геотектоники и геодинамики в настоящее время является концепция тектоники литосферных плит, в основе которой лежат представления о латеральном перемещении литосферных плит по пластичной астеносфере. 

 

v    Геологическая хронология.

 

Геологическая хронология — наука, изучающая возраст и последовательность формирования горных пород, минералов и событий в истории Земли. Её основная задача — установление относительного порядка возникновения горных пород земной коры во времени. 

История развития

Некоторые этапы развития геологической хронологии:

·                     XVII век — Николас Стено сформулировал принцип, согласно которому в нормальном залегании слоёв каждый верхний слой моложе нижележащего.

·                     XVIII век — Михаил Ломоносов предположил, что Земля имеет древнюю историю, а возраст горных пород можно определить по их составу и строению.

·                     XIX век — Уильям Смит использовал руководящие ископаемые для определения относительного возраста пород, заложив основы палеонтологического метода.

·                     Начало XX века — развитие радиоактивности позволило определить абсолютный возраст минералов. В 1907 году Эрнест Резерфорд впервые применил радиоизотопный метод для датирования горных пород.

Основные единицы времени

В геологической хронологии выделяют:

·                     Геохронологические подразделения: эон, эра, период, эпоха, век, фаза.

·                     Стратиграфические подразделения: эонотема, группа, система, отдел, ярус, зона.

Методы определения возраста

Некоторые методы геологической хронологии:

·                     Стратиграфический метод. Основан на принципе суперпозиции слоёв: в ненарушенном разрезе каждый верхний слой моложе нижележащего. Применяется для определения относительного возраста осадочных пород.

·                     Палеонтологический метод. Использует руководящие ископаемые — останки организмов, существовавших в определённые геологические периоды. По наличию таких ископаемых в слоях пород определяют их относительный возраст.

·                     Радиоизотопные методы. Определяют абсолютный возраст горных пород по содержанию радиоактивных изотопов и продуктов их распада. Основные методы: уран-свинцовый, калий-аргоновый, рубидий-стронциевый.

·                     Палеомагнитный метод. Основан на изучении остаточной намагниченности горных пород. При остывании породы фиксируют направление и интенсивность магнитного поля Земли в момент своего формирования. Сравнение данных с кривой изменения магнитного поля позволяет датировать породы.

Примеры применения

Данные геологической хронологии используются, например, для:

·                     Реконструкции геологических событий — тектонических движений, внедрения магматических расплавов, наступления и отступления морей, накопления и размыва осадков, метаморфизма и выветривания.

·                     Сопоставления геологических событий различных районов Земли. Единая геохронологическая шкала служит основой для этого сопоставления.

 

v    Периодизация геологической истории.

 

Геологическая история Земли делится на эры и периоды. Эти подразделения помогают систематизировать и датировать события в истории планеты, такие как возникновение жизни, массовые вымирания и тектонические процессы. 

Геологические эры

Выделяют пять геологических эр:

1.                  Архейская (эра древнейшей жизни) — от 3600 до 2600 млн лет назад.

2.                  Протерозойская (эра ранней жизни) — от 2600 до 570 млн лет назад.

3.                  Палеозойская (эра древней жизни) — от 570 до 230 млн лет назад.

4.                  Мезозойская (эра средней жизни) — от 230 до 67 млн лет назад.

5.                  Кайнозойская (эра новой жизни) — от 67 млн лет назад до настоящего времени.

Границы между эрами — глобальные эволюционные события, вымирания. 

Геологические периоды

Эры делятся на геологические периоды — более мелкие отрезки времени, чем эры. Например, в палеозойской эре выделяют шесть периодов: кембрий, ордовик, силур, девон, карбон и пермь. В мезозойской эре — три периода: триас, юра, мел. В кайнозойской эре — три периода: палеоген, неоген, четвертичный. 

Продолжительность периодов — от 20 до 100 млн лет. 

Примеры временных отрезков

Некоторые события, которые происходили в разные периоды:

·                     Архей — формирование земной коры, появление первых простейших организмов (сине-зелёные водоросли и бактерии). 

·                     Протерозой — развитие первых форм жизни, изменение состава первичной атмосферы (увеличивается количество кислорода). 

·                     Палеозой — появление и активное развитие растений и животных — рыб, амфибий, насекомых, в конце периода — первых динозавров. 

·                     Мезозой — формирование контуров современных материков, складчатости, которые образуют горные возвышенности. 

·                     Кайнозой — завершение формирования современного рельефа Земли, формирование близких к современным природных зон и почв. 

 

v    Стратиграфия, литология, сейсмическая активность и условия залегания верхних слоев земли.

 

Стратиграфия, литология, сейсмическая активность и условия залегания верхних слоёв Земли — темы, которые изучают разные аспекты геологии. Эти понятия связаны с изучением последовательности слоёв горных пород, осадочных пород, сейсмической активности и условий залегания горных пород. 

Стратиграфия

Изучает последовательность, состав и происхождение слоёв горных пород (осадочных, вулканических и других) в земной коре. Некоторые задачи стратиграфии:

·                     Изучение последовательности слоёв — определение порядка их образования.

·                     Классификация и корреляция — сопоставление пород разных регионов по возрасту и составу.

·                     Реконструкция палеосреды — воссоздание условий (климат, ландшафт, море) в прошлом.

·                     Датировка — установление относительного и абсолютного возраста пород (например, с помощью радиоизотопов).

Методы исследования: полевые работы, лабораторные исследования, геофизические методы, палеонтологические исследования. 

Литология

Изучает осадочные горные породы, их минеральный состав, строение, происхождение. Некоторые задачи литологии:

·                     изучение состава и строения осадочных пород и осадков;

·                     реконструкция условий образования осадков и осадочных пород;

·                     установление закономерностей распространения осадочных толщ в конкретных разрезах и земной коре.

Методы исследования: полевые и лабораторные работы, химические и микроскопические методы. 

Сейсмическая активность

Изучает землетрясения — колебания земной поверхности и подземные толчки, происходящие в результате движения тектонических плит. Некоторые причины землетрясений:

·                     Движение плит — по мере движения плит в земной коре накапливается напряжение, когда оно превышает предел прочности пород, происходит разрыв с мгновенным высвобождением энергии в виде сейсмических волн.

·                     Вулканическая активность — движение магмы внутри земной коры создаёт напряжение, которое приводит к подземным толчкам, которые могут предшествовать извержению или сопровождать его.

Методы изучения: сейсмографы фиксируют колебания земной поверхности, спутниковые GPS-измерения помогают отслеживать движение земной коры и выявлять потенциальные зоны напряжения. 

Условия залегания

Изучает формы залегания горных пород в земной коре, причины их возникновения и историю развития. Некоторые виды условий залегания:

·                     Нормальное залегание — осадочные горные породы залегают в виде пластов, расположенных горизонтально или с небольшим уклоном.

·                     Нарушение первоначального залегания — в результате тектонических процессов нормальное залегание нарушается, появляются складки, сбросы, сдвиги и другие формы.

Методы изучения: структурная геология, которая изучает формы залегания горных пород, причины их возникновения и историю развития. 

 

v  Генетические типы четвертичных отложений.

 

Генетические типы четвертичных отложений — это совокупности осадков, которые сформировались в результате деятельности определённых геологических агентов: воды, ветра, льда и других. 

Термин «генетический тип» не является чисто литологической категорией: к одному типу могут относиться осадки, отличающиеся динамикой накопления и литологическим составом. 

Виды генетических типов

Генетические типы могут быть:

·                     Простыми — созданы одним ведущим процессом транспортировки и накопления материала.

·                     Сложными (смешанными) — формируются при деятельности двух и более процессов (например, гравитационное перемещение материала и склоновый смыв).

Примеры генетических типов

Некоторые примеры генетических типов четвертичных отложений:

·                     Аллювий — отложения постоянных русловых водных потоков (рек). 

·                     Делювий — образуются в результате плоскостного смыва, когда мелкие струйки талых и дождевых вод переносят продукты выветривания горных пород. 

·                     Пролювий — формируются временными потоками при выходе из гор. 

·                     Ледниковые (гляциальные) — собственно ледниковые отложения (морены), водно-ледниковые (флювиогляциальные) и озёрно-ледниковые (лимногляциальные). 

·                     Эоловые — ветровые отложения, например, эоловые пески и лёссы. 

Методы их выделения

Для выделения генетических типов четвертичных отложений используют, например:

·                     Геоморфологические методы — позволяют выделять и прослеживать генетические типы отложений по формам рельефа. 

·                     Изучение формы, окатанности и ориентировки обломочных частиц — помогает определить способ транспортировки материала и дальность его переноса. 

·                     Исследование текстур отложений — позволяет восстанавливать условия осадконакопления. 

 

Вопросы для самопроверки.

 

1.                  Какие существуют этапы развития геотектоники?

2.                  Как геотектоника влияет на формирование рельефа?

3.                  Что изучает геологическая хронология?

4.                  Какова основная задача геологической хронологии?

5.                  Сколько всего выделено эр в геологической истории Земли?

6.                  Как называются периоды геологической истории Земли?

7.                  В каком порядке идут периоды геологической истории Земли?

8.                  Какие методы используются в стратиграфии?

9.                  Какие задачи решает литология?

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Тема 1. Основы геологии

Лекция 4 Вопросы лекции: v    Общие сведения о гидрографии. v    Виды гидрографической деятельности. v    Строение и состав гидросферы. v    Водный баланс Земли. v    Понятие о гидрогеологии.

v    Общие сведения о гидрографии.

 

Гидрография — отрасль прикладной науки, которая занимается измерением и описанием физических свойств океанов, морей, прибрежных районов, озёр и рек. Она также прогнозирует их изменения во времени. 

Основные цели гидрографии: обеспечение безопасности судоходства и поддержка всех других видов морской деятельности, включая экономическое развитие, безопасность, научные исследования и защиту окружающей среды. 

Гидрография может быть подразделена на два раздела:

1.                  Физическая гидрография. Рассматривает вопросы морфологии и морфометрии водных объектов, закономерности их распределения по территории и по ландшафтным зонам. 

2.                  Частная гидрография, или региональная гидрография. Рассматривает особенности водных объектов по отдельным районам с учётом гидрографического районирования (по речным бассейнам) и возможности их использования для народного хозяйства. 

Знание гидрографических характеристик водных объектов имеет большое практическое значение для объяснения особенностей их режима, при составлении гидрологических прогнозов, проектировании водохозяйственных и гидротехнических сооружений. 

 

v    Виды гидрографической деятельности.

 

Виды гидрографической деятельности могут включать:

1.                  Рекогносцировочные и облегчённые работы. Подразумевают ознакомление с топографическими картами, материалами аэрофотосъёмки, справочниками и материалами ранее проводимых изысканий. Необходимы для первичного ознакомления с объектом и местностью. 

2.                  Подробные исследования. Проводятся для разработки проектной документации гидротехнических сооружений, дноуглубления на водных подходах к водохозяйственным, промышленным объектам, на участках, затруднённых для судоходства. 

3.                  Специальные виды работ. Выполняются на объектах с особыми условиями. Например, на реках со сложным русловым режимом, прибрежных акваториях морей, которые подвержены существенным переформированиям. Необходимы для проведения работ по русловыправлению и берегоукреплению, дноуглублению и скалоуборке, различных исследовательских работ, а также строительства и эксплуатации гидротехнических сооружений. 

 

v    Строение и состав гидросферы.

 

Гидросфера — это непрерывная водная оболочка планеты, которая располагается между твёрдой земной оболочкой и атмосферой. Включает в себя всю воду, которая, в зависимости от условий окружающей среды, может находиться в трёх состояниях: твёрдом, газообразном и жидком. 

Строение гидросферы:

·                     Мировой океан — основная часть гидросферы, в состав которого входят все океаны: Тихий, Индийский, Атлантический, Северный Ледовитый. Солёные океанические воды составляют 96% от всего объёма гидросферы. 

·                     Континентальные поверхностные воды — это все водные бассейны, расположенные на поверхности земного шара: болота, водохранилища, моря, озёра, реки. Поверхностные воды могут быть как солёными, так и пресными, искусственными и естественными. 

·                     Подземные воды — это все воды, расположенные под землёй. 

Состав гидросферы:

·                     Солёные океанические воды составляют 96,4% объёма гидросферы. 

·                     Воды ледников — 1,86%. 

·                     Подземные воды — 1,68%. 

·                     Поверхностные воды суши — немногим более 0,02%. 

Кроме того в гидросферу входят водяной пар атмосферы, почвенная влага и вода, содержащаяся в живых организмах. 

 

v    Водный баланс Земли.

 

Водный баланс Земли — это соотношение между количеством испаряющейся воды с поверхности Мирового океана и суши и количеством воды, которая поступает на поверхность Земли в виде осадков за определённый промежуток времени. 

Другими словами, это количественная характеристика прихода (атмосферные осадки, речной сток) и расхода (испарение) земной поверхности за определённый период времени. 

Водный баланс является количественным выражением круговорота воды на Земле. Расчётом составляющих водного баланса широко пользуются в гидрологии и в метеорологии для изучения водного режима. 

Уравнения водного баланса могут быть составлены для всей Земли, Мирового океана, суши, отдельных континентов и стран, речных бассейнов, озёр и других водоёмов и в принципе для любой территории, ограниченной произвольным контуром. 

 

v    Понятие о гидрогеологии.

 

Гидрогеология — наука, изучающая происхождение, условия залегания, состав и закономерности движения подземных вод.  

Также изучается взаимодействие подземных вод с горными породами, поверхностными водами и атмосферой. 

Некоторые разделы гидрогеологии:

·                     Общая гидрогеология. Рассматривает общие вопросы питания и формирования подземных вод, их происхождение, классификацию, химический состав и другие. 

·                     Динамика подземных вод. Исследует движение подземных вод в горных породах земной коры под влиянием естественных и искусственных факторов. 

·                     Гидрогеохимия. Изучает химический состав подземных вод и его изменение во времени и в пространстве, взаимосвязь с химическими, физическими и биологическими процессами, протекающими в земной коре. 

·                     Региональная гидрогеология. Выявляет и изучает региональные (широкомасштабные) гидрогеологические закономерности формирования подземных вод. 

·                     Прикладная гидрогеология. Обслуживает отдельные отрасли народного хозяйства. Выделяют сельскохозяйственную, нефтяную, шахтную и рудничную гидрогеологию. 

Данные гидрогеологии используются для решения вопросов водоснабжения, мелиорации и ирригации, эксплуатации месторождений подземных питьевых, технических, минеральных, промышленных и термальных вод. 

 

Вопросы для самопроверки.

 

1)                 Что изучает гидрография

2)                 Из чего состоит гидросфера?

3)                 Являются ли ледники водами суши?

4)                 Как называется непрерывный процесс перемещения воды из Мирового океана на сушу и обратно?

5)                 Что такое водный баланс Земли?

6)                 Какие составляющие входят в общий водный баланс?

7)                 Как рассчитывается водный баланс Земли?

8)                 Что изучает гидрогеология?

9)                 Какие разделы включает гидрогеология?

10)             Каково значение подземных вод в жизни человека?

11)             Какие методы исследования применяют гидрогеологи?

12)             Как гидрогеология связана с другими науками?

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Тема 1. Основы геологии

Лекция 5 Вопросы лекции: v    Геологическая съемка и картографирование. v    Понятия о геологической карте и разрезе. v    ГОСТ Р 50836-95 - Геологическая картография. v    Условные обозначения на картах геологического содержания. v    Общие правила изображения.

v    Геологическая съемка и картографирование.

 

Геологическая съёмка — это комплекс исследований, осуществляемых с целью изучения строения земной коры, составления геологических карт и выявления перспектив территорий в отношении полезных ископаемых.

 Процесс съёмки включает изучение естественных и искусственных обнажений горных пород (определение их состава, свойств, происхождения, возраста, форм залегания) и перенос полученных сведений, особенно касающихся границ геологических тел, на топографическую основу. 

Некоторые виды геологической съёмки:

·                     Мелкомасштабная (1:1 000 000, 1:500 000).

·                     Среднемасштабная (1:200 000, 1:100 000).

·                     Крупномасштабная (1:50 000, 1:25 000).

·                     Детальная (1:10 000 и крупнее).

Процесс геологической съёмки включает несколько этапов:

1.                  Подготовительный. Собирается, анализируется и систематизируется вся имеющаяся информация о геологическом строении, полезных ископаемых, экологической обстановке и других особенностях территории работ. Составляются предварительные геологические карты и компьютерные базы данных, разрабатывается проектно-сметная документация. 

2.                  Полевой. Геологи проводят маршрутные исследования, в которых изучают состав, структуру и площади распространения комплексов горных пород, строение зон разломов и т. д.. Особое внимание уделяют изучению закономерностей размещения месторождений полезных ископаемых. 

3.                  Камерный. Проводятся обработка, систематизация и интерпретация всех накопленных, в том числе аналитических, данных, составляются компьютерные базы данных. 

Результатом геологической съёмки является комплект взаимоувязанных карт геологического содержания и отчёт, содержащий полные сведения о геологическом строении района, закономерностях размещения и прогнозе полезных ископаемых и др.. 

Геологическое картографирование — процесс создания карт геологического содержания. 

Некоторые виды картографирования:

·                     Наземное. Направлено на обнаружение полезных ископаемых или ряда признаков, по которым они определяются непосредственно на поверхности изучаемых геологических горизонтов.

·                     Глубинное. Отличается от наземного тем, что кроме визуальных наблюдений используются данные глубинной геологии: результаты геофизических исследований и бурения.

 Составленные в процессе съёмки геологические карты позволяют сделать выводы о строении и развитии земной коры как отдельных регионов, так и обширных геологических областей, способствуют выяснению закономерностей распространения месторождений полезных ископаемых, служат основой для проведения геологоразведочных работ. 

 

v    Понятия о геологической карте и разрезе.

 

Геологическая карта и геологический разрез — понятия, связанные с графическим изображением геологического строения участка земной коры. 

Геологическая карта

Геологическая карта — карта, отображающая геологическое строение определённого участка земной коры на топографической основе. На ней изображают распространение на земной поверхности различных геологических образований, свойства горных пород и другие данные. 

Некоторые особенности построения:

·                     Условными знаками (краской, штриховкой, буквенными индексами и др.) показывают распространение пород различного возраста, магматических пород и разрывных тектонических нарушений. 

·                     По форме границ на карте судят о геологических структурах, условиях залегания, соотношениях горных пород и о поведении пластов на глубине. 

·                     Обязательный элемент — легенда (система условных обозначений), в которой приводится расшифровка всех применённых обозначений. 

Геологический разрез

Геологический разрез — графическое изображение на вертикальной плоскости геологического строения участка. На разрезе показывают последовательность и мощности слоёв, формы их залегания.  Некоторые особенности построения:

·                     Разрез строят по геологической карте в определённом масштабе, выбор которого зависит от сложности геологического строения и масштаба карты. 

·                     Как правило, разрезы строятся вкрест простирания основных структур, а при горизонтальном залегании пород направление разреза определяется положением горных выработок или естественных обнажений. 

·                     Все стратиграфические границы (согласные, несогласные и др.) на разрезах показывают тонкими сплошными линиями.  На разрез наносят все географические ориентиры (населённые пункты, железные дороги, вершины гор и т. д.), которые пересекаются линией разреза. 

 

v    ГОСТ Р 50836-95 - Геологическая картография.

 

ГОСТ Р 50836-95 — государственный стандарт Российской Федерации «Геологическая картография. Условные обозначения на картах геологического содержания. Общие правила изображения». 

Стандарт устанавливает общие правила изображения и использования условных знаков на картах геологического содержания, вне зависимости от их целевой направленности, а также на дополнительных элементах карты (карты-врезки, схемы, стратиграфические и литографические колонки, разрезы и др.).  Стандарт распространяется на карты геологического содержания масштаба 1:25 000 и мельче. 

Некоторые общие положения стандарта:

·                     Картографируемые объекты и их характеристики (признаки, свойства) изображают на картах геологического содержания и сопровождающих их элементах различными картографическими средствами, с помощью которых формируют системы типовых условных знаков. 

·                     Каждый картографируемый объект и поля распространения различных характеристик внутри него должны иметь границы. 

·                     Картографируемые характеристики (свойства, признаки), имеющие единственное значение, следует изображать одним элементарным знаком. Смежные и промежуточные характеристики (свойства, признаки) изображаются сочетанием нескольких элементарных знаков (при сочетании не более трёх знаков) или специальным знаком при необходимости сочетания трёх знаков. 

·                     Для изображения особенностей состава, текстуры и других характеристик (свойств, признаков) картографируемых объектов элементарные знаки располагают равномерно или неравномерно, упорядоченно или хаотично. 

 

v    Условные обозначения на картах геологического содержания.

 

Условные обозначения на картах геологического содержания включают различные типы знаков:

·                     Площадные. Применяются для изображения объектов и их характеристик, распространяемых по всему полю и/или отдельным участкам карты. Различают три типа площадных знаков: цветовые, штриховка и крап. 

·                     Линейные. Применяются для отображения границ картографируемых объектов любого рода, линейно ориентированных объектов, а также воображаемых линейных объектов (оси складок, геофизических и геохимических аномалий и т. п.). 

·                     Внемасштабные. Посредством сочетания этих знаков формируются табличные знаки и диаграммы, помещаемые на картах и при необходимости сопровождаемые подписями. 

·                     Буквенно-цифровые. Посредством сочетания этих знаков формируются табличные знаки и диаграммы, помещаемые на картах и при необходимости сопровождаемые подписями. 

Общие правила изображения и использования условных знаков на картах геологического содержания устанавливает ГОСТ Р 50836-95. 

 

v    Общие правила изображения.

 

Некоторые общие правила изображения условных знаков в геологии:

·                     Картографируемые характеристики (свойства, признаки), имеющие единственное значение, следует изображать одним элементарным знаком. Смежные и промежуточные характеристики изображаются сочетанием нескольких элементарных знаков (при сочетании не более трёх знаков) или специальным знаком при необходимости сочетания трёх знаков. 

·                     При наличии сведений о пространственной приуроченности или ориентировке отдельных геологических характеристик (слоистость, сланцеватость, трахитоидность и т. п.) элементарные знаки, обозначающие эти характеристики, располагаются в направлении природной ориентации, в том числе можно располагать параллельно границам геологических тел. В иных случаях элементарные знаки ориентируются по отношению к одной из сторон рамки карты. 

·                     Для изображения особенностей состава, текстуры и других характеристик (свойств, признаков) картографируемых объектов элементарные знаки располагают равномерно или неравномерно, упорядоченно или хаотично. 

·                     При наличии нескольких размерных градаций какого-либо условного знака его смежные градации должны быть различимы по размерам не менее чем в 1,5–1,7 раза. 

·                     Достоверно установленные границы показывают сплошной линией, границы, устанавливаемые предположительно, — штриховыми линиями, границы распространения отдельных характеристик внутри картографируемого объекта — точечной линией. 

·                     Картографируемые объекты значительной протяжённости, поперечные размеры которых не выражаются в масштабе карты, изображают линейными знаками, отражающими протяжённость и ориентировку объекта. Расстояние между соседними линейными знаками на карте должно быть не менее 1 мм. 

·                     Равные значения или равные качества определённых характеристик (признаков, свойств) объектов и процессов изображают изолиниями. 

 

Вопросы для самопроверки.

 

1)                 Что такое геологическая съёмка и геологическое картографирование?

2)                 В чём заключается геологическое картирование?

3)                 Какие бывают типы геологических карт по масштабу и содержанию?

4)                 Какие существуют виды геологосъёмочных работ?

5)                 Какие существуют этапы геологосъёмочных работ?

6)                 Что показывает геологическая карта?

7)                 Как строятся геологические карты?

8)                 Как модифицировать условные знаки на карте?

9)                 Какие виды условных обозначений используются на геологических картах?

10)             Что обозначают цветовые условные обозначения на картах геологического содержания?

11)             Что показывают буквенно-цифровые индексы на картах геологического содержания?

12)             Что называется разрезом?

13)             Какие бывают разрезы?

14)             Какие виды сечений существуют, в чём особенности их выполнения?

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Тема 2 Основы геоморфологии

Лекция 6 Вопросы лекции: v    Общие сведения о геоморфологических условиях, рельефе, его происхождении и факторы рельефообразования. v    Типы и виды рельефа. v    Геоморфологические элементы. v    История развития рельефа, его связь с тектоническими структурами. v    Строение земной коры. v    Классификация форм рельефа в зависимости от их размера.

 

v    Общие сведения о геоморфологических условиях, рельефе, его происхождении и факторы рельефообразования.

 

Геоморфология — наука, изучающая рельеф земной поверхности, его строение, происхождение, историю развития и динамику рельефа. Цель изучения — познание законов развития рельефа и использование выявленных закономерностей в практической деятельности человеческого общества. 

Геоморфологические условия

Геоморфологические условия — это совокупность элементов рельефа и сопряжённых с ними рыхлых отложений, а также комплекс современных рельефообразующих процессов. Изучая эти условия, геоморфологи исследуют, например:

·                     тектонический режим земной коры;

·                     геологические структуры, в пределах которых располагается регион;

·                     климат и географическое положение, которые определяют набор экзогенных процессов рельефообразования.

Рельеф

Рельеф — это совокупность неровностей твёрдой земной поверхности, разнообразных по очертаниям, размерам, происхождению, возрасту и истории развития. Выделяют две основные группы рельефных неровностей:

1.                  Положительные формы — возвышенности, которые поднимаются над окружающей поверхностью (горы, холмы, плато и хребты).

2.                  Отрицательные формы — понижения земной поверхности, такие как впадины, долины, овраги и котловины.

Главная характеристика рельефа — разница высот между точками на поверхности.

Происхождение

Рельеф формируется в результате взаимодействия эндогенных (внутренних) и экзогенных (внешних) процессов. Наиболее крупные формы рельефа имеют эндогенное происхождение, более мелкие — экзогенное.  Экзогенные процессы в ходе своей деятельности либо усложняют, либо упрощают рельеф эндогенного происхождения. Например:

·                     в одних случаях экзогенные агенты вырабатывают более мелкие мезо- и микроформы;

·                     в других — срезают неровности, созданные эндогенными процессами;

·                     в третьих — происходит погребение или усложнение эндогенного рельефа за счёт образования различных аккумулятивных форм.

Факторы

Некоторые факторы рельефообразования:

·                     Эндогенные процессы — тектонические движения земной коры, магматизм. 

·                     Экзогенные процессы — деятельность климата (температура, осадки, солнечная активность, ветер и пр.), деятельность гидросферы, криосферы, живых организмов и человека (антропогенный фактор). 

·                     Геологические структуры — свойства горных пород, их различная устойчивость по отношению к воздействию внешних сил, находят отражение в рельефе через геологические структуры. 

 

v    Типы рельефа.

 

Рельеф местности включает положительные и отрицательные формы, которые различаются по размерам и происхождению. 

Положительные формы

Положительные формы рельефа — это возвышающиеся над окружающей поверхностью участки земной поверхности. К ним относятся:

·                     Горы — возвышенности с крутыми склонами и значительными перепадами высот. 

·                     Холмы — обособленные возвышенности куполообразной или конической формы с пологими склонами. 

·                     Плато — приподнятая равнина с хорошо выраженными склонами. 

·                     Хребты — вытянутые возвышенности, постепенно понижающиеся в одном направлении. 

Отрицательные формы

Отрицательные формы рельефа — это относительно пониженные участки поверхности суши или дна водоёмов. Некоторые из них:

·                     Долины — низины, образованные реками или ручьями, которые со временем углубляют и расширяют свои русла.

·                     Впадины — участки рельефа, которые понижаются относительно окружающей местности, например, долины в горных районах.

·                     Овраги — узкие и глубокие канавы, образующиеся в результате интенсивного водного или ветрового выветривания.

·                     Карстовые впадины — углубления, образующиеся на поверхности вследствие растворения горных пород водой, чаще всего в известняках.

·                     Ледниковые котловины — понижения, образовавшиеся в местах, где раньше находились ледники, а затем с течением времени стали углубляться под действием воды.

 

v    Геоморфологические элементы.

 

Геоморфологические элементы — это простейшие составляющие рельефа: точки, линии и поверхности. 

К элементарным поверхностям относят разнообразные склоны и водораздельные поверхности (плакоры). 

Линии в геоморфологии включают:

·                     Водораздельную или гребневую.  Она соединяет точки с наибольшими абсолютными отметками. 

·                     Бровку.  Ограничивает овраги, балки, речные долины и др.. 

·                     Подошвенную.  Ограничивает дно речных долин, днища котловин, возвышенности с крутыми склонами и др.. 

·                     Тальвег (водосливная линия) — осевая наиболее глубокая часть дна долины, оврага, балки. 

Точечные элементы рельефа образуются в местах перегиба поверхностей и линий их разграничения. Они различаются по положению: в профиле (вершинные, седловидные, бровочные, подножия, донные) и в плане (устьевые, слияния, поворотные, развилочные, пересечения). 

Также к геоморфологическим элементам относят горные вершины, днища конусообразных воронок, тыловые швы, горизонтальные и субгоризонтальные поверхности. 

 

v    История развития рельефа, его связь с тектоническими структурами.

 

История развития рельефа и его связь с тектоническими структурами исследуются геоморфологией — наукой, изучающей формирование земной поверхности. 

История развития рельефа

Рельеф Земли менялся на протяжении геологической истории. Современный облик поверхности — результат длительного развития, которое могло занимать сотни миллионов лет.  Некоторые этапы развития рельефа:

·                     Планетарные формы (крупные неровности, материки, срединно-океанические хребты) — возраст исчисляется миллиардами лет.

·                     Мега- и макроформы (менее крупные формы, например, система Кавказских гор, Среднесибирское плоскогорье) — возраст составляет десятки миллионов или тысячи лет.

·                     Мезоформы (овраги, промоины, дюны, оползни) — самые молодые, просуществовали всего несколько тысяч или сотен лет.

 На развитие рельефа влияли как внутренние процессы (тектонические движения, вулканизм), так и внешние (эрозия, вымывание, выветривание). 

Связь рельефа с тектоническими структурами

Тектонические структуры (платформы, складчатые пояса) определяют формы рельефа:

·                     Платформы — относительно устойчивые участки земной коры, в рельефе им соответствуют равнины.

·                     Складчатые пояса — относительно подвижные участки, которым в рельефе соответствуют горы.

Движение литосферных плит и тектонические дислокации (нарушения в залегании горных пород) формируют разнообразные формы рельефа:

·                     Горные хребты — возникают в зонах столкновения плит.

·                     Рифтовые долины — образуются в местах расхождения плит.

·                     Вулканические островные дуги — формируются над зонами субдукции в результате плавления погружающейся плиты.

·                     Разломы и разрывные структуры — возникают при горизонтальном смещении плит, влияют на рельеф местности.

Примеры

·                     Гималаи — горный хребет, который образовался при столкновении Индо-Австралийской и Евразийской плит.

·                     Восточно-Африканский рифт — пример континентального разлома, где формируются рифтовые долины.

·                     Алеутские острова — вулканические островные дуги, которые формируются над зонами субдукции.

v    Строение земной коры.

 

Строение земной коры включает различия в структуре в зависимости от типа коры — континентальной и океанической. Земная кора — внешняя твёрдая оболочка Земли, верхняя часть литосферы, состоит из горных пород и минералов. От мантии Земли она отделена поверхностью Мохоровичича. 

Выделяют два типа земной коры:

Континентальная

Расположена под материками и их подводными окраинами (шельфом). Имеет трёхслойное строение:

1.                  Верхний слой — прерывистый покров осадочных пород, который развит широко, но редко имеет большую мощность.

2.                  Большая часть коры сложена верхней корой — слоем, состоящим главным образом из гранитов и гнейсов.

3.                  Ниже находится нижняя кора — слой из метаморфических пород — гранулитов и им подобных.

Средняя мощность — 35–45 км, максимальная — до 75 км (под горными массивами). 

Океаническая

Распространена в океанах. От континентов кора океанов отличается меньшей мощностью (толщиной) и базальтовым составом. 

Стандартная океаническая кора имеет мощность 7 км и строго закономерное строение:

·                     сверху вниз сложена следующими комплексами: осадочные породы, базальтовые покровы, дайковый комплекс (из вложенных друг в друга базальтовых даек), слой основных расслоённых интрузий;

·                     в подошве океанической коры обычно залегают дуниты и перидотиты.

Океаническая кора может иметь повышенную мощность в районах плюмового магматизма — в таких местах расположены океанические острова и океанические плато. 

В составе земной коры преобладают кислород, кремний, алюминий и железо. Также в неё включены 18 химических элементов, среди которых самые распространённые — алюминий, железо, кальций, натрий, калий, магний 

 

v    Классификация форм рельефа в зависимости от их размера.

 

Формы рельефа классифицируют по размерам в зависимости от их площади и протяжённости. Выделяют планетарные, мегаформы, макроформы и микроформы. 

Деление форм рельефа по размерам условно, так как в природе нет чётких границ между градациями. 

Изображения различных форм рельефа в зависимости от их размера: планетарные, мегаформы, макроформы, мезоформы, микроформы, наноформы:

Планетарные

Занимают площади в сотни тысяч и миллионы квадратных километров. К ним относятся:

·                     Материки (континенты) — крупнейшие положительные формы рельефа Земли, большая часть — суша, хотя часть находится под водами Мирового океана (шельф, материковый склон).

·                     Ложе океана — основная часть дна Мирового океана, лежащая, как правило, на глубинах более 3 км и характеризующаяся распространением земной коры океанического типа.

·                     Срединно-океанические хребты — крупнейшая горная система, проходящая через все океаны.

Мегаформы

Занимают площади в сотни или десятки тысяч квадратных километров. К ним относятся:

·                     горные пояса и равнинные страны в пределах материков (горные системы Альп и Кавказа, Западно-Сибирская равнина и Среднесибирское плоскогорье);

·                     крупные впадины и поднятия в пределах ложа океана (впадины Мексиканского залива и Карибского моря);

·                     разломы планетарного масштаба, выраженные в рельефе, и др..

Макроформы

Площади, занимаемые ими, измеряются сотнями или тысячами (реже десятками тысяч) квадратных километров. К макроформам относятся, например:

·                     отдельные хребты и впадины какой-либо горной страны (Главный Кавказский хребет, Куринская низменность). 

Микроформы

Это неровности, являющиеся деталями более крупных форм. К микроформам относятся, например:

·                     карстовые воронки;

·                     эрозионные рытвины;

·                     береговые валы.

 Наноформы — очень мелкие неровности, осложняющие поверхность макро-, мезо- и микроформ. Например, луговые кочки, сурчины, мелкие эрозионные бороздки, знаки ряби на морском дне и на поверхности эоловых форм рельефа. 

 Также выделяют антропогенные формы рельефа.

Антропогенные формы рельефа — это формы, созданные или частично изменённые человеком в процессе его деятельности. Они делятся на две основные группы: техногенные и агрогенные. 

Техногенные формы

Возникают в результате промышленной деятельности. Некоторые процессы, формирующие техногенный рельеф:

·                     Добыча полезных ископаемых. Открытые способы добычи приводят к образованию карьеров и отвалов пустой породы. При шахтном способе возникают терриконы — насыпи из отвальных пород.

·                     Инженерно-строительные работы. Например, при строительстве городов реки убирают в трубы, выпрямляют русла, в горных районах создают тоннели и срезают склоны.

·                     Гидротехническое строительство. При создании водохранилищ затапливаются большие площади пойменных и террасовых земель, лесные массивы, а иногда и населённые пункты.

·                     Изменение побережий. Пляжи, молы, защитные дамбы, плотины влияют на процессы абразии и аккумуляции наносов, образуются новые косы, отмели, острова.

Результат сельскохозяйственной деятельности. Некоторые процессы, формирующие агрогенный рельеф:

·                     Рыхление почвогрунтов и выравнивание поверхности на пашнях.

·                     Создание искусственных горизонтальных площадок с насыпным грунтом на склонах.

·                     Осушительные мероприятия на заболоченных землях.

Примеры

Ещё несколько примеров антропогенных форм рельефа:

·                     Сельскохозяйственные террасы — искусственные террасы на склонах для обработки земли.

·                     Каналы и водохранилища — изменение русла рек, создание искусственных водоёмов.

·                     Дороги и железные дороги — выемки и насыпи, изменение склонов, нарушение почвенного покрова.

·                     Городская застройка — масштабное изменение рельефа под здания и инфраструктуру.

 

Вопросы для самопроверки.

 

1)      Что такое геоморфология и её задачи?

2)      Что такое эндогенные и экзогенные процессы, влияющие на формирование твёрдой оболочки Земли? 

3)      Как эндогенные факторы порождают неровности земной поверхности, а экзогенные факторы — нивелируют их? 

4)      Как на форму земной поверхности влияют космогенные факторы, например, метеоритные бомбардировки? 

5)      Как тектонические движения и вызванные ими деформации земной коры распределяют положительные и отрицательные формы на поверхности Земли?

6)      Какие существуют классификации форм рельефа по размерам?

7)      Какие тектонические структуры лежат в основании крупных форм рельефа? 

8)      Какие процессы создают крупные формы рельефа, а какие их разрушают? 

9)      Какие силы действуют на поверхности Земли и как они влияют на формирование рельефа? 

10)  Почему границы литосферных плит — это самые активные и самые подвижные участки земной коры? 

11)  Какова толщина земной коры?

12)  Какую толщину имеет земная кора океанического типа?

13)  Какие факторы влияют на формирование рельефа?

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Тема 2 Основы геоморфологии

Лекция 7 Вопросы лекции: v    Эндогенные процессы в рельефе. v    Рельефообразующая роль тектонических движений земной коры. v    Магматизм и рельефообразование. v    Землетрясения как фактор эндогенного рельефообразования. v    Мегарельеф материков и Мирового океана.

 

v    Эндогенные процессы в рельефе.

 

Эндогенные процессы в рельефе Земли — это процессы, происходящие внутри Земли из-за её внутренней энергии. Они определяют крупномасштабные формы рельефа, создают новые геологические структуры.  Основной источник внутренней энергии — тепло, выделяющееся в ходе химических реакций, протекающих в ядре и мантии. 

Виды

·                     Тектонические движения — перемещения земной коры, приводящие к образованию гор, впадин, разломов и складок. Выделяют вертикальные и горизонтальные движения, обычно они происходят одновременно. 

·                     Вулканизм — извержения вулканов, образование вулканических гор и лавовых плато. 

·                     Землетрясения — колебания земной поверхности из-за разрывов и смещений в земной коре. 

·                     Складчатые и разрывные деформации земной коры — способствуют образованию возвышенностей и гор, впадин и котловин.  Механизмы

Тектонические движения и деформации земной коры распределяют положительные и отрицательные формы на поверхности Земли. Например:

·                     Под действием малоамплитудных движений отдельные участки платформ испытывают опускания или поднятия, иногда сменяющие друг друга во времени.

·                     Интенсивные движения действуют в более узких зонах, приводя к горообразованию.

В развитии эндогенных процессов также играет роль изменение ротационного режима Земли (скорости её вращения) — это приводит к изменению фигуры и наклона земной оси, что перераспределяет напряжение и силы, действующие на разных глубинах в земных недрах. 

Примеры

Некоторые формы рельефа, сформированные под действием эндогенных процессов:

·                     Горные цепи — например, Гималаи, Анды.

·                     Разломы — например, разлом Сан-Андреас.

·                     Срединно-океанические хребты.

·                     Лавовые равнины — приурочены к ареалам траппового вулканизма древних платформ (например, плоскогорье Декан, южная часть Бразильского плоскогорья).

Исследования

Изучение эндогенных процессов, формирующих рельеф Земли, проводится в рамках геоморфологии — науки, изучающей рельеф как продукт геологического развития земной поверхности. Некоторые методы:

·                     Морфографические методы — наблюдение внешнего облика форм и элементов рельефа, выявление их особенностей и типических черт.

·                     Структурно-тектонический анализ — изучение морфологии, генезиса и возраста складчатых и разрывных структур субстрата рельефа, динамики его развития.

 

v    Рельефообразующая роль тектонических движений земной коры.

 

Рельефообразующая роль тектонических движений земной коры заключается в том, что они создают формы рельефа, меняют их высоту или глубину, определяют очертания континентов. 

Рельефообразующая роль тектонических движений земной коры заключается в следующем:

·                     Деформация топографической поверхности. Создаются положительные и отрицательные формы рельефа разного порядка. Например, областям интенсивных тектонических погружений, как правило, соответствуют низменности (Прикаспийская низменность, значительная часть Туранской низменности, Северо-Сибирская низменность и др.). Областям интенсивных, положительных тектонических движений соответствуют горы (Кавказ, Памир, Тянь-Шань, горы Прибайкалья и Забайкалья и др.). 

·                     Контроль распределения площадей, занятых сушей и морем. Обусловливают морские трансгрессии и регрессии, определяют конфигурацию материков и океанов, что сказывается и на изменении климата на поверхности Земли. 

·                     Влияние на расположение областей сноса и аккумуляции. Как следствие, формируются области с преобладанием денудационного (выработанного) и аккумулятивного рельефа. 

·                     Влияние на интенсивность проявления экзогенных процессов. Скорость, амплитуда и контрастность тектонических движений влияют на интенсивность экзогенных процессов и находят отражение в морфологии и морфометрии рельефа. 

Некоторые последствия тектонических движений:

·                     Горные системы формируются при столкновении континентальных плит (например, Гималаи при столкновении Индостанской и Евразийской плит).

·                     Вулканические островные дуги образуются при субдукции океанической плиты под континентальную (например, Японские острова).

·                     Рифтовые долины возникают при расхождении плит на континентах (например, Восточно-Африканский рифт).

Также вертикальные тектонические движения контролируют распределение площадей, занятых сушей и морем (обуславливают морские трансгрессии и регрессии).

 

v    Магматизм и рельефообразование.

 

Магматизм играет важную роль в рельефообразовании. Это связано с тем, что магматизм — совокупность процессов, связанных с перемещением магматических масс и сопровождающих их газов из глубинных частей земной коры к поверхности. 

Магматизм

Магматизм — процесс возникновения в мантии и земной коре магматических расплавов, их подъёма и затвердевания на разных глубинах или извержения на поверхности Земли. Магматизм является одним из главных факторов формирования земной коры. Выделяются следующие основные его этапы: зарождение, подъём и затвердевание. Выделяют два главных типа магматизма:

1.                  Интрузивный (глубинный) — внедрение магмы в породы земной коры. При остывании магмы на разной глубине образуются магматические тела, которые выражены на поверхности разнообразными формами рельефа. 

2.                  Эффузивный (вулканизм) — поверхностное проявление магматизма. В зависимости от характера извержений (площадные, линейные и центральные) образуется широкий спектр различных форм рельефа.  Некоторые последствия магматизма для рельефообразования:

·                     Интрузивный магматизм — поднимаясь к поверхности, магматические тела заставляют перекрывающие их породы прогибаться вверх, формируя положительные формы рельефа — купола.

·                     Эффузивный магматизм — в результате площадных извержений образуются обширные лавовые плато, а в результате эксплозивного (взрывного) типа извержений верхняя часть канала выхода лавы воронкообразно расширяется, образуя отрицательную форму рельефа — кратер.

Рельефообразование

Рельефообразование — процесс формирования и изменения рельефа Земли под влиянием внутренних (эндогенных) и внешних (экзогенных) процессов. Также на рельеф влияет деятельность человека. 

Внутренние процессы

·                     Тектонические движения — перемещения и деформации земной коры, приводящие к образованию гор, разломов и складок. 

·                     Вулканизм — извержение магмы на поверхность, формирование вулканов и лавовых потоков. 

·                     Землетрясения — колебания земной коры из-за резкого смещения горных пород в недрах. 

Эти процессы создают крупные формы рельефа: горные системы, возвышенности, впадины. 

Внешние процессы

·                     Выветривание — разрушение горных пород под действием температурных колебаний, воды, ветра и организмов. Бывает физическим, химическим и органическим.

·                     Эрозия — размывание и перенос горных пород водой, ветром или льдом.

·                     Денудация — общее снижение рельефа из-за удаления продуктов выветривания.

·                     Аккумуляция — накопление осадочного материала в низинах и на равнинах.

Эти процессы формируют мелкие и средние формы рельефа: долины, овраги, дюны. 

Примеры рельефообразования

·                     Образование моренных холмов и ледниковых озёр — результат деятельности ледников, которые, двигаясь, сглаживают поверхность и создают отложения из обломков горных пород. 

·                     Формирование речных долин, оврагов, балок — результат работы текучих вод, которые размывают горные породы.  Образование эоловых форм рельефа — барханов в пустыне и дюн на берегах морей, созданных ветром, который переносит песок и пыль. 

Деятельность человека

·                     Создание антропогенных форм рельефа — форм, изменённых или вновь созданных человеком в процессе его деятельности. Например, карьеры, терриконы (отвалы из отработанных пород), искусственные холмы. 

·                     Изменение побережий рек — пляжи, молы, защитные дамбы, плотины влияют на процессы абразии и аккумуляции наносов, образуя новые косы, отмели, острова. 

·                     Сельскохозяйственная деятельность — рыхление почвогрунтов, выравнивание поверхности на пашнях, создание искусственных горизонтальных площадок с насыпным грунтом на склонах.

 

 

 

 

 

v    Землетрясения как фактор эндогенного рельефообразования.

 

Землетрясения играют важную роль в эндогенном рельефообразовании. Они вызывают деформации земной поверхности, которые проявляются в виде трещин, смещений блоков коры и других процессов. 

Механизм воздействия

Сейсмические волны, возникающие при землетрясениях, вызывают сжатие и растяжение горных пород. Это приводит к дроблению пород, образованию новых разрывных нарушений и преобразованию рельефа. 

Примеры рельефообразующих процессов

Некоторые примеры изменений рельефа, вызванных землетрясениями:

·                     Образование трещин. Трещины могут тянуться на сотни метров, пересекать холмы и долины. 

·                     Смещение блоков земной коры по трещинам в вертикальном и горизонтальном направлениях. Например, во время Беловодского землетрясения (1885, Киргизия) в результате вертикального смещения по трещинам образовались уступы высотой до 2,5 м. 

·                     Активация гравитационных процессов. На крутых склонах гор, берегах рек и морей возникают и усиливаются обвалы, осыпи, оползни. 

·                     Смещение русел рек. Обвалы и оползни могут блокировать сток рек, формируя подпрудные озёра. 

·                     Одномоментное изменение высотного положения участков местности. Например, просадочные явления, формирование отдельных горстов и грабенов. 

·                     Образование волн цунами (при подводных землетрясениях) и связанное с этим преобразование рельефа побережий. 

Роль в формировании горных систем

Землетрясения также влияют на формирование горных систем через создание трещин. Пересечения линий разломов земной коры, которые возникают при землетрясениях, образуют каналы для движения воды, газов и лавы. Это может приводить к формированию вулканов и горных хребтов.

Однако многие формы рельефа, возникающие при землетрясениях, имеют небольшие размеры и быстро разрушаются под воздействием экзогенных процессов. 

 

v    Мегарельеф материков и Мирового океана.

 

Мегарельеф — это совокупность наиболее крупных неровностей земной поверхности. Выделяют мегарельеф материков и Мирового океана. 

Материки

Мегарельеф материков включает, например:

·                     Мегарельеф платформ суши — основных элементов структуры материков, которые характеризуются более спокойным тектоническим режимом, меньшей интенсивностью проявлений магматизма и сейсмичности. Более 60% площади платформ занято низменными равнинами, невысокими плато, плоскогорьями или шельфовыми морями. 

·                     Мегарельеф подвижных поясов материков — например, альпийских гор с континентальной корой, которые характеризуются резким вертикальным расчленением и большой высотой. 

·                     Мегарельеф в пределах орогенных поясов (переходных зон) — включает сложный рельеф окраинных морей, островных дуг и глубоководных желобов. 

Мировой океан

Мегарельеф Мирового океана включает, например:

·                     Ложе океана — основную часть дна Мирового океана, лежащую, как правило, на глубинах более 3 км и характеризующуюся распространением земной коры океанического типа.

·                     Срединно-океанические хребты — мощную горную систему, протягивающуюся через все океаны. Рельеф расчленённый, формы рельефа ориентированы преимущественно параллельно протяжению хребта.

·                     Абиссальные (глубоководные) аккумулятивные и холмистые равнины — развиты преимущественно по периферии океанов в областях значительного поступления осадочного материала с континентов.

 

Вопросы для самопроверки.

 

1)                 Что такое эндогенные процессы и где они возникают?

2)                 Какие силы вызывают эндогенные движения?

3)                 Какие типы эндогенных процессов существуют?

4)                 Как эндогенные процессы влияют на формирование рельефа?

5)                 Какие опасные природные явления связаны с эндогенными процессами?

6)                 Как эндогенные процессы взаимодействуют с экзогенными процессами?

7)                 Как тектонические движения влияют на формирование рельефа?

8)                 Что происходит при столкновении литосферных плит?

9)                 Как тектонические движения вызываются?

10)             Что такое магматизм и какие его типы выделяют?

11)             Как магматизм влияет на рельефообразование?

12)             Что такое землетрясение и как оно происходит?

13)             Как землетрясения, происходящие на дне океана, влияют на рельеф побережий?

14)             Почему землетрясения в основном происходят в областях, расположенных между литосферными плитами?

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Тема 2 Основы геоморфологии

Лекция 8 Вопросы лекции: v    Экзогенные процессы и рельеф. v    Природные геологические процессы. v    Выветривание и рельефообразование, склоновые процессы и рельеф склонов. v    Формы рельефа аридных стран. v    Флювиальные процессы и формы. v    Карст и карстовые формы рельефа.

v    Экзогенные процессы и рельеф.

 

Экзогенные процессы — это процессы, происходящие на поверхности Земли под действием внешних факторов, таких как солнечная энергия, вода, ветер и деятельность организмов. Они преобразуют рельеф, формируя равнины, холмы, долины, овраги и другие мелкие формы. 

Экзогенные процессы противоположны эндогенным — процессам, обусловленным внутренними силами Земли (вулканизм, тектоника и пр.). 

Виды

·                     Выветривание — разрушение горных пород под воздействием внешних факторов (температуры, влажности, солнечной радиации, грунтовых и поверхностных вод, жизнедеятельности организмов). Выделяют физическое, химическое и биологическое выветривание.

·                     Деятельность ветра (эоловая деятельность) — ветер перемещает песок, пыль и мелкие частицы, создавая рельефные формы.

·                     Деятельность текучих вод — в результате деятельности постоянных и временных водотоков изменяется земная поверхность: сначала появляются рытвины, потом промоины, а затем овраги.

·                     Деятельность ледника — ледник изменяет рельеф во время своего движения как в периоды отступания, так и в периоды наступления.

Механизмы

В деятельности экзогенных процессов выделяют три стадии:

1.                  Выветривание — разрушение и химическое разложение твёрдого вещества земной коры.

2.                  Транспортировка — перенос продуктов разрушения ветром, водой, льдом и т. д..

3.                  Седиментация — осадконакопление или отложение продуктов разрушения.

Интенсивность экзогенных процессов зависит от рельефа местности, от физико-химического состава и климатических условий. 

Примеры

·                     Барханы — песчаные холмы серпообразной формы, образующиеся в пустынях за счёт скопления сыпучего песка, навеянного ветром и слабо закреплённого растительностью.

·                     Дюны — песчаные формы рельефа, образованные ветровой (эоловой) аккумуляцией на побережье морей, рек, озёр.

·                     Морена — ледниковая форма рельефа, представляющая собой обломки горных пород, разрушенных самим ледником и снесённых на него с окружающей местности.

Значение

Изучение экзогенных процессов важно для понимания строения и развития рельефа Земли, так как они:

·                     Усложняют или упрощают рельеф эндогенного происхождения — экзогенные процессы вырабатывают более мелкие формы, срезают неровности, созданные эндогенными процессами, или погребают или усложняют эндогенный рельеф за счёт образования аккумулятивных форм.

·                     Дают информацию об условиях, в которых образовался рельеф — экзогенный рельеф может дать информацию об условиях, в которых он образовался.

 Экзогенные процессы преобразуют рельеф, формируя равнины, холмы, долины, овраги и другие мелкие формы. 

 

v    Природные геологические процессы.

 

Природные геологические процессы — это физико-химические процессы, которые происходят внутри Земли или на её поверхности и изменяют состав, структуру, рельеф и глубинное строение планеты. Традиционно геологические процессы делят на эндогенные (внутренние) и экзогенные (внешние). Деление основано на месте проявления и источнике энергии процессов. 

Эндогенные

Протекают в недрах «твёрдой» Земли. Связаны главным образом с энергией, выделяющейся при развитии глубинного вещества (фазовые переходы, радиоактивный распад), и с действием силы тяжести (гравитационная дифференциация). 

Некоторые эндогенные процессы:

·                     тектонические движения земной коры; 

·                     магматизм — перемещение магмы к верхнему слою земной коры и выход её на поверхность;  метаморфизм — изменение состава и строения горных пород внутри Земли под воздействием температуры и давления. 

Результат эндогенных процессов — создание основных форм рельефа поверхности Земли — горных стран и отдельных возвышенностей, огромных впадин. 

Экзогенные

Происходят на поверхности Земли и в приповерхностной зоне земной коры в форме механического и физико-химического взаимодействия её с гидросферой, атмосферой и биосферой. 

Некоторые экзогенные процессы:

·                     выветривание (физическое, химическое, биологическое);

·                     эрозия (плоскостная, овражная, речная);

·                     абразия;

·                     денудация;

·                     карст, суффозия, склоновые процессы.

Результат экзогенных процессов — формирование осадочного чехла и морфоскульптуры планеты, а также связанные с ними месторождения полезных ископаемых. 

 

v    Выветривание и рельефообразование, склоновые процессы и рельеф склонов.

 

Выветривание — процесс разрушения и химического изменения горных пород под воздействием внешних факторов (температуры, влажности, солнечной радиации, грунтовых и поверхностных вод, жизнедеятельности организмов). Рельефообразование — совокупность экзогенных (внешних) и эндогенных (внутренних) процессов, которые формируют и изменяют рельеф Земли. Склоновые процессы — совокупность явлений, происходящих на склонах и связанных с их разрушением, переносом и отложением материала. 

Выветривание

Выветривание подготавливает материал для дальнейшей денудации (сноса) и аккумуляции (накопления). Некоторые виды выветривания:

·                     Физическое — механическое разрушение цельной горной породы на отдельные фрагменты без значительного изменения её минерального состава.

·                     Химическое — изменение химического состава породы, часто проявляется при воздействии воды с агрессивной средой (например, слабокислой) в виде растворения, выпадения осадка из раствора.

·                     Биологическое — происходит под действием живых организмов, извлекающих из пород одни минералы и преобразующих их в другие. Например, разрушение горных пород корнями деревьев.

 Само выветривание не образует специфических форм рельефа, а лишь готовит рыхлый материал, который перемещается другими экзогенными агентами. 

Рельефообразование

Рельеф Земли формируется в результате взаимодействия эндогенных и экзогенных процессов. Эндогенные процессы создают основные структуры рельефа: горы, равнины, впадины, экзогенные — модифицируют эти структуры, разрушая и переформировывая их. Например:

·                     Поднятие горных пород усиливает выветривание и эрозию в этих областях.

·                     Вулканическая деятельность образует новые формы, которые затем разрушаются экзогенными процессами.

Склоновые процессы

Процессы, протекающие на склонах, ведут к перемещению и накоплению продуктов выветривания, то есть к образованию как выработанных, так и аккумулятивных форм рельефа. Некоторые виды склоновых процессов:

·                     Обвально-осыпные — при крутизне склонов, превышающей угол естественного откоса (35–37°), рыхлые продукты выветривания и блоки пород при потере сцепления или опоры начинают двигаться вниз под действием силы тяжести.

·                     Оползневые — при крутизне менее угла естественного откоса, но более 12–15° развиваются процессы оползания, часто сочетающиеся с плоскостным смывом и массовым движением обломков, покрывающих склон.

Процессы массового перемещения обломочного материала — при крутизне менее угла естественного откоса и сочетании благоприятных факторов на склоне может происходить массовое перемещение обломочного материала.

В результате действия склоновых процессов формируются разнообразные формы рельефа склонов, например: овраги, балки, долины. 

 

v    Формы рельефа аридных стран.

 

Аридные страны — это территории с засушливым климатом, где осадки выпадают лишь спорадически, а годовое их количество меньше 100 мм в год. К аридным странам относятся тропические пустыни зон пассатов, а также страны с семиаридным климатом — пустыни и полупустыни умеренных широт. 

Рельеф аридных стран характеризуется эоловыми формами, которые возникают под действием ветра. Также в аридных условиях распространены каменистые и глинистые пустыни, для которых характерны определённые формы рельефа. 

Галерея с фотографиями рельефа аридных стран (пустынь, полупустынь, сухих степей):

Факторы формирования

Для проявления эоловых процессов необходимо сочетание физико-географических и геологических условий:

·                     незначительное количество атмосферных осадков;

·                     большая сухость воздуха;

·                     частые и сильные ветры;

·                     отсутствие или разреженность растительного покрова;

·                     интенсивное физическое выветривание горных пород;

·                     широкое распространение тонких по механическому составу продуктов денудации — песков, алевритов или слабосцементированных пород песчаного или алевритового состава.

Виды

·                     Дюны — удлинённые асимметричные холмы с округлыми вершинами, обращёнными «рогами» по направлению к ветру.

·                     Барханы — возникают при больших ветрах перед каким-либо препятствием, имеют форму полумесяца и расположены навстречу ветру более выпуклой стороной.

·                     Песчаные гряды — образуются за счёт одновременного воздействия главного ветрового потока и ветров дополнительных направлений.

·                     Такыры — замкнутые понижения с ровным днищем, характерны для каменистых и глинистых пустынь.

Процессы

Выделяют виды эоловых процессов, которые влияют на формирование рельефа:

·                     Дефляция — выдувание или развевание рыхлого грунта. 

·                     Корразия — обтачивание, шлифовка, высверливание и разрушение твёрдых пород обломочным материалом, перемещающимся под действием ветра. 

Перенос эолового материала и его аккумуляция — перемещение и отложение ветром песчаных частиц. 

v    Флювиальные процессы и формы.

 

Флювиальные процессы (от лат. fluvius — «поток») — это геоморфологические процессы, связанные с действием водотоков (русловых потоков) и ведущие к развитию эрозионных и аккумулятивных форм рельефа. 

Некоторые флювиальные процессы:

·                     Эрозия. Размыв и смыв горных пород. В случае с реками эрозией называется процесс углубления русла (глубинная эрозия) либо процесс увеличения ширины русла за счёт берегов (боковая эрозия).

·                     Делювиальный процесс. При выпадении дождей либо таянии снега вода течёт сплошным потоком или густой сетью мелких ручейков. Часть материала при этом откладывается в нижней части склона.

·                     Аллювий. Речные наносы, состоят из частиц разных размеров, отличаются от других типов отложений сортированностью материала по размеру и удельному весу.

 Некоторые флювиальные формы рельефа:

·                     Речная долина. Отрицательная вытянутая форма рельефа с однообразным падением. Образуется в результате деятельности водного потока и частично в результате плоскостного смыва.

·                     Русло. Наиболее углублённая часть долины, по которой течёт водный поток в период межени.

·                     Пойма. Часть днища речной долины, приподнятая над меженным уровнем реки и регулярно затопляемая в половодье.

·                     Эстуарий. Однорукавное воронкообразное устье реки, расширяющееся в сторону моря.

·                     Эрозионные борозды. Образуются во время плоскостного сноса при увеличении крутизны склона, тогда множество мелких ручьёв собирается в более крупные, способные к большей эрозионной работе.

 

 

v     Карст и карстовые формы рельефа.

 

Карст — общее название процессов растворения и отчасти механического размыва горных пород природными водами, а также комплекса возникающих при этом форм рельефа. 

Карстовые формы рельефа — геоморфологические образования, сформированные благодаря карстовому процессу. Они могут быть поверхностными и подземными. 

Процесс образования

Карст развивается в областях, сложенных водорастворимыми породами с пористой структурой. Примеры таких пород: гипсы, известняки, доломиты, ангидриты, соль, соленосные глины.  Условия образования карстового рельефа:

·                     наличие растворимых пород;

·                     наличие трещин в породах для прохождения воды;

·                     небольшой уклон поверхности, позволяющий воде свободно просачиваться в толщу породы;

·                     достаточное, но не чрезмерно избыточное количество воды.

Виды карста

По глубине уровня подземных вод различают карст глубокий и мелкий. 

По литологическому составу растворимых пород выделяют:

·                     Карбонатный — известняки, мраморы, доломиты;

·                     Солевой — каменная соль, сильвинит;

·                     Сульфатный — гипсы, ангидриты.

Также различают «голый», или средиземноморский карст, у которого карстовые формы рельефа лишены почвенного и растительного покрова, и «покрытый», или среднеевропейский карст, на поверхности которого сохраняется кора выветривания и развит почвенный и растительный покров. 

Примеры карстовых форм

Некоторые поверхностные формы карста:

·                     Карры — небольшие трещины глубиной до 2 м. 

·                     Воронки — замкнутые углубления в форме чаши или конуса. 

·                     Поноры — водопоглощающие отверстия на дне воронок и других понижений. 

Некоторые подземные формы:

·                     Пещеры — сложно соединённые подземные полости разнообразной формы.

·                     Колодцы (глубина до 20 м) и шахты (глубина более 20 м) — переходные формы, соединяющие поверхность с подземными пустотами.

Влияние на окружающую среду

Карстовые процессы существенно влияют на ландшафт территории. Они меняют рельеф, сток, подземные воды, реки и озёра, почвенно-растительный покров. 

Негативные последствия карста:

·                     провалы и просадки земной поверхности, деформация сооружений;

·                     затопление горных выработок и тоннелей из-за прорыва карстовых вод;

·                     поглощение поверхностного стока рек.

Позитивное влияние: карст снижает эрозию и способствует пополнению подземных вод. 

 

Вопросы для самопроверки.

 

1)                 Что такое экзогенные процессы и как они влияют на рельеф Земли?

2)                 Какие основные виды экзогенных процессов?

3)                 Как экзогенные процессы участвуют в образовании новых форм рельефа, например, что такое денудация и аккумуляция?

4)                 Как экзогенные процессы связаны с эндогенными и как это влияет на формирование рельефа?

5)                 Какое значение имеют экзогенные процессы для формирования поверхности Земли, например, как они влияют на образование гор, долин, равнин и плато?

6)                 Какие процессы протекают под действием внутренних сил Земли и идут с выделением тепла?

7)                 Какие процессы возникают в результате взаимодействия каменной оболочки с внешними сферами: атмосферой, гидросферой и биосферой?

8)                 Какие формы рельефа аридных стран являются антропогенно организованными?

9)                 Что такое флювиальные процессы и с чем они связаны?

10)             Какие формы рельефа относятся к флювиальным и как они создаются?

11)             Что такое карст?

12)             Какие условия необходимы для образования карстового рельефа?

13)             Какое влияние оказывает карст на ландшафт территории?

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Тема 2 Основы геоморфологии

Лекция 9 Вопросы лекции: v    Геологические процессы, происходящие на дне океана и создаваемые ими формы рельефа. v    Береговые морские процессы и формы. v    Гляциальные процессы и гляциальные формы рельефа. v    Рельефообразование в областях распространения вечной мерзлоты.

 

v    Геологические процессы, происходящие на дне океана и создаваемые ими формы рельефа.

 

Некоторые геологические процессы, происходящие на дне океана:

·                     Вулканизм. Островные дуги, гигантские океанические вулканические цепи, многие хребты и вершины срединно-океанических хребтов, одиночные подводные горы ложа океанов — всё это формы рельефа, обязанные своим происхождением вулканизму. 

·                     Осадкообразование. В океан поступает разнообразный осадочный материал (частицы горных пород, минеральные зёрна, нерастворимые остатки морских организмов и др.). Из него в ходе осаждения и накопления формируются различные типы морских отложений. Осадкообразование выступает как важнейший фактор выравнивания донного рельефа путём полного или частичного захоронения неровностей коренного ложа. 

·                     Абразия. Процесс разрушения пород волнами и течениями. Наиболее интенсивно протекает у самого берега под действием прибоя. Воздействие абразии на берега приводит к формированию обломочных отложений и определённых форм рельефа. 

Основные формы рельефа дна Мирового океана:

·                     Шельф (материковая отмель). Глубина его до 200 метров, это продолжение материка под водой. 

·                     Материковый склон. Он представляет собой «обрыв» материка под водой, здесь резко меняются глубины и крутизна склона. 

·                     Глубоководный желоб. Это самые глубоководные части Мирового океана, они представляют собой глубоководные «ущелья» глубиной до 11 000 метров. 

·                     Ложе океана. Его глубина — от 2500 до 6000 метров. Ложе океана представляет собой «равнину» на дне океана.

·                     Срединно-океанический хребет. Они представляют собой «горы», «хребты» под водой. Длина их может быть до 60 000 км. Срединно-океанические хребты могут подниматься над водой, образуя острова. 

·                     Подводные горы. Представляют собой отдельные поднятия под водой на дне океанов. 

 

v    Береговые морские процессы и формы.

 

Береговые морские процессы заключаются в разрушении горных пород берегов и дна, переработке привнесённого реками материала, их перемещении и отложении. 

Разрушение горных пород, слагающих береговую зону, называют абразией. Выделяют механическую, химическую и термическую абразию. Основным видом является механическая — разрушение берега волнами и содержащимися в них обломками. Химическая абразия — разрушение берегов вследствие растворения горных пород. Термическая абразия осуществляется на берегах, сложенных многолетнемерзлыми рыхлыми породами с включениями полигонально-жильного льда. 

Аккумулятивные формы рельефа береговой зоны формируются под влиянием вдольбереговых и поперечных волновых течений, осуществляющих перемещение наносов. Чаще оба вида перемещения происходят одновременно. Наиболее характерными формами аккумулятивного рельефа при поперечном перемещении наносов являются пляжи, береговые подводные валы и береговые бары. 

Некоторые береговые формы:

·                     Клиф (абразионный обрыв) — вертикальный или почти вертикальный уступ. По мере отступания клифа перед его подножием появляется слабо наклоненная в сторону моря площадка — бенч, уходящая под уровень моря. 

·                     Морские террасы — плоские прибрежные участки, находившиеся ранее ниже уровня воды, оказываются выше него, образуются характерные береговые формы. 

·                     Пляжи — скопление наносов выше береговой линии в зоне действия прибоя. 

·                     Косы — длинные гряды, невысоко возвышающиеся над водой. Образуются, если вдольбереговой перенос по каким-то причинам далее невозможен, течение отклоняется в сторону. 

·                     Дюны — ветер переносит и осаждает песок с пляжей вглубь страны, образуя насыпи или гряды. 

 

v    Гляциальные процессы и гляциальные формы рельефа.

 

Гляциальные процессы обусловлены разрушительной (экзарация), транспортирующей и аккумулирующей деятельностью ледников в горных и полярных областях. 

Гляциальные формы рельефа развиваются в результате деятельности ледников и снежных масс. В зависимости от соотношения количества тающего льда и количества льда, поступающего из области питания, различают несколько фаз развития ледника: наступание, стационарное положение и отступание. В фазу наступания активный лёд производит основную разрушительную работу (ледниковая эрозия), при стационарном положении ледника и при его отступании формируется преимущественно аккумулятивный ледниковый рельеф. 

Некоторые гляциальные формы рельефа:

·                     Кары — креслообразные углубления с крутыми склонами и вогнутым дном. При разрастании и углублении каров образуются ледяные цирки, являющиеся основными источниками питания ледников. 

·                     Ледниковые долины (троги). Характерные черты: спрямлённость нижних частей склонов, обточенность и отшлифованность выступов кристаллических фундаментов, образующихся на дне. 

·                     Камы — холмы в пределах зоны аккумуляции в виде округлых конусовидных куполов с плоскими вершинами. 

·                     Друмлины — вытянутые холмы, имеющие ассиметричные формы. Их склоны обращены в сторону ледника. 

 

v    Рельефообразование в областях распространения вечной мерзлоты.

 

Рельефообразование в областях распространения вечной мерзлоты происходит под влиянием различных процессов и факторов. Основным рельефообразующим фактором является замёрзшая подземная вода. В летнее время верхний слой грунтов здесь оттаивает, а зимой — снова замерзает. 

Основные рельефообразующие процессы:

·                     Пучение грунтов. Связано с увеличением объёма воды при замерзании. Возникающие при этом положительные формы рельефа называются буграми пучения. 

·                     Образование наледей. Если подземные воды находят выход на поверхность, они образуют особые ледяные формы рельефа — наледи. 

·                     Криогенное выветривание и морозное растрескивание грунтов. 

·                     Морозная сортировка и солифлюкция. 

Формы рельефа, которые формируются в результате этих процессов:

·                     Глинистые пятна. Округлой или неправильной формы, покрыты растительностью. Поверхность их плоская или слегка вспученная. 

·                     Полигональные формы. Представляют собой правильные многоугольники, разделённые трещинами. 

·                     Гидролакколиты. Бугры пучения высотой до 30 м и с диаметром у основания 200 м. 

·                     Термокарстовые формы. Образование замкнутых котловин, воронок или блюдцеобразных понижений в результате вытаивания погребенного льда или течения мерзлых пород. 

·                     Термоэрозионные формы. Ложбины, овраги, долины, образовавшиеся в связи с термическим воздействием поверхностных вод. 

 

Вопросы для самопроверки.

 

1)                 Какие процессы влияют на формирование рельефа дна океана?

2)                 Как сформировались срединно-океанические хребты?

3)                 Какие формы рельефа выделяют в рельефе подводной окраины материка?

4)                 Какая форма рельефа занимает наибольшую площадь в Мировом океане?

5)                 Что такое гляциальные процессы?

6)                 Какие методы используются для изучения береговых морских процессов?

7)                 Как ледники воздействуют на рельеф?

8)                 Какие формы рельефа характерны для областей распространения вечной мерзлоты?

9)                 Что такое наледи?

10)             Что такое термокарст?

11)             Как влияет многолетняя мерзлота на рельеф?

12)             Какие методы используются для изучения гляциальных процессов?

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Тема 2 Основы геоморфологии

Лекция 10 Вопросы лекции: v    Классификация, режим и движение подземных вод. v    Виды вод в грунтах. v    Водные свойства грунтов. v    Источники питания и условия залегания подземных вод. v    Грунтовые и напорные воды. v    Понятие о минеральных, промышленных и термальных водах. v    Охрана подземных вод от истощения и загрязнения.

 

v    Классификация, режим и движение подземных вод.

 

Подземные воды — это водные ресурсы, расположенные под земной поверхностью в верхней части земной коры, заполняющие пустоты в геологических пластах и почвах. 

В зависимости от условий окружающей среды (температура, давление, типы горных пород) подземные воды могут находиться в твёрдом, жидком или газообразном состоянии. 

Типы подземных вод

Некоторые типы подземных вод по условиям залегания:

·                     Грунтовые. Залегают на первом от поверхности водоупорном слое.

·                     Межпластовые (артезианские). Находятся между двумя водоупорными слоями, могут находиться под давлением.

·                     Карстовые. Расположены в пустотах, образованных в результате растворения и вымывания горных пород.

·                     Трещинные. Заполняют трещины в горных породах.

Образование подземных вод

Подземные воды формируются естественным путём. Основной источник их пополнения — атмосферная влага, которая поступает на поверхность земли в виде дождя и снега. Часть воды испаряется, часть стекает в реки и озёра, а оставшаяся впитывается в почву, просачиваясь всё глубже.  Почва и горные породы пропускают воду через поры и трещины, пока она не достигнет водонепроницаемых слоёв (например, глины или плотного гранита). Эти слои задерживают воду, образуя водоносные горизонты — участки земли, насыщенные влагой. 

Значение подземных вод

Подземные воды играют важную роль в различных процессах:

·                     Регулирование климатических условий. Подземные воды сохраняют тепло и увлажняют окружающую среду.

·                     Питание рек и озёр. В горных районах подземные воды формируют и поддерживают горные реки и озёра, обогащая их водой и питательными веществами.

·                     Источник питьевой воды. Подземные воды обеспечивают снабжение водой сельского хозяйства, промышленности и населённых пунктов.

·                     Источник питательных веществ для растений. Подземные воды поглощаются корнями растений и служат основным источником влаги и питания.

Примеры подземных вод

·                     Родники и ключи. Это места, где подземная вода находит выход на поверхность.

·                     Гейзеры. Источники горячей подземной воды, которая периодически фонтанирует, выходя под давлением на поверхность.

·                     Карстовые озёра. Вода, просачиваясь сквозь растворимые породы, вымывает впадинки и пустоты, которые заполняются водой.

Классификация подземных вод:

·                     Инфильтрационные. Формируются из наземных атмосферных вод, их восполнение происходит за счёт просачивания вглубь земли дождевых и талых атмосферных осадков. 

·                     Конденсационные. Формируются в результате процесса конденсации водяных паров воздуха, наблюдающегося в трещинах горных пород. 

·                     Седиментогенные. Подземные солёные воды высокой минерализации, накапливающиеся в глубоких слоях осадочных горных пород. 

·                     Магматогенные. Формируются прямо из магмы, их накопление наблюдается в процессе извержения вулканов, а также при выделении из магматических тел, находящихся на глубине. 

·                     Метаморфогенные. Образуются путём метаморфизма минеральных масс, состоящих из кристаллизационной воды либо газо-жидких компонентов. 

Режим подземных вод:

·                     Гидродинамический. Характеризуется изменениями напоров (уровней), скоростей и расходов потоков подземных вод. 

·                     Геотермический. Характеризует изменение температуры подземных вод. 2

·                     Гидрогеохимический. Отражает изменения минерализации, химического и газового состава подземных вод. 

Движение подземных вод:

·                     Грунтовые воды движутся от мест с их более высоким уровнем к местам с их пониженным уровнем, обычно от участков с повышенным рельефом и водоразделов в сторону местных понижений, оврагов, балок и речных долин. 

·                     Подземный сток — перемещение гравитационных подземных вод в зоне полного насыщения под действием гидравлического напора или силы тяжести, происходящее в процессе круговорота влаги в природе. 

 

v    Виды вод в грунтах.

 

Некоторые виды вод в грунтах:

·                     Кристаллизационная (химически связанная) вода. Входит в состав кристаллических решёток минералов и представляет собой составную часть вещества, слагающего частицы грунта. 

·                     Водяной пар. Заполняет пустоты грунта, свободные от воды, и, конденсируясь, способствует пополнению грунтовых вод. 

·                     Гигроскопическая вода. Притягивается частицами грунта из воздуха и конденсируется на их поверхности. Количество гигроскопической воды зависит от свойств вещества грунта и от влажности воздуха. 

·                     Плёночная вода. Удерживается на поверхности грунтовых частиц силами молекулярного притяжения. Большая вязкость плёночной воды обусловливает очень медленное её перемещение в грунте. 

·                     Капиллярная вода. Поднимается в грунте по свободным канальцам, образованным взаимосообщающимися порами, или удерживается в них в подвешенном состоянии. 

·                     Гравитационная вода. Подчиняясь действию сил тяжести, она свободно движется в грунте от большего напора к меньшему и пополняет грунтовую воду. 

 

 

 

 

v    Водные свойства грунтов.

 

Водные свойства грунтов — это большая группа характеристик, отражающих взаимодействие грунта с неподвижной и движущейся водой. 

К основным водным свойствам грунтов относятся:

·                     Влажность. Это отношение массы воды к массе сухого грунта. 

·                     Влагоёмкость.  Способность грунтов вмещать и удерживать определённое количество воды. 

·                     Водоотдача. Способность водонасыщенных грунтов отдавать гравитационную воду в виде свободного стока. 

·                     Водопроницаемость.  Способность грунтов пропускать через себя воду под действием напора. 

·                     Капиллярность. Способность грунта содержать и пропускать капиллярную воду. 

 

v    Источники питания и условия залегания подземных вод.

 

Источники питания подземных вод:

·                     Инфильтрация атмосферных осадков (дождь, тающий снег). Подземных вод больше там, где выпадает много атмосферных осадков. 

·                     Поступление поверхностных вод (из рек, озёр, прудов). В период весенних половодий, а также при выпадении обильных осадков уровень поверхностных вод поднимается, превышая уровень грунтовых вод прибрежной территории. В результате значительная масса воды из поверхностного водоёма просачивается в породы, слагающие его берега, питая грунтовые воды. 

·                     Подток из других водоносных горизонтов (напорных трещинных, карстовых). 

·                     Конденсация паров воды. 

Условия залегания подземных вод:

·                     Грунтовые воды расположены в первом от поверхности постоянном водоносном слое. Они не обладают напором, так как сверху над ними нет сплошного водоупорного слоя. Уровень их залегания зависит от рельефа и сезонов года. 

·                     Межпластовые воды залегают между двумя водоупорными слоями. Вода в межпластовые воды поступает на участках, где отсутствует верхний водоупорный слой. Они могут быть напорными (артезианскими) и безнапорными. 

 

v    Грунтовые и напорные воды.

 

Грунтовые и напорные воды — это виды подземных вод, которые отличаются условиями залегания и характеристиками. 

Грунтовые воды

Грунтовые воды залегают на первом от земной поверхности водоупорном слое (водоносном горизонте). 

Некоторые особенности грунтовых вод:

·                     Формируются из атмосферных осадков, а также за счёт просачивания воды из рек, озёр и других водоёмов. 

·                     Уровень грунтовых вод непостоянен и зависит от сезона, количества осадков и других факторов. 

·                     В зимний период промерзают. 

·                     Подвержены загрязнению, если рядом есть загрязняющие факторы. 

Напорные воды

Напорные воды (артезианские) находятся в водоносном слое, заключённом между водоупорными слоями, и испытывают гидростатическое давление. 

Некоторые характеристики напорных вод:

·                     При вскрытии скважинами поднимаются выше кровли водоносного пласта. 

·                     Если давление сильное, то вода может фонтанировать. 

·                     Область питания напорных вод обычно лежит выше области стока воды и выше выхода её на поверхность.

 

v    Понятие о минеральных, промышленных и термальных водах.

 

Минеральные воды — это природные воды, являющиеся продуктом сложных геохимических процессов. Они оказывают на организм человека лечебное действие, обусловленное повышенным содержанием полезных биологически активных компонентов. 

Промышленные воды — это подземные воды, содержащие в растворе полезные компоненты или их соединения (поваренная соль, йод, бром, бор, литий, калий, стронций, барий, вольфрам и др.) в концентрациях, представляющих промышленный интерес. Из промышленных вод возможно получение металлов, соответствующих солей, а также микроэлементов. 

Термальные воды — это подземные воды, имеющие температуру 20 °С и выше за счёт поступления тепла из глубинных зон земной коры. Термальные воды выходят на поверхность в виде многочисленных горячих источников, гейзеров и паровых струй. 

 

v    Охрана подземных вод от истощения и загрязнения.

 

Охрана подземных вод от истощения и загрязнения включает ряд профилактических и специальных мер. 

Профилактические меры направлены на минимизацию антропогенного воздействия на подземные воды. Например, тщательное планирование застройки территории, оборудование зон санитарной охраны и соблюдение особого режима хозяйственной деятельности в их пределах. Также к профилактическим мерам относят использование технологических процессов в промышленном и сельскохозяйственном производстве, которые не допускают загрязнение подземной гидросферы. 

Специальные меры предполагают изоляцию источников и очагов загрязнения, а также перехват загрязнённых вод. Например, устройство противофильтрационных (гидроизоляционных и тампонажных) завес, откачка загрязнённых вод с последующей утилизацией отходов, сброс и надёжное захоронение особо вредных стоков в глубокозалегающие и надёжно изолированные коллекторы. 

При истощении подземных вод используются меры их искусственного пополнения и увеличения питания. Например, утилизация шахтных и дренажных вод, предотвращение их сброса в окружающую среду, отказ от использования пресных подземных вод для технических нужд, бережное расходование подземных и поверхностных вод, совершенствование методов транспортировки воды для снижения её потерь. 

 

Вопросы для самопроверки.

 

1)                 Какие бывают виды подземных вод?

2)                 Какие выделяют классы подземных вод?

3)                 Какие бывают потоки подземных вод по гидравлическому состоянию?

4)                 Что такое безнапорные потоки?

5)                 Что такое напорные потоки?

6)                 Что такое верховодка и где она скапливается?

7)                 Что такое грунтовые воды и где они содержатся?

8)                 Что такое напорные (артезианские) воды и как они образуются?

9)                 Что такое водоотдача и от чего она зависит?

10)             Что такое водопроницаемость и от чего она зависит? 

11)             Как образуются подземные воды?

12)             Какие существуют виды подземных вод по происхождению?

13)             Каковы источники питания напорных вод?

14)             Что такое минеральные лечебные воды и чем обусловлены их лечебные свойства?

15)             Что такое промышленные минеральные воды и их классификация?

16)             Какие существуют типы термальных вод?

17)             Что такое загрязнение подземных вод и с чем оно связано?

18)             Что такое мониторинг водных ресурсов и какие задачи он включает?

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Тема 2 Основы геоморфологии

Лекция 11 Вопросы лекции: v    Методы геоморфологических исследований и картографирование. v    Виды геоморфологических и гидрологических карт. v    Способы измерения и отображения земной поверхности. v    Изображение рельефа на картах и планах.

 

v    Методы геоморфологических исследований и картографирование.

 

Геоморфологические исследования — это изучение рельефа земной поверхности, его строения, происхождения, истории развития и динамики.

Некоторые задачи геоморфологических исследований:

·                    всестороннее изучение рельефа, типизация наблюдаемых форм, выявление связей между ними и геологическим строением;

·                    установление участвующих в рельефообразовании эндогенных и экзогенных процессов и влияния геологических и географических факторов;

·                    выявление истории развития рельефа;

·                    оценка практического значения рельефа, прогноз его дальнейшего развития, получение дополнительной информации о геологическом строении и полезных ископаемых.

Методы геоморфологических исследований:

Морфографические методы. Основаны на наблюдении внешнего облика форм и элементов рельефа, выявлении их особенностей и типических черт. 

Морфометрические методы. Базируются на анализе относительного гипсометрического положения форм и элементов рельефа, изменчивости уклонов, плотности гидросети, ширины и длины форм рельефа. 

Геодезические методы. Используются для определения точных характеристик отдельных геоморфологических объектов в тех случаях, когда топографическая карта не позволяет получить данные требуемой точности. 

Дистанционные методы. Включают аэрометоды и методы изучения поверхности Земли из космоса. 

Метод описания в определённых пунктах. В качестве таких точек избираются наиболее типичные и характерные пункты на местности. Исследование их даёт сведения о размерах и форме наиболее характерных элементов рельефа и их геологическом строении. 

Метод буквенных и цифровых формул. Информация по морфологии (а также генезису и возрасту рельефа) передаётся в закодированном виде в форме буквенных и цифровых формул. 

Картографирование — один из наиболее совершенных и наглядных методов изображения рельефа. При этом картируемые объекты передаются в виде проекции на горизонтальную плоскость. 

Некоторые виды геоморфологических карт:

Аналитические. На них выделяются элементы и формы рельефа, охарактеризованные по основным признакам и отображаемые условными знаками.

Синтетические. На таких картах показывают комплексы форм рельефа, и основными условными обозначениями отображают несколько геоморфологических признаков.

Специальные. Составляются для решения конкретной практической или научной задачи.

Ни один из методов, взятый отдельно, не может обеспечить полноту и всесторонность познания изучаемых в геоморфологии объектов. Только в совокупном их использовании достижимо максимально полное раскрытие строения, происхождения и истории формирования рельефа. 

Картографирование в геоморфологии — это составление геоморфологических карт — комплексных графических изображений рельефа земной поверхности. На карте отображаются основные характеристики рельефа: морфология (внешний облик), генезис (происхождение) и возраст. 

Назначение геоморфологических карт — выявление закономерностей распространения форм рельефа различного генезиса и возраста, их зависимости от особенностей геологического строения и тектоники, а также восстановление истории развития рельефа на картируемой территории. 

Виды

Геоморфологические карты разнообразны по масштабу, содержанию и назначению:

По масштабу: крупномасштабные (крупнее 1: 200 000);  среднемасштабные (от 1: 200 000 до 1: 1 000 000);  мелкомасштабные и обзорные (меньше 1: 1 000 000). 

По содержанию: общие — характеризуют рельеф по совокупности частных показателей; частные — составляются на основе частных показателей, относящихся только к морфографии, морфометрии, происхождению, возрасту рельефа. 

По назначению: фундаментальные — научного плана; прикладные — ориентированы на решение конкретных задач (например, при поисках месторождений полезных ископаемых, при дорожном или гидротехническом строительстве). 

Методы

Обзорные и мелкомасштабные карты обычно составляют камеральным путём, карты среднего и крупного масштаба — на основе полевой геоморфологической съёмки. Для изображения характеристик рельефа используют систему условных обозначений: цветной фон, штриховку, значки, изолинии, индексы. 

Принципы

·                     Принцип триады — обязательное отображение на карте морфологии, генезиса и возраста рельефа. 

·                     Генетический принцип — приоритетное отображение происхождения рельефа, объектами картирования служат формы рельефа и генетически однородные поверхности. 

·                     Историко-генетический принцип — наиболее комплексный, отображает все основные особенности рельефа, при этом рельеф рассматривается не в статическом состоянии, а в движении. 

Значение

Геоморфологические карты дают представление о строении территории, что позволяет:

·                     делать прогнозные оценки развития рельефа;

·                     осуществлять хозяйственные мероприятия, связанные с районными планировками и рациональным размещением промышленного, гражданского, гидротехнического и дорожного строительства;

·                     искать и разведывать полезные ископаемые.

 

v    Виды геоморфологических и гидрологических карт.

 

Геоморфологические карты характеризуют рельеф земной поверхности с точки зрения его возраста, генезиса, истории развития, внешнего облика и современных рельефообразующих процессов. Некоторые виды геоморфологических карт:

·                     Общие. Имеют широкое содержание.

·                     Частные. Составляются по отдельным признакам рельефа.

·                     Карты современных рельефообразующих процессов. На них отображаются, например, карст, суффозия, мерзлота, эрозия, а также антропогенные изменения, возникающие в рельефе при хозяйственном освоении территории.

Гидрологические карты характеризуют формирование и условия залегания подземных вод. На них показывают площади распространения водоносных горизонтов, их возраст, состав и глубину залегания. Некоторые виды гидрологических карт:

Общие и специальные. Общие карты отражают все основные гидрогеологические элементы и должны полно характеризовать гидрогеологические условия территории. Специальные карты составляются для решения узких задач, например, водоснабжения района, осушения или орошения земельного массива, гидрохимических поисков полезных ископаемых.

По масштабу. Выделяются обзорные (масштаб 1:1 000 000 и мельче), мелкомасштабные (1:500 000 – 1:1 000 000), среднемасштабные (1:100 000 – 1:200 000), крупномасштабные (1:25 000 – 1:50 000), детальные (1:25 000 и крупнее).

По способу графического оформления. Выделяются совмещённые и расчленённые карты. На первых показывается несколько гидрогеологических подразделений, тогда как на расчленённых — одно.

По обоснованности фактическим материалом. Различают кондиционные и некондиционные карты.

 Также выделяют гидрогеологические карты, которые строятся на геологической основе и содержат информацию о водоносных горизонтах, условиях залегания, распространения, составе и режиме подземных вод. 

 

v    Способы измерения и отображения земной поверхности.

 

Некоторые способы измерения и отображения земной поверхности:

·                     Глобус. Это трёхмерная модель Земли или любой другой планеты, уменьшенная в миллионы раз. 

·                     Географические карты. Они отражают взаиморасположение и структуру изученных объектов, показывают их взаимосвязи. 

·                     Планы местности. Представляют собой условные изображения на бумаге или экране компьютера как отдельных участков, так и всей планеты в целом. 

·                     Аэрофотоснимки и космические снимки. Позволяют в комплексе, на больших территориях и с большой высоты оценить изучаемые объекты. 

Также существует наука геодезия, которая занимается посредством измерений на местности определением фигуры и размеров Земли и изображением земной поверхности в виде планов и карт. 

v    Изображение рельефа на картах и планах.

 

Рельеф на картах и планах изображают с помощью специальных методов и условных знаков. Цель — передать форму рельефа, определить направление и крутизну склонов, а также обозначить отметки точек местности. 

Способы изображения

Некоторые способы изображения рельефа:

·                     С помощью горизонталей. Это линии, соединяющие точки с одинаковой абсолютной высотой. Обычно их рисуют коричневым цветом и указывают высоту в метрах. 

·                     Послойная окраска. Пространство между горизонталями закрашивают определённым цветом, например, зелёно-коричневым для суши или сине-голубым для водоёмов. 

·                     Светотеневая пластика. Склоны могут быть затемнены или, наоборот, выделены светом, что делает изображение более объёмным. 

·                     Штриховка. Наносится параллельно скату, при этом чем круче склон, тем толще штрих. 

Примеры условных знаков

Для отображения элементов рельефа, которые невозможно изобразить горизонталями, используют специальные условные знаки. Например:

·                     Обрывы, скалы, осыпи — обозначаются особым символом, указывающим на обрывистые участки. 

·                     Овраги, промоины — изображаются небольшими треугольниками, их вершина направлена в сторону понижения. 

·                     Курганы, ямы, карстовые воронки — обозначаются специальными знаками.   

 

Вопросы для самопроверки.

 

1)                 Какие методы используются для выполнения задач геоморфологических исследований?

2)                 Что такое морфометрический анализ и на чём он основан?

3)                 Какие существуют способы съёмки рельефа?

4)                 Что такое геоморфологическая карта и как она составляется?

5)                 Какие существуют виды геоморфологических карт и как они классифицируются по масштабу?

6)                 Какие существуют карты, которые используются в геоморфологических исследованиях, и что они показывают?

7)                 Какие существуют методы изучения различных типов рельефа?

8)                 Как классифицируют геоморфологические карты по масштабу?

9)                 Какие бывают геоморфологические карты по назначению?

10)             Как различают геоморфологические карты по степени подробности отражения различных типов рельефа?

11)             Какие бывают геоморфологические карты по содержанию?

12)             Как гидрологические карты характеризуют поверхностные воды суши?

13)             Какие основные виды гидрологических карт?

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Тема 3 Горные породы и процессы в них

Лекция 12 Вопросы лекции: v    Понятие о минералах. v    Классификация минералов, происхождение, химический состав, строение, свойства. v    Структура и текстура. v    Диагностические признаки.

v    Понятие о минералах.

 

Минерал — однородная по составу и строению часть горных пород, руд, метеоритов, являющаяся естественным продуктом геологических процессов и представляющая собой химическое соединение или химический элемент. 

Минерал может находиться в любом агрегатном состоянии, при этом большинство минералов — твёрдые тела. Их подразделяют на имеющие кристаллическую структуру, аморфные и минералы, имеющие внешнюю форму кристаллов, но находящиеся в аморфном состоянии (метамиктные минералы). 

Возникает в результате разнообразных физико-химических процессов, происходящих внутри земной коры и на её поверхности. 

Наука, изучающая минералы, называется минералогией. 

Минералогия — наука, изучающая минералы, их состав, структуру, условия образования, нахождения и изменения в природе. Включает широкий комплекс вопросов: кристаллографию, химический состав, физические, химические и оптические свойства, генезис и генетические особенности, диагностические признаки и способы определения минералов. 

Минералы — природные химические соединения или самородные элементы, которые образуются в результате разнообразных физико-химических процессов, протекающих в земной коре и на её поверхности. Минералы образуются в ходе геологических процессов в земной коре, в тканях живых организмов и могут быть синтезированы искусственным путём. 

Некоторые задачи минералогии:

·                     разработка научной классификации минералов, выявление связей между вариациями их состава, строения, свойств и условиями образования и нахождения в природе;

·                     создание научных основ для поисков и оценки месторождений минерального сырья, совершенствования технологии его переработки, вовлечения новых видов минерального сырья в промышленное использование;

·                     разработка методов искусственного выращивания и облагораживания кристаллов ценных минералов.

 Некоторые классы минералов:

·                     Самородные элементы. Минералы, состоящие из одного химического элемента. К ним относятся: золото, серебро, мышьяк, сурьма, сера, графит.

·                     Сульфаты. Минералы этого класса представляют собой природные соли серной кислоты, в состав которых входят щелочные (Na, К) и щелочноземельные (Mg, Ca, Sr, Ba) металлы.

·                     Сульфиды. Соединения металлов с серой, являются главными рудообразующими минералами руд цветных металлов.

·                     Галогениды. Соединения галогенов (F, Cl, Вг, I) в основном с щелочными и щелочноземельными металлами.

·                     Карбонаты. Минералы данного класса можно определить как природные соли угольной кислоты.

·                     Фосфаты. Эти природные соединения представляют собой соли фосфорной кислоты.

·                     Силикаты. Распространённые в земной коре порообразующие минералы. Участвуют в строении всех типов горных пород

Практическое значение минералов велико: используются во всех отраслях народного хозяйства, как строительный материал, входят в состав твёрдой фазы почв. 

 

v    Классификация минералов, происхождение, химический состав, строение, свойства.

 

Классификация минералов может проводиться по разным признакам: 

·                     По распространённости. Породообразующие, акцессорные (не более 5% от общего количества породы), рудные (расположенные в рудах), редкие (единичное нахождение кристаллов). 

·                     По химическому составу. Самородные, сульфидные, галогеносодержащие, оксиды, кислородосодержащие соли, минералы органического происхождения. 

·                     По структуре. Например, оксиды делят по структуре на просто оксиды и оксиды, содержащие гидроксильные группы, а кислородосодержащие соли делят на нитраты, бораты, силикаты, фосфаты и т. п.. 

Происхождение минералов тесно связано с геологическими процессами, протекающими в земной коре и на её поверхности. Различают две основные группы минералов по генезису: эндогенные и экзогенные. 

Эндогенные процессы происходят в недрах Земли при повышенных температурах и давлениях. Минералы образуются при магматических и метаморфических процессах. 

Экзогенные процессы происходят на поверхности Земли. Минералы образуются в процессе выветривания и осадконакопления. 

Химический состав минералов включает различные типы химических связей: ковалентную, ионную, металлическую, вандерваальсову и водородную. 

Строение минералов может быть кристаллическим и аморфным. Например, к аморфным относят опалы, лешательериты, радиоактивные элементы. 

Свойства минералов включают механические, оптические, магнитные, электрические, радиоактивные и другие свойства.  Большое значение имеют твёрдость, хрупкость, ковкость, упругость, плотность, химический состав. 

 

v    Структура и текстура.

 

Структура и текстура минералов — понятия, которые описывают строение горных пород и руд, связанные с расположением и распределением минеральных частиц. 

Структура минералов

Структура — это строение породы, обусловленное состоянием минерального вещества (кристаллическое, обломочное, аморфное) и размером составных минеральных составляющих. 

Некоторые виды структур:

·                     Кристаллическая (крупно- или мелкозернистая); 

·                     Стекловатая; 

·                     Обломочная. 

Структура зависит от условий образования породы и может быть связана с процессом кристаллизации магмы, осаждения материала или другими факторами. 

Текстура минералов

Текстура — это сложение породы, обусловленное относительным расположением и распределением составных минеральных частиц в её объёме. 

Некоторые виды текстур:

·                     Массивная — характерна для магматических пород, минералы располагаются равномерно по всем направлениям.

·                     Слоистая — характерна для осадочных пород, минеральные частицы слагают слои или прослойки.

·                     Сланцеватая — характерна для большинства метаморфических пород, минеральные зёрна имеют удлинённую, листоватую форму и располагаются параллельно друг другу.

Текстура отражает особенности образования породы и может быть диагностическим признаком при определении её происхождения. 

Взаимосвязь структуры и текстуры

Структура и текстура минералов взаимосвязаны, так как они отражают разные аспекты строения породы. 

Структура определяет форму и размер зёрен, а текстура — их расположение и распределение. Например, в магматических породах структура влияет на формирование текстуры: порфировая структура с вкрапленниками кристаллов создаёт порфировую текстуру, а стекловатая — пористую. 

Кроме того, структура и текстура могут меняться со временем: например, при метаморфизме (изменении породы под действием давления и температуры) форма и строение минеральных агрегатов могут изменяться, что влияет на текстуру. 

v    Диагностические признаки.

 

Диагностические признаки минералов — это свойства, по которым можно определить или отличить один минерал от другого. Они делятся на морфологические, оптические, механические и прочие. 

Морфологические признаки

·                     Форма кристаллов. Минералы часто встречаются в виде зёрен неправильной формы, но хорошо образованные кристаллы встречаются реже, и их форма может быть характерным признаком.

·                     Штриховка на гранях. Например, поперечная параллельная (кварц), продольная параллельная (турмалин, эпидот) или пересекающаяся (магнетит).

·                     Агрегаты. Минералы редко встречаются в виде отдельных кристаллов, чаще образуют скопления — агрегаты: зернистые, землистые, плотные, друзы, щётки и др..

Оптические признаки

·                     Цвет. Во многих случаях обусловлен внутренними свойствами минерала и связан с вхождением в его состав элементов-хромофоров (Fe, Сг, Mn, Ni и др.). 

·                     Цвет черты. Цвет минерала в порошке, который определяется, если провести куском минерала по шероховатой поверхности фарфоровой пластинки. 

·                     Блеск. Способность минералов отражать падающий на них свет. Различают металлический, полуметаллический, алмазный, стеклянный, жирный, перламутровый и другие виды блеска. 

Механические признаки

·                     Твёрдость. Степень сопротивления минерала внешнему механическому воздействию. Определяется по шкале Мооса. 

·                     Спайность. Способность минерала раскалываться по определённым кристаллографическим направлениям. 

·                     Излом. Форма поверхности, образующейся при раскалывании минерала в тех направлениях, где отсутствует спайность. Выделяют неровный, шероховатый, ступенчатый, ровный, раковистый, крючковатый, скорлуповатый, занозистый, шестоватый, зернистый, землистый виды излома. 

·                     Хрупкость. Свойство некоторых минералов разрушаться без заметной пластической деформации. Хрупкие минералы крошатся под давлением или при ударной нагрузке. 

Прочие признаки

·                     Удельный вес. Зависит от химического состава и структуры минерала. 

·                     Прозрачность. Выделяют непрозрачные минералы, просвечивающие только в тонкой пластинке, полупрозрачные подобно матовому стеклу и прозрачные как обычное стекло. 

·                     Специфические свойства. Например, способность минералов класса карбонатов вступать в реакцию с соляной кислотой («вскипать»), магнитность (магнетит, пирротин) — они отклоняют магнитную стрелку. 

·                     Запах. Возникает при попадании химических веществ, выделяемых минералом (как правило, при его механическом разрушении или нагревании) на рецепторы органов обоняния.

 

Вопросы для самопроверки.

 

1)                 Каковы основные характеристики всех минералов?

2)                 Является ли уголь минералом?

3)                 Почему минералы имеют кристаллическую форму?

4)                 Что такое минеральный вид и минеральная группа?

5)                 Какие бывают формы нахождения минералов?

6)                 В каких геологических условиях и геохимических обстановках возникают минералы?

7)                 Как выражается химический состав минерала?

8)                 Какие бывают оптические свойства минералов?

9)                 Какие бывают особые свойства минералов?

10)             В чём различие структурно-текстурных особенностей интрузивных и эффузивных магматических пород?

11)             Какие методы используются для определения диагностических признаков минералов?

12)             Какие физические свойства минералов могут служить диагностическими признаками?

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Тема 3 Горные породы и процессы в них

Лекция 13 Вопросы лекции: v    Понятие о горных породах. v    Классификация горных пород по происхождению. v    Магматические горные породы. v    Происхождение и классификация по химическому составу, структуре и текстуре. v    Условия и формы залегания магматических пород.

v    Понятие о горных породах.

 

Горная порода — любая масса или агрегат одного или нескольких минеральных видов или органического вещества, являющихся продуктами природных процессов.  Из горных пород состоит земная кора и часть верхней мантии Земли. 

Горные породы — это природные скопления одного или нескольких минералов, возникшие в недрах Земли или на её поверхности. Они могут быть твёрдыми, пористыми, рыхлыми и сыпучими. 

Виды горных пород

1.                  Магматические. Возникают при застывании магмы (расплавленной массы, поднявшейся из недр Земли). Примеры: гранит, базальт, пемза.

2.                  Осадочные. Образуются путём накопления и уплотнения продуктов выветривания, органических остатков и за счёт осаждения солей в водоёмах. Выделяют обломочные, химические и органические осадочные породы.

3.                  Метаморфические. Формируются в толще земной коры из осадочных и магматических пород под воздействием высокого давления и температур, растворов и газов. Например, известняк превращается в мрамор, гранит — в гнейс.

Применение

Горные породы используются человеком в разных сферах, например:

·                     Строительство. Гранит, песчаник и известняк применяют для возведения зданий, мостов и дорог.

·                     Облицовка. Базальт, гранит и сланцы используют для оформления фасадов зданий.

·                     Промышленность. Известняк применяют в производстве цемента, мел — в химической и пищевой промышленности, а глину — для изготовления кирпича.

·                     Добыча полезных ископаемых. Из горных пород добывают уголь, железную руду, апатиты и другие ресурсы.

Где можно встретить горные породы

Горные породы встречаются на всей поверхности Земли, но часто скрыты слоем почвы или водами озёр, рек, морей и океанов. Их можно увидеть в оврагах, на берегах рек и морей, в карьерах. Характеристиками горных пород являются их структура, текстура, блеск, плотность, прочность. 

 

v    Классификация горных пород по происхождению.

 

По происхождению горные породы делятся на три группы:

1.                  Магматические. 

2.                  Осадочные. 

3.                  Метаморфические. 

Магматические горные породы

Образуются при застывании магмы — расплавленной массы, которая возникает в недрах Земли. 

В зависимости от условий застывания магмы выделяют:

·                     Глубинные (интрузивные). Формируются при медленном остывании магмы на большой глубине. Примеры: гранит, габбро, диорит. 

·                     Излившиеся (эффузивные). Образуются при быстром застывании магмы на поверхности Земли или вблизи неё. Примеры: базальт, андезит, пемза. 

Осадочные горные породы

Формируются путём накопления и уплотнения продуктов выветривания, органических остатков или за счёт осаждения солей в водоёмах. 

Выделяют:

·                     Обломочные. Образуются при разрушении горных пород, которые переносятся водой, ветром или ледником. Примеры: песок, глина, галька, гравий. 

·                     Химические. Возникают в результате выпадения в осадок веществ из водных растворов. Примеры: каменная и калийная соли, гипс. 

·                     Органические. Формируются из остатков живых организмов или продуктов их жизнедеятельности. Примеры: известняк-ракушечник из раковин морских моллюсков, каменный уголь, торф — из растений. 

Метаморфические горные породы

Образуются в толще земной коры из осадочных и магматических пород под воздействием высокого давления, температур, растворов и газов. 

В результате метаморфизма первоначальные породы меняют свой состав и структуру. Например: известняк превращается в мрамор, песчаник — в кварцит, гранит — в гнейс. 

 

v    Магматические горные породы.

 

Магматические горные породы (магматиты) — это породы, которые образуются в результате затвердевания природного расплава (магмы, лавы). Переход расплава в твёрдое состояние сопровождается кристаллизацией вещества. 

Классификация

Магматические породы делятся на два основных типа в зависимости от условий образования:

1.                  Интрузивные (внутренние). Глубинные (плотные) породы. Образуются в глубинах земной коры при медленном застывании магмы. Примеры магматических горных пород глубинного происхождения — граниты, сиениты, диориты.

2.                  Эффузивные (излившиеся). Излившиеся (пористые) породы. Формируются при быстром застывании излившейся магмы (лавы). К наиболее распространённым излившимся горным породам относятся андезиты, базальты, риолиты.

Примеры

Некоторые примеры магматических горных пород:

·                     Гранит — интрузивная порода, образуется на большой глубине.

·                     Базальт — эффузивная порода, формируется при излиянии лавы на поверхность.

·                     Габбро — интрузивная порода, застывшая на глубине.

·                     Обсидиан — вулканическое стекло, образуется, если расплав магмы не успевает раскристаллизоваться.

Где встречаются

Магматические горные породы встречаются в широком диапазоне геологических условий: щиты, платформы, орогены, океаническая кора и др.. 

Около 15% современной поверхности Земли покрыто магматическими породами. В них находят залежи рудных полезных ископаемых. 

К магматическим горным породам относятся: гранит, обсидиан, базальт. 

 

v    Происхождение и классификация по химическому составу, структуре и текстуре.

 

Магматические горные породы (магматиты) — конечные продукты магматической деятельности, возникшие в результате затвердевания природного расплава (магмы, лавы). Классификация магматических пород по химическому составу основана на количественном содержании кремнезёма (SiO2). Также для классификации используют условия образования, минеральный состав и текстуры пород. 

Происхождение

Магматические расплавы зарождаются в нижней коре и мантии вследствие уменьшения давления и/или повышения температуры. Они стремятся «всплыть» на поверхность, так как менее плотные по отношению к вмещающим образованиям. В процессе подъёма происходит дифференциация магмы, что приводит к разнообразию составов магматических пород. 

По условиям образования выделяют два основных класса магматических пород:

1.                  Интрузивные (плутонические) — затвердевание происходит на глубине. В зависимости от глубины образования различают глубинные (абиссальные) и жильные (гипабиссальные) породы.

2.                  Эффузивные (вулканические) — кристаллизация расплава происходит на поверхности земли.

Классификация

По содержанию SiO2 породы подразделяются на 4 группы:

·                     ультраосновные (SiO2 менее 45%);

·                     основные (SiO2 45–52%);

·                     средние (SiO2 52–63%);

·                     кислые (SiO2 более 63%).

В отдельную группу выделяют щелочные породы, характеризующиеся значительным содержанием щелочей (до 20%) и меньшим по сравнению с кислыми породами количеством SiO2 (около 40–55%). 

Минералы

В составе магматических пород выделяют породообразующие и акцессорные минералы. Например:

·                     Ультраосновные породы (дуниты, оливиниты, перидотиты) сложены оливином или оливином и пироксенами.

·                     Кислые магматические породы (граниты, риолиты, дациты) главными минералами являются щелочные полевые шпаты и кварц.

Классификация по химическому составу:

·                     Глинозёмистые породы: латериты, бокситы. 

·                     Железистые породы: оолитовые болотные и озёрные руды, бурые железняки, сидериты. 

·                     Марганцевые породы: железо-марганцевые конкреции. 

·                     Фосфатные породы: фосфориты. 

·                     Кремнистые породы: трепелы, гейзериты, кремни (лидит, фтанит, яшма). 

·                     Карбонатные породы: известковые туфы, известняки, доломиты, мергели. 

·                     Галоидные и сернокислые (сульфатные) породы: каменная соль (галит), гипс, ангидрит. 

Структура — это строение породы, обусловленное состоянием минерального вещества (кристаллическое, обломочное, аморфное) и размером составных минеральных составляющих. Различают кристаллическую (крупно-, мелкозернистую), стекловатую, обломочную и другие структуры. 

Текстура — сложение породы, обусловленное относительным расположением и распределением составных минеральных частиц в её объёме. Различают следующие основные виды текстур: 

·                     Массивная — характерна для магматических пород; минералы располагаются в объёме породы равномерно по всем направлениям. 

·                     Слоистая — характерна для осадочных пород; минеральные частицы слагают слои, прослойки. 

·                     Сланцеватая — характерна для большинства метаморфических пород; минеральные зерна имеют удлинённую, листоватую форму и располагаются в породе параллельно друг другу. 

·                     Пятнистая и полосчатая — разноцветные кристаллы образуют пятна или полосы (только интрузивы).

·                     Пузыристая (пористая, ноздреватая) — в стекловатом или порфировом образце видны пустоты (только эффузивы).

 

v    Условия и формы залегания магматических пород.

 

Условия и формы залегания магматических пород определяются несколькими взаимосвязанными факторами:

·                     Глубина становления и механизм внедрения магмы. В зависимости от глубины становления интрузивные породы подразделяются на гипабиссальные (близповерхностные), мезоабиссальные (среднеглубинные) и абиссальные (глубинные). 

·                     Тектоническая структура вмещающих пород и характер их движений во время формирования магматических тел. 

Формы залегания магматических горных пород различаются для пород, образовавшихся на некоторой глубине (интрузивных), и пород, излившихся на поверхность (эффузивных). 

Основные формы залегания интрузивных пород:

·                     Пластообразные интрузивные залежи (силлы). Встречаются в толщах не только осадочных, но и вулканических пород. 

·                     Кольцевые или конусовидные тела — жилы или дайки, образующиеся в результате заполнения магмой кольцевых трещин. 

·                     Гарполиты — тела, имеющие в разрезе форму серпа. 

·                     Акмолиты — наклонно залегающие тела, имеющие висячий и лежачий бока и линзовидную форму как в плане, так и в разрезе (то есть ограниченную протяжённость на глубину). 

·                     Штоки — неправильные, но в общем изометричные в плане магматические тела небольших размеров, но круто падающие и вытянутые на глубину. 

·                     Батолит — это крупное магматическое тело главным образом гранитного состава, уходящее на большие глубины. 

Формы залегания эффузивных пород:

·                     Трещинные излияния: дайки, покровы и потоки застывшей лавы. Покровами называют обширные массы излившихся пород, занимающие большую площадь и обладающие значительной толщиной (мощностью) при преимущественно горизонтальном залегании. 

·                     Центральные извержения: жерловины, некки, купола, иглы. Купола — это небольшие массивы эффузивных пород, возвышающиеся в виде купола над вулканическим каналом. Иглы — остроконечные, конусовидные или обелископодобные выступы излившихся пород аналогичного происхождения. 

 

Вопросы для самопроверки.

 

1)                 Что такое горные породы?

2)                 Как образуются магматические горные породы?

3)                 Как образуются осадочные горные породы?

4)                 Как образуются метаморфические горные породы?

5)                 Какие существуют основные группы горных пород по происхождению?

6)                 В каком состоянии присутствует вода в магме?

7)                 Из какого застывшего вещества состоят магматические горные породы?

8)                 Как классифицируются горные породы по минеральному составу?

9)                 Что такое структура горной породы?

10)             Что такое текстура горной породы?

11)             Какие факторы влияют на формы залегания магматических пород?

12)             Как различаются формы залегания интрузивных и эффузивных пород? 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Тема 3 Горные породы и процессы в них

Лекция 14 Вопросы лекции: v    Осадочные и метаморфические горные породы, их происхождение и классификация. v    Минеральный состав, структурно-текстурные особенности и свойства осадочных пород. v    Условия и формы залегания, структура и основные свойства метаморфических пород.

 

 

v    Осадочные и метаморфические горные породы, их происхождение и классификация.

 

Осадочные горные породы образуются в результате разрушения других горных пород, накопления обломков, химических веществ и остатков отмерших организмов. В зависимости от характера накопления (осаждения) веществ их можно разделить на обломочные, органические и химические:

·                     Обломочные образуются на земной поверхности в результате изменения и разрушения других пород и минералов. Примеры: гравий, пески, глина, галька. 

·                     Химические образуются из водных минеральных растворов, в которых содержатся различные вещества, соли. Пример: поваренная соль. 

·                     Органические образуются в результате жизнедеятельности живых организмов и накопления отмерших организмов или их частей. Примеры: нефть, известняк, мел, доломин, уголь. 

Метаморфические горные породы образуются в процессе преобразования, перерождения ранее образовавшихся магматических и осадочных пород под действием высокой температуры, давления и других процессов. Например, сыпучий кварцевый песок и рыхлый песчаник преобразуются в твёрдую кристаллическую породу кварцит, глина — в кристаллический сланец, известняк перекристаллизовывается в мрамор, гранит — в гнейс. 

 

v    Минеральный состав, структурно-текстурные особенности и свойства осадочных пород.

 

Минеральный состав осадочных пород определяется составом материнских пород и физико-химическими особенностями среды, в которых накапливались осадки. В осадочных породах различают минералы, унаследованные от материнской породы (кварц, полевой шпат, тёмноцветные минералы, циркон, апатит и др.), и минералы, образовавшиеся путём химического и биохимического осаждения (халцедон, опал, каолинит, кальцит, доломит, гипс, ангидрит, гётит и др.). 

Структурно-текстурные особенности осадочных пород включают:

Структуры. Для обломочных пород выделяют грубообломочную (с частицами более 2 мм в диаметре), среднеобломочную или песчаную (с частицами от 2 до 0,05 мм), мелкообломочную или пылеватую (от 0,05 до 0,005 мм), тонкообломочную или глинистую (менее 0,005 мм) и смешанную (в породе представлены частицы различных размеров). Для хемогенных пород, образовавшихся в результате выпадения вещества из растворов или испарении воды, характерны кристаллически-зернистые, оолитовые и колломорфные структуры. Для органогенных пород структуры определяются в зависимости от степени сохранности и количества остатков организмов: биоморфную, детритовую и биогенно-шламовую. 

Свойства осадочных пород включают твёрдость и абразивность, упругость и пластичность, пористость и плотность, трещиноватость и устойчивость. 

Характерные особенности осадочных пород: слоистость, пористость, зависимость состава и свойств породы от климата, наличие остатков растительных и животных организмов и ряд других. 

 

v    Условия и формы залегания, структура и основные свойства метаморфических пород.

 

Условия и формы залегания метаморфических пород:

·                     Метаморфические парапороды наследуют слоистое сложение, которое в них проявляется в закономерном послойном изменении минерального состава и структуры. В отличие от осадочных толщ слои в метаморфических породах крайне редко залегают горизонтально. Обычно породы смяты в складки, смещены вдоль разрывных нарушений, местами раздроблены. 

·                     Метаморфические ортопороды представлены пересекающими слоистость вмещающих пород телами неправильной, жило- или линзообразной формы, штоками, дайками или согласными залежами и покровами. 

Структура метаморфических пород: кристаллическая.  Структура может быть явнокристаллической с хорошо видимыми кристаллами, может быть скрытокристаллической, как, например, у глинистых сланцев, если кристаллы слишком малы и не различимы невооружённым глазом. 

Основные свойства метаморфических пород:

·                     Прочность: метаморфические породы имеют прочность, значительно превышающую нагрузки, обычно возникающие в строительной практике. 

·                     Водонепроницаемость: метаморфические породы практически водонепроницаемы и за исключением карбонатно-доломитовых разностей не растворяются в воде. 

 

Вопросы для самопроверки.

 

1)                 Что такое осадочные горные породы?

2)                 Как происходит образование осадочных горных пород?

3)                 На какие группы делятся осадочные горные породы в зависимости от особенностей протекания процесса осаждения?

4)                 Что такое метаморфические горные породы?

5)                 На какие группы делятся метаморфические горные породы?

6)                 Какие примеры есть у осадочных горных пород?

7)                 Какие примеры есть у метаморфических горных пород?

8)                 Что такое метаморфизм?

 

 

Тема 3 Горные породы и процессы в них

Лекция 15 Вопросы лекции: v    Инженерно-геологические процессы: движение горных пород на склонах, суффозионные явления, карстовые процессы, плывуны, просадочные явления, сезонная и вечная мерзлота.

 

 

v    Инженерно-геологические процессы: движение горных пород на склонах, суффозионные явления, карстовые процессы, плывуны, просадочные явления, сезонная и вечная мерзлота.

 

Инженерно-геологические процессы — это современные геологические процессы и явления, возникающие в природной обстановке под воздействием инженерно-строительной или хозяйственной деятельности человека.  

Также к инженерно-геологическим процессам относятся природные геологические процессы и явления, изменённые или активизированные в результате строительства и эксплуатации инженерных сооружений. 

Некоторые примеры инженерно-геологических процессов:

·                     переработка берегов водохранилищ (природным аналогом является абразия); 

·                     деформации на бортах карьеров и откосах выемок (в природе — гравитационные процессы); 

·                     осадка оснований наземных сооружений (в природе — уплотнение отложений при осадконакоплении); 

·                     размыв и аккумуляция в магистральных каналах (природный аналог — речная эрозия и аккумуляция). 

Изучение, оценка и прогноз инженерно-геологических процессов применительно к конкретным сооружениям составляют основную задачу инженерной геодинамики. 

Некоторые процессы движения горных пород на склонах:

·                     Осыпи. На крутых склонах, где развиты скальные породы, активно действует процесс физического выветривания. Породы растрескиваются, и обломки скатываются вниз по склонам. Так у подножья склонов накапливаются продукты осыпания — глыбы, щебень, более мелкие обломки и образуются валы — осыпи. 

·                     Курумы. В результате разрушения скальных пород у подошвы склонов скапливаются крупные обломки и глыбы. Так образуются каменные россыпи — курумы. Характерной особенностью курумов является передвижение: масса обломков, огромных глыб постоянно ползёт вниз по склону. 

·                     Обвалы. Это быстрое обрушение крупных глыб или массива горных пород с крутых откосов. Возникает внезапно, когда породы на склоне теряют устойчивость в результате подмыва их рекой или морем, а также при землетрясениях, при строительных работах на склонах. 

·                     Оползни.  Это скользящее смещение горных пород на склонах под действием гравитации и при участии поверхностных или подземных вод. 

Суффозия (от лат. suffossio — подкапывание, подрывание) — процесс механического выноса мелких частиц из грунтов фильтрационным потоком подземных вод. 

Суффозионные явления бывают поверхностными и подземными. К первым относятся псевдовулканы, ниши и пещеры, оползни, поноры, провалы, оседания. Ко вторым — полости, псевдоплывунные зоны, зоны разуплотнения в дисперсных породах и зоны дезинтеграции в скальных породах. 

Различают два вида суффозии: 

·                     Механическая. При ней фильтрующаяся вода отрывает от породы и выносит целые частицы (глинистые, пылеватые, песчаные). 

·                     Химическая. При ней вода растворяет частицы породы (гипс, карбонаты) и выносит продукты разрушения. 

Суффозионные процессы часто возникают на склонах речных долин и откосах котлованов и берегах водохранилищ, на орошаемых территориях, вблизи строительных выемок. 

Карстовые процессы — это процессы, происходящие внутри земли и связанные с водой. Подземные воды растворяют горные породы, выщелачивают их, вымывают, из-за чего образуются полости, внутренние пустоты. 

Основные условия развития карста:

·                     наличие массива растворимой и трещиноватой горной породы; 

·                     растворитель — вода «агрессивного» по отношению к породе состава; 

·                     возможности движения воды по трещинам — постоянный её отток и приток новой. 

В результате карстовых процессов образуются различные полости и пустоты:

·                     провалы; 

·                     овраги; 

·                     пещеры; 

·                     колодцы; 

·                     воронки; 

·                     шахты; 

·                     подземные каналы; 

·                     карстовые мосты и др.. 

Карстовые процессы могут приводить к осадке, появлению провалов грунтов, в последствии строения и сооружения деформируются, разрушаются. Также к карстовым процессам относятся подтопления горных выработок, тоннелей. 

Плывун — насыщенный водой грунт (обычно песок или супесь), который способен разжижаться под механическим воздействием на него при вскрытии котлованами и другими выработками. 

Различают истинный и ложный плывуны:

1.                  Истинный плывун состоит из тонкозернистых и пылеватых песков, а также грунтов, содержащих гидрофильные коллоиды, выполняющие роль смазки. Характерная особенность этих плывунов — большая подвижность и способность быстро переходить в плывунное состояние при незначительном механическом воздействии, особенно при сотрясении или вибрации. 

2.                  Ложный плывун не содержит коллоидных частиц, это мелкий пористый песок, насыщенный водой. Поскольку пласт находится на глубине, вода в порах плывуна находится под давлением больше атмосферного. При вскрытии пласт обнажается, и вода под давлением попадает в котлован и выносит с собой песок. 

Плывуны чаще всего встречаются в болотистых местах и имеют вытянутую форму. 

Основная сложность строительства на плывунах состоит в том, чтобы не допустить выноса его в котлован, поскольку это затруднит проведение земляных работ и приведёт к неравномерной осадке поверхности и деформациям близко расположенных сооружений.

Просадочные явления — это внезапные и быстропротекающие во времени локальные понижения (проседания) земной поверхности, часто со значительными по величине неравномерными деформациями. 

Причины просадочных явлений: разрушение структурных связей грунтов в результате их увлажнения, оттаивания (в мёрзлых грунтах) или динамических воздействий (например, вибрации). 

Величина проседания колеблется от долей см до 2 м и более. 

Просадочные явления могут вызывать:

·                     образование трещин на поверхности и в массиве грунта; 

·                     осадку грунтовых оснований сооружений, способную вызвать их серьёзное повреждение; 

·                     вблизи каналов, водохранилищ. 

Просадочным явлениям в наибольшей степени подвержены отложения лёсса эолового происхождения, содержащие значительное количество гипса и кальцита. 

Для предотвращения просадочных явлений при строительстве используют специальные конструкции зданий и применяют предупредительные мероприятия, исключающие возможность увлажнения оснований их фундаментов. 

Сезонная мерзлота — это мерзлота с сезонным циклом промерзания и оттаивания пород, подстилаемых немерзлыми и талыми породами. Происходит зимой, при полном летнем оттаивании. 

Вечная (многолетняя) мерзлота — это слой почвы, камней и песка, которые более двух лет находятся в замёрзшем состоянии, то есть температура земли не поднимается выше нуля градусов. Толщина такого слоя может быть от нескольких метров до нескольких километров. 

Таким образом, отличие сезонной мерзлоты от вечной в том, что первые горные породы находятся в мерзлом состоянии только часть года (обычно один сезон — зимой), а вторые в течение многих лет содержат в себе лёд.

 

Вопросы для самопроверки.

 

1)                 Что такое суффозионные явления?

2)                 Как происходит движение горных пород на склонах?

3)                 В чём заключается сущность карстовых процессов?

4)                 Какие особенности у плывунов?

5)                 В чём проявляется просадочная деятельность?

6)                 Что такое сезонная и вечная мерзлота?

 

 

 

 

 

 

 

 

Тема 3 Горные породы и процессы в них

Лекция 16 Вопросы лекции: v    Понятие и классификация грунта. v    Характеристика скальных и нескальных грунтов. v    Искусственные грунты. v    Полезные ископаемые и их месторождения. v    Виды и запасы полезных ископаемых. v    Связь рельефа и полезных ископаемых. v    Условные обозначения полезных ископаемых. v    Методы и способы охраны недр при их освоении.

 

v    Понятие и классификация грунта.

 

Грунт — любая горная порода, почва, осадок и техногенные минеральные образования, рассматриваемые как многокомпонентные динамичные системы и часть геологической среды, изучаемые в связи с инженерно-хозяйственной деятельностью. 

Классификация грунтов по природе структурных связей между частицами включает три класса:

1.                  Скальные — с жёсткими кристаллизационными и цементационными связями. 

2.                  Дисперсные — с физическими, физико-химическими и механическими связями. Для дисперсных грунтов выделяются подклассы связанных и несвязанных грунтов. 

3.                  Мёрзлые — c дополнительными криогенными связями. 

По генезису (происхождению) выделяются следующие типы грунтов:

·                     Скальные: магматические интрузивные, магматические эффузивные, метаморфические, осадочные, вулканогенно-осадочные, элювиальные, техногенные. 

·                     Дисперсные: осадочные, вулканогенно-осадочные, элювиальные, техногенные. 

Также грунты подразделяются на природные и техногенные:

·                     Природные грунты включают скальные, дисперсные связные (глинистые, пылеватые), дисперсные рыхлые и биогенные. 

·                     Техногенный грунт — естественные породы, изменённые и перемещённые при производственно-хозяйственной деятельности, и антропогенные образования (насыпные, намывные, бытовые и промышленные отходы, шлаки, шламы — золы и золошлаки). 

 

v    Характеристика скальных и нескальных грунтов.

 

Скальные грунты представляют собой сцементированные и спаянные породы, залегающие в виде сплошного массива или трещиноватого слоя. Общие свойства всех скальных грунтов — высокая прочность на сжатие, водонепроницаемость, морозостойкость (к трещиноватым участкам это относится в меньшей степени). По несущей способности являются хорошим основанием для фундаментов. 

Нескальные грунты имеют дисперсную структуру, устойчивые связи между фрагментами отсутствуют. Характерной особенностью этих грунтов является их раздробленность и дисперсность, что коренным образом отличает их от скальных весьма прочных пород. 

К скальным грунтам относятся:

·                     Магматические — диорит, гранит и другие твёрдые породы глубинного происхождения. 

·                     Метаморфические — сланцы, гнейсы, кварциты. 

·                     Осадочные сцементированные, то есть породы, сформировавшиеся из спрессованных продуктов выветривания — песчаники, конгломераты и др.. 

·                     Искусственного происхождения. 

К нескальным грунтам относятся:

·                     Крупнообломочные — валунные, галечные, гравийные, глыбовые. Различаются размером гранул. Сжимаемость незначительная, но при наличии в составе пылевато-глинистых включений возможно морозное пучение. 

·                     Песчаные — пылеватые, мелкие, средние, крупные и гравелистые пески, не больше 3 процентов глинистых примесей. Сжимаемость низкая, под нагрузкой уплотняются, промерзание незначительное. Различаются по степени водонасыщенности. 

·                     Пылевато-глинистые — глинистые, лессовые, плывуны. Состоят из частиц размером менее 0,05 мм. Характерные особенности — просадка, морозное пучение, изменение объёма при увлажнении и высыхании. 

·                     Биогенные — торфяники, сапропели (илистые образования), а также глинистые и песчаные, в составе которых более 10% органических веществ. 

·                     Почвы — верхний (плодородный) слой грунта. 

 

v    Искусственные грунты.

 

Искусственные грунты — это горные породы, претерпевшие коренные изменения в результате воздействия на них человека, или образованные из горных пород и органических соединений производственные и бытовые отходы. 

Разновидности искусственных грунтов:

·                     Техногенно изменённые в месте природного образования. Разрушение плодородной почвы связано с внесением химикатов и загрязнением отходами. 

·                     Переотложенные. Сначала грунт изменяется в месте залегания путём взрыва и выкапывания песка из карьера экскаваторами. Затем добытый грунт перемещается на другое место для очищения от примесей, сортировки по фракциям. 

К искусственным грунтам относятся, например, щебень, отсев, обогащённый песок, керамзит, искусственные почвосмеси с добавлением минеральных и органических удобрений для посадки растений. 

 

v    Полезные ископаемые и их месторождения.

 

Полезные ископаемые — это минеральные образования земной коры, которые используются или могут эффективно использоваться в хозяйстве. 

Месторождение — это природное скопление полезных ископаемых в недрах или на поверхности Земли. 

По происхождению месторождения делятся на 3 вида: 

·                     Осадочные — являются результатом накопления осадков на дне водоёмов в течение длительного времени. Это уголь, нефть, мел, известняк, каменная соль. 

·                     Магматические — формируются в результате затвердевания природного расплава (магмы или лавы). Примеры: пемза, базальт, вулканический туф, гранит, андезит. 

·                     Метаморфические — образуются в глубине земной горы под воздействием больших температур и высокого давления в результате преобразования уже существующих горных пород. Это мрамор, кварцит, сланцы, гнейсы, амфиболиты. 

По агрегатному состоянию полезные ископаемые делятся на: 

·                     Твёрдые — железная руда, гранит, калийная соль. 

·                     Жидкие — нефть, минеральные воды. 

·                     Газообразные — природный газ. 

По промышленному использованию месторождения делятся на: 

·                     Руды — это горные породы, содержащие соединения полезных компонентов в таком количестве, что их экономически целесообразно извлекать. 

·                     Нерудные — полезные ископаемые, используемые в естественном виде или как сырьё. Примеры: фосфориты, кварциты, известняки, алмазы, глины. 

·                     Горючие (энергоносители) — природное топливо, применяемое для добычи энергии. Примеры: уголь, сланцы, нефть, торф, природный газ. 

·                     Гидроминеральные — минеральные, технические, бытовые и другие воды. 

Некоторые месторождения полезных ископаемых в России:

·                     Рудные. Наибольшее количество железных руд сосредоточено в центральной части России в Курской области. На Урале разрабатывают железные, медно-никелевые, хромовые, алюминиевые месторождения. На Кавказе добывают вольфрам, молибден, полиметаллические руды. 

·                     Топливно-энергетические. Запасы углеводородов страны сосредоточены в пределах Западной Сибири, Волго-Уральского бассейна, Северного Кавказа, Дальнего Востока, Тимано-Печорского бассейна. На территории Западной Сибири разведано более 300 месторождений нефти и газа. Крупнейшие месторождения углеводородов находятся на территории Тюменской и Омской областей. 

·                     Цветные руды. Основные месторождения цветной руды находятся на Урале, в западной и Восточной Сибири, на Дальнем Востоке. Среди руд цветных металлов на территории страны находятся крупнейшие месторождения меди, никеля, кобальта, олова, свинцово-цинковых руд, лёгких металлов — алюминия, магния. 

·                     Нерудные. В России добывают множество видов нерудного сырья: асбест, графит, слюду, тальк, каолин, известняки, доломиты, гипс и другие. Крупные залежи доломита есть в Кемеровской и Липецкой области, Бурятии, на Кольском полуострове и в других местах. 

·                     Алмазы. Россия занимает первое место в мире по добыче алмазов. Крупные месторождения этого благородного минерала сосредоточены в Якутии. 

 

v    Виды и запасы полезных ископаемых.

 

Виды полезных ископаемых:

·                     По происхождению месторождения делятся на:

o         Осадочные. Являются результатом накопления осадков на дне водоёмов в течение длительного времени. Примеры: уголь, нефть, мел, известняк, каменная соль. 

o         Магматические. Формируются в результате затвердевания природного расплава (магмы или лавы). Примеры: пемза, базальт, вулканический туф, гранит, андезит. 

o         Метаморфические. Образуются в глубине земной горы под воздействием больших температур и высокого давления в результате преобразования уже существующих горных пород. Примеры: мрамор, кварцит, сланцы, гнейсы, амфиболиты. 

·                     По агрегатному состоянию полезные ископаемые делятся на:

o         Твёрдые. Примеры: железная руда, гранит, калийная соль. 

o         Жидкие. Примеры: нефть, минеральные воды. 

o         Газообразные. Примеры: природный газ. 

·                     По промышленному использованию месторождения делятся на:

o         Руды. Это горные породы, содержащие соединения полезных компонентов в таком количестве, что их экономически целесообразно извлекать. 

o         Нерудные. Полезные ископаемые, используемые в естественном виде или как сырьё. Примеры: фосфориты, кварциты, известняки, алмазы, глины. 

o         Горючие (энергоносители). Природное топливо, применяемое для добычи энергии. Примеры: уголь, сланцы, нефть, торф, природный газ. 

o         Гидроминеральные. Минеральные, технические, бытовые и другие воды. 

Запасы полезных ископаемых — это количество минерального сырья, определяемое по данным геологической разведки. 

По степени разведанности и изученности запасы месторождений полезных ископаемых делятся на три категории:

·                     Запасы категории А — это вполне изученные, разведанные и подготовленные к добыче, они предназначены для эксплуатационных работ предприятий, а также для проектирования и строительства предприятий. 

·                     Запасы категории В — это геологически обоснованные, относительно разведанные и оконтуренные горными выработками и буровыми скважинами. 

·                     Запасы категории С менее изучены, требуют уточнения при помощи детальных геолого-разведочных работ, используются для перспективного планирования развития горной промышленности и геолого-разведочных работ. 

Кроме того, запасы месторождений полезных ископаемых делятся на две группы: геологические и промышленные. В свою очередь, геологические запасы делятся на балансовые и забалансовые. Балансовые — запасы, которые при данном уровне развития науки и техники могут быть извлечены из недр земли с достаточной эффективностью. Забалансовые — запасы, которые на данном этапе с экономической точки зрения нецелесообразно извлекать из недр земли. 

 

v    Связь рельефа и полезных ископаемых.

 

Рельеф и полезные ископаемые взаимосвязаны. 

Если в основании находится платформа, то рельеф будет представлять собой равнину. Основными полезными ископаемыми в данной местности будут осадочные горные породы. 

В местах, где на поверхностях выходит кристаллический фундамент, преобладают метаморфические полезные ископаемые. 

Если в основании расположена складчатая область, то в основе рельефа будут горы. Для данного типа рельефа характерно преобладание магматических пород. Руды образуются на месте контакта магмы с другими горными породами. Чаще всего они встречаются в горах и на кристаллических щитах. 

 

v    Условные обозначения полезных ископаемых.

 

Условные обозначения полезных ископаемых имеют разную форму (треугольник, ромб, круг, прямоугольник и т. д.) и цвет (чёрный, красный). 

Некоторые условные знаки для обозначения разных групп полезных ископаемых:

·                     Горючие ископаемые. Нефть и газ изображают в форме удлинённого равнобедренного треугольника. Угли и торф — в виде квадрата, причём значок каменного угля закрашивают, а бурого угля — просто штрихуют. Пиктограмма для торфа похожа на стопку белых кирпичей. 

·                     Неметаллы. На картах они отмечаются зелёным цветом. К неметаллическим полезным ископаемым относятся соль (куб), слюда (квадрат с полосой от левого до правого угла), алмазы (остроконечная шестерёнка), гранит (ромб с горизонтальной полосой). 

·                     Металлические ископаемые. Металлические ископаемые осадочного происхождения изображаются в чёрном цвете, а породы магматического и метаморфического происхождения — в красном цвете. Главный металл — железная руда — изображается на карте закрашенным равносторонним треугольником. В виде закрашенного перевёрнутого треугольника с белым маленьким треугольником внутри отмечают никель. Знак меди — это закрашенный прямоугольник. Драгоценный металл золото отмечают наполовину закрашенным кругом, а серебро — в виде круга, с вписанным внутрь треугольником. 

Все условные обозначения полезных ископаемых даны в стандарте ГОСТ 2.857-75. 

 

v    Методы и способы охраны недр при их освоении.

 

Некоторые методы и способы охраны недр при их освоении:

Опережающая геологическая разведка с целью создания потенциальных запасов минерального сырья. 

Наиболее полное и комплексное извлечение из месторождения всех полезных компонентов. 

Экономное и безотходное использование материалов в последующем производстве. 

Вторичное использование материалов после выхода из употребления изделий. 

Предотвращение вредного влияния работ, связанных с пользованием недрами. 

Охрана месторождений от затопления, обводнения, пожаров и других факторов, снижающих качество полезных ископаемых и промышленную ценность месторождений. 

Предотвращение загрязнения недр при проведении работ, связанных с недропользованием (подземное хранение нефти, газа, захоронение вредных веществ и отходов, сброс сточных вод). 

Предотвращение накопления промышленных и бытовых отходов на площадях водосбора и в местах залегания подземных вод. 

Рекультивация земельных участков, нарушенных при пользовании недрами, снижение отчуждения земельных площадей под горные разработки, сохранение плодородного и потенциально плодородного слоя почвы. 

 

Вопросы для самопроверки.

 

1)                 Что такое грунт?

2)                 Какие бывают виды грунтов?

3)                 Что такое песок?

4)                 Какие породы классифицируются как скальные?

5)                 Какая характерная особенность нескальных грунтов?

6)                 Что такое искусственные грунты?

7)                 Где обычно используют искусственные грунты?

8)                 Из чего обычно состоят искусственные грунты?

9)                 Что такое месторождение?

10)             Какое полезное ископаемое относится к горючим?

11)             Какие бывают виды полезных ископаемых по происхождению?

12)             Как изображается на карте каменный уголь?

13)             Какие известны технологические методы и мероприятия по рациональному использованию минеральных ресурсов и охране недр?

14)             В чём проявляется техногенное воздействие на геологическую среду?

 

Тема 4 Основы почвоведения

Лекция 17 Вопросы лекции: v    Развитие учения о почве и агрономическом почвоведении. v    Понятие о почве. v    Взаимодействие почвы с геосферами земли. v    Структура почвоведения и его место в системе наук. v    Краткая история возникновения и развития почвоведения. v    Правовые основы деятельности в сфере почвоведения.

 

v    Развитие учения о почве и агрономическом почвоведении.

 

Развитие учения о почве и агрономического почвоведения связано с трудами выдающихся русских учёных В. В. Докучаева, П. А. Костычева и Н. М. Сибирцева. 

В. В. Докучаев (1846–1903) основал генетическое почвоведение. Он впервые установил, что почва — самостоятельное природное тело и её формирование есть сложный процесс взаимодействия пяти природных факторов почвообразования: климата, рельефа, растительного и животного мира, почвообразующих пород и возраста. Учёный разработал сравнительно-географический метод изучения почв с учётом всех экологических условий и создал первую научную естественно-историческую классификацию почв. 

П. А. Костычев заложил научные основы агрономического почвоведения. Он сделал ряд важных теоретических обобщений, связавших почвоведение и земледелие. Учёный подчёркивал тесную связь образования почв с жизнью растений и определял почву как «верхний слой земли до той глубины, до которой доходит главная масса растительных корней». Он провёл большую работу по изучению разложения растительных остатков в почве и роли микроорганизмов в этом процессе, оказавшую значительное влияние на последующее изучение органического вещества почв. 

П. М. Сибирцев систематизировал и развил основы учения В. В. Докучаева о почве. Он конкретизировал определение почв, выделив на первый план взаимодействие растительности и горных пород в различных условиях климата и рельефа, разделил факторы почвообразования на биотические и абиотические, внёс существенные уточнения в классификацию почв. 

 

v    Понятие о почве.

 

Почва — это верхний плодородный слой земли.  Благодаря богатому содержанию воды и питательных веществ, она является главным условием жизни растений. 

Состав почвы: песок, глина, перегной, воздух, вода. Также неотъемлемая часть почвы — живые организмы: животные, растения (их корни), грибы, бактерии, лишайники. 

Плодородие — способность почвы снабжать растения питательными веществами, водой и воздухом для их полноценного роста и развития. 

Образование почвы — сложный и длительный процесс: 

1.                  Горные породы (камни) под воздействием ветра, воды, солнца, перепадов температур разрушаются, в них появляются трещины. 

2.                  В трещинах поселяются бактерии, водоросли, грибы, а затем вырастают лишайники и мхи, травы. 

3.                  Растения, разрастаясь, увеличивают трещины, постепенно разрушают горную породу — так формируется твёрдая часть почвы. В ней накапливаются остатки отмерших организмов, образуя перегной. 

4.                  Постепенно количество перегноя увеличивается и твёрдая горная порода покрывается влажной рыхлой плодородной почвой. 

Роль почвы в природе: из почвы растения получают воду и растворённые в ней питательные вещества. Она же является местом обитания для живых существ: микроорганизмов, червей, насекомых, кротов, слепышей, землероек и многих других. 

 

v    Взаимодействие почвы с геосферами земли.

 

Почва взаимодействует с различными геосферами Земли следующим образом:

1.                  В литосфере почва является источником веществ, которые участвуют в образовании минералов, горных пород и полезных ископаемых. Благодаря свойствам почвы атмосферная влага, выпадающая на поверхность суши, разделяется на поверхностный, почвенный и подземный сток, что уменьшает эрозионное разрушение литосферы. 

2.                  В гидросфере почва участвует в трансформации поверхностных вод в грунтовые, формировании речного стока и водного баланса. При прохождении атмосферных осадков через почвенный профиль изменяется их химический состав. 

3.                  В атмосфере почва участвует в поглощении и отражении солнечной энергии, а значит, и в формировании теплового режима атмосферы. Она является также источником попадания в атмосферу твёрдых частиц и микроорганизмов, которые конденсируют влагу, уменьшают приток тепла и света.

 

v    Структура почвоведения и его место в системе наук.

 

Структура почвоведения включает следующие основные научные направления:

·                     Химия почв. Изучает химизм почв. 

·                     Физика почв. Изучает физические свойства почв. 

·                     Почвенная биология. Изучает живое население почв. 

·                     Почвенная минералогия. Изучает минералогический состав и свойства почв. 

·                     Гидрология почв. Изучает водный режим почв. 

·                     География почв. Изучает закономерности распределения почв и составляет почвенные карты. 

·                     Охрана почв. Изучает способы сохранения и восстановления почв. 

·                     Палеопочвоведение. Изучает ископаемые почвы. 

·                     История почвоведения. История науки. 

Место почвоведения в системе наук определяется его сложностью объекта и методологии. Наука находится на стыке наук о Земле, биологических и сельскохозяйственных наук. В структуре РАН почвоведение выделено как самостоятельная наука в Отделении общей биологии, одновременно оно входит и в направление земледелия в Отделении сельскохозяйственных наук. 

 

v    Краткая история возникновения и развития почвоведения.

 

Накопление эмпирических знаний о почве началось в конце мезолита, когда племена натуфийской культуры произвели первые попытки занятий земледелием. Систематизация сведений была начата философами античности: Колумеллом, Феофрастом, Плинием Старшим, Лукрецием Каром и другими. 

В период Возрождения (XV–XVII вв.) происходит расцвет науки о почвах. В это время разрабатывается теория, которая объясняет роль почв для питания растений, тщательно изучается гумус, определяется его происхождение и примерный состав, вносятся изменения в классификацию почв. 

В России М. В. Ломоносов в работе «О слоях земных» (1763) высказал идею значительной роли растений и их остатков в образовании почвы. Вольное экономическое общество (образовано с 1765) организовывало экспедиции по изучению почв и их картографированию. 

Возникновение современного генетического почвоведения связано с именем профессора минералогии Василия Васильевича Докучаева. Он впервые установил, что почвы имеют чёткие морфологические признаки, позволяющие различать их, а географическое распространение почв на поверхности Земли так же закономерно, как это свойственно природным зонам. В своей монографии «Русский чернозём» (1883) он впервые рассматривает почву как самостоятельное природное тело, формирующееся под воздействием факторов почвообразования: грунта, климата, рельефа, возраста и растительности. 

В качестве самостоятельной отрасли естествознания почвоведение оформилось в 1883 году благодаря докторской диссертации и монографии В. В. Докучаева «Русский чернозём».

 

v    Правовые основы деятельности в сфере почвоведения.

 

Правовые основы деятельности в сфере почвоведения включают в себя ряд нормативных актов, среди них:

·                     Земельный кодекс Российской Федерации. В нём, в частности, предусмотрено, что для оценки состояния почвы в целях охраны здоровья человека и окружающей среды Правительством РФ устанавливаются нормативы предельно допустимых концентраций вредных веществ, вредных микроорганизмов и других загрязняющих почву биологических веществ. 

·                     Федеральный закон «Об охране окружающей среды». В нём объектом охраны окружающей среды определены почвы. 

·                     Федеральный закон «О государственном регулировании обеспечения плодородия земель сельскохозяйственного назначения». В нём закрепляются права и обязанности лиц, использующих земли сельскохозяйственного назначения, а также определяются основные направления обеспечения плодородия земель. 

·                     Федеральный закон «О землеустройстве». В нём определены цели проведения внутрихозяйственного землеустройства, а также перечень выполняемых работ, в том числе разработка мероприятий по улучшению сельскохозяйственных угодий, освоению новых земель, восстановлению и консервации земель, рекультивации нарушенных земель, защите земель от негативных воздействий.

 

Вопросы для самопроверки.

 

1)                 Когда началось накопление знаний о почве и с каких стран это произошло?

2)                 Кто впервые высказал идею значительной роли растений и их остатков в образовании почвы?

3)                 Кто впервые установил, что почва — это самостоятельное природное тело и её формирование есть сложный процесс взаимодействия материнской горной породы, климата, рельефа, живых организмов, помноженный на время?

4)                 Кто заложил основы агрономического почвоведения и впервые связал образование гумуса с жизнедеятельностью микроорганизмов?

5)                 Что называют почвой?

6)                 Чем почва отличается от горных пород?

7)                 Кто поставляет основную массу органического вещества в почву?

8)                 От чего зависит плодородие всех видов почв?

9)                 Почему чернозём считается самой плодородной почвой?

10)             Какая структура почвы наиболее благоприятна для развития сельскохозяйственных растений?

11)             Какие почвы называют тяжёлыми?

12)             Кто доказал, что почва — не горная порода, а самостоятельное тело природы, «зеркало ландшафта»?

13)             Как влияет литосфера на почву?

14)             Как взаимодействуют атмосфера и почва?

15)             Как почва взаимодействует с биосферой?

16)             Как почва регулирует химический состав атмосферы и гидросферы?

17)             Что такое почвоведение?

18)             Какие есть направления в почвоведении?

19)             На каких науках базируется почвоведение?

20)             Кто такой В. В. Докучаев и почему его считают основоположником научного почвоведения?

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Тема 4 Основы почвоведения

Лекция 18 Вопросы лекции: v    Факторы почвообразования. v    Общая схема почвообразовательного процесса. v    Факторы распространения почв на земной поверхности и структура почвенного покрова. v    Геологический и биологический круговороты веществ.

v    Факторы почвообразования.

 

Факторы почвообразования — элементы природной среды, под совместным воздействием которых образуются почвы. 

В.В. Докучаев выделил пять факторов почвообразования: 

1.                  Почвообразующие породы. Это поверхностный слой коры выветривания, в котором формируется почва. Они передают почвам свой минералогический, химический и механический состав, а также физические и химические свойства. 

2.                  Рельеф. Рельеф выступает как главный фактор перераспределения солнечной энергии, воды и твёрдых частиц. Под рельефом понимают совокупность всех неровностей земной поверхности, разных по очертаниям, размерам, происхождению, возрасту и истории развития. 

3.                  Климат. Определённое сочетание температурных условий и увлажнения обуславливает тип растительности, темпы создания и разрушения органического вещества, состав почвенной микрофлоры и фауны. 

4.                  Биологический фактор (растительные и животные организмы). Высшие растения — основные поставщики органического вещества в почвы и концентраторы зольных элементов. Животные организмы (беспозвоночные и позвоночные) активно участвуют в преобразовании органического вещества, улучшают физические свойства почвы. 

5.                  Возраст. Различают абсолютный и относительный возраст почв. Абсолютный возраст — это время, прошедшее от начала формирования почвы до стадии её развития. 

В настоящее время существенное влияние на формирование почв оказывает ещё и антропогенный фактор почвообразования. 

 

v    Общая схема почвообразовательного процесса.

 

Общая схема почвообразовательного процесса — совокупность явлений превращения и передвижения веществ и энергии, протекающих в почвенной толще под воздействием живых организмов. 

Некоторые важные слагаемые этого процесса:

·                     создание органического вещества и его разрушение; 

·                     аккумуляция органического и неорганического вещества в верхних горизонтах почвы и их вынос; 

·                     синтез и распад минералов; 

·                     поступление воды в почву и возврат её в атмосферу; 

·                     поглощение почвой лучистой энергии солнца и её излучение. 

Каждая почва в своём развитии проходит ряд последовательных стадий:

1.                  Стадия начального, или первичного, почвообразовательного процесса. Ведёт отсчёт с момента заселения горной породы организмами. Накопление элементов почвенного плодородия происходит медленно. Одновременно протекает множество процессов небиологической природы (микропроцессы). 

2.                  Стадия развития почвы. Она сменяет стадию начального почвообразования с момента, когда резко возрастает объём биологического круговорота вследствие расширения деятельности высших растений. В результате в почве накапливается много таких соединений, каких не было в породе и которые являются доступными для последующих поколений живых организмов. 

3.                  Стадия равновесия. На данной стадии основные свойства почв относительно стабильны во времени, а биогеохимический круговорот способствует развитию этих свойств. 

4.                  Стадия эволюции почвы. Она сменяет стадию равновесия в результате саморазвития почвы в целом или изменения одного или нескольких факторов почвообразования. При этом образуется новая почва с новым комплексом свойств. 

 

v    Факторы распространения почв на земной поверхности и структура почвенного покрова.

 

Факторы распространения почв на земной поверхности:

·                     Климат. Определяет наиболее общие закономерности распространения почв — горизонтальную зональность и вертикальную поясность. Главный источник энергии для почвенных процессов — солнечная радиация, а основной источник влаги — атмосферные осадки. 

·                     Живые организмы. Являются источником органической части почвы, вызывают глубокие преобразования минеральной почвенной массы и в значительной степени определяют направление почвообразовательного процесса. 

·                     Горные породы. Становятся источником минеральных элементов для плодородного слоя, передают ему свою структуру, некоторые физические и химические свойства. 

·                     Рельеф. Перераспределяет потоки тепла, влаги, а также твёрдых и растворённых веществ — продуктов выветривания и почвообразования. 

·                     Время. Так как почва образуется медленно: примерно за 100 лет её толщина увеличивается на 0,5–2 см. 

Структура почвенного покрова включает несколько слоёв, или почвенных горизонтов: гумусовый, горизонт вымывания и горизонт вмывания, далее следует материнская порода. 

 

v    Геологический и биологический круговороты веществ.

 

Геологический круговорот веществ — процесс миграции веществ и природных вод, происходящий в результате воздействия абиотических факторов (факторов неживой природы). Он протекает без участия живых организмов и осуществляет перераспределение вещества между биосферой и более глубокими слоями Земли. 

Биологический круговорот веществ — процесс циркуляции веществ между растениями, животными, грибами, микроорганизмами, атмосферой и почвой. В нём принимают участие все живые организмы, поглощающие из окружающей среды одни вещества и выделяющие другие. Главным источником энергии круговорота является солнечная радиация, которая порождает фотосинтез. 

 

Вопросы для самопроверки.

 

1)                 Что называют почвой?

2)                 Какие из условий почвообразования являются главными?

3)                 Какое значение в почвообразовании имеет рельеф?

4)                 Каково значение материнской породы как фактора почвообразования?

5)                 В чём заключается влияние климата на процесс почвообразования?

6)                 Какое влияние оказывает хозяйственная деятельность на почвообразование?

7)                 Почему растительность — ведущий фактор почвообразования?

8)                 Как рельеф влияет на перераспределение тепла и влаги в ландшафте?

9)                 Каков вклад подземных вод в почвообразование?

10)             Что такое структура почвенного покрова (СПП)?

11)             В процессе какого круговорота образовались залежи нефти, каменного угля, торфа: азота, кислорода, углерода, водорода?

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Тема 4 Основы почвоведения

Лекция 19 Вопросы лекции: v    Минералогический и химический состав почвы. v    Гранулометрический состав и структура почвы. v    Классификация почвенной структуры, строение структурных отдельностей. v    Морфологическое строение почвы. v    Фазовый состав почв.

 

v    Минералогический и химический состав почвы.

 

Минералогический состав почвы представлен совокупностью всех минералов, входящих в её состав. Минеральная часть составляет 80–90% и более от массы почвы. 

Минералы делятся на первичные (магматические), образовавшиеся в недрах Земли при затвердевании магмы в определённых температурах и давлении, и вторичные (экзогенные), претерпевшие химические изменения. Наиболее распространёнными первичными минералами являются кварц, полевые шпаты, слюды, преобладающие в крупных фракциях почвы. От количества первичных минералов зависят физические свойства почв, и они являются резервным источником зольных элементов питания растений. 

Вторичными минералами являются минералы простых солей, минералы оксидов и гидроксидов, глинистые минералы. Минералы простых солей (кальцит, магнезит, доломит, гипс и др.) определяют качественный и количественный состав засоления почв. Минералы оксидов и гидроксидов благодаря своей огромной поверхности поглощают много фосфора, делают его малодоступным растениям. Глинистые минералы (монтмориллонит, каолинит, гидрослюды и др.) преобладают в тонкодисперсных фракциях, в сочетании с гумусовыми кислотами способствуют улучшению водно-физических свойств почв, являются источниками элементов минерального питания для растений, обусловливают поглотительную способность почв. 

Химический состав почвы включает все химические элементы периодической таблицы. Основу твёрдой части составляют кислород (47,0%), кремний (33,0%), алюминий (7,13%), железо (3,8%), кальций (1,37%), калий (1,36%), водород (1%), натрий и магний (по 0,63%). Около 1% приходится на все остальные элементы. Среди них повышенное содержание имеют титан, фосфор, марганец, сера и хлор, водород и углерод. Очень незначительную часть почвы занимают медь, цинк, молибден, бор, свинец и другие. 

 

v    Гранулометрический состав и структура почвы.

 

Гранулометрический состав почвы — относительное содержание в почве твёрдых частиц (механических элементов) разной величины. В зависимости от размера механических элементов выделяют две большие фракции: физический песок (частицы крупнее 0,01 мм) и физическая глина (частицы менее 0,01 мм). 

Структура почвы — взаимное расположение структурных отдельностей (агрегатов) определённой формы и размеров. Выделяются три группы структурных отдельностей в почвах (мм): 

·                     микроагрегаты (< 0,25); 

·                     мезоагрегаты (0,25–7 (10)); 

·                     макроагрегаты (> 7 (10)). 

В зависимости от формы структурных элементов различают три основных типа структуры: 

·                     Кубовидная, когда структурные элементы равномерно развиты по трём взаимно перпендикулярным осям. Основными видами этого типа структуры (по размеру) являются глыбистая, комковатая, ореховатая и зернистая. 

·                     Призмовидная, когда структурные элементы развиты преимущественно по вертикальной оси. Основные виды — столбовидная, столбчатая и призматическая. 

·                     Плитовидная, когда структурные элементы развиты преимущественно по двум горизонтальным осям и укорочены в вертикальном направлении. Основные виды — плитчатая и чешуйчатая. 

 

v    Классификация почвенной структуры, строение структурных отдельностей.

 

Классификация почвенной структуры была разработана в начале XX века С. А. Захаровым и используется в российском почвоведении по настоящее время. 

Выделяют три группы структурных отдельностей в почвах:

1.                  Микроагрегаты (< 0,25 мм). Состоят из зёрен минералов, соединённых между собой минеральной тонкодисперсной плазмой, сгустками органического вещества с микропорами. 

2.                  Мезоагрегаты (0,25–7 (10) мм). 

3.                  Макроагрегаты (> 7 (10) мм). 

Различают три основных типа структуры:

1.                  Кубовидный. Структура равномерно развита по трём взаимоперпендикулярным осям. Грани и рёбра плохо выражены, агрегаты плохо оформлены. 

2.                  Призмовидный. Структура развита преимущественно по вертикальной оси. 

3.                  Плитовидный. Развитие структуры по горизонтальным осям. 

Каждый тип в зависимости от характера рёбер и граней подразделяется на роды, а в зависимости от размера — на виды.

 

v    Морфологическое строение почвы.

 

Морфологическое строение почвы — это результат длительного исторического процесса почвообразования. Почва образуется из горной породы под воздействием почвообразовательного процесса. 

Почвенная толща состоит из нескольких сменяющих друг друга слоёв — почвенных генетических горизонтов. Они взаимосвязаны между собой и составляют общую картину почвенного профиля.  Горизонты отличаются один от другого цветом, структурой, сложением, химическим, а нередко и гранулометрическим составом. 

К основным морфологическим признакам почвы относятся:

·                     окраска; 

·                     механический (гранулометрический) состав; 

·                     структура; 

·                     новообразования и включения; 

·                     вскипание от 10%-го раствора HCl; 

·                     кислотность; 

·                     влажность; 

·                     липкость; 

·                     прочность; 

·                     твёрдость; 

·                     характер пористости; 

·                     тиксотропность и плывунность; 

·                     растительные остатки и животные останки; 

·                     густота корневой системы; 

·                     строение профиля; 

·                     мощность почвы в целом и отдельных её генетических горизонтов (подгоризонтов); 

·                     характер перехода (границ) между генетическими горизонтами (подгоризонтами) и др.. 

 

v    Фазовый состав почв.

 

Фазовый состав почвы включает четыре основные части: 

1.                  Твёрдая фаза.  К ней относятся органические и минеральные вещества: глина, остаточные породы, песок, камни и другие вещества разного размера и форм. Твёрдая фаза составляет большую часть объёма почвы — около 45–60%. 

2.                  Жидкая фаза.  Это вода и растворённые в ней соли: грунтовая влага, конденсат, впитавшиеся в почву осадки. Жидкая фаза занимает четверть всего объёма покрова — 25%. 

3.                  Газообразная фаза. Это воздух в почве, который занимает всё пространство, не занятое водой, что составляет обычно 20–25%. 

4.                  Живая фаза. К ней относятся населяющие почву организмы: микроорганизмы, представители микро- и мезофауны, корневые системы растений. 

 

Вопросы для самопроверки.

 

1)                 Какие элементы присутствуют в минералах и в каких количествах?

2)                 Какие химические элементы преобладают в почвообразующих породах?

3)                 Какие основные группы первичных минералов наиболее широко представлены в почвах?

4)                 Какие минералы относятся к вторичным, как и из чего они образуются?

5)                 Чем отличаются первичные минералы от вторичных?

6)                 Какова роль вторичных минералов в генезисе и плодородии почв?

7)                 Какая единица измерения химического состава почвы?

8)                 Что такое гранулометрический состав почвы и почвообразующих пород?

9)                 Как гранулометрический состав влияет на водный, воздушный, тепловой и питательный режимы почв?

10)             Какая структура почв является агрономически ценной и почему?

11)             Какие факторы и действия ухудшают почвенную структуру?

12)             Что такое почвенные горизонты и почвенный профиль? Как они образуются и от чего зависят?

13)             Какие бывают типы почвенного профиля по характеру соотношения почвенных горизонтов?

14)             Что такое твёрдая фаза почвы, из чего она состоит? 

15)             Что такое жидкая фаза почвы, какую роль она выполняет в почвенном теле? 

16)             Что такое живая фаза почвы, какие организмы её представляют? 

 

Тема 4 Основы почвоведения

Лекция 20 Вопросы лекции: v    Гумус как специфическое органическое вещество почвы. v    Состав органической части почвы. v    Гумусовое состояние почв. v    Почвенная биота и ее общая характеристика. v    Корневые системы в почвах. v    Значение и баланс гумуса почвы.

 

v    Гумус как специфическое органическое вещество почвы.

 

Гумус — основное органическое вещество почвы, содержащее питательные вещества, необходимые высшим растениям.  Это смесь различных по составу и свойствам высокомолекулярных соединений, объединённых общностью происхождения, некоторыми свойствами и чертами строения. 

Гумус образуется в почве в результате преобразования растительных и животных органических остатков — гумификации. 

В состав гумуса входят:

·                     Гуминовые кислоты.  Это сложные высокомолекулярные соединения ароматической природы, слаборастворимые в воде и минеральных кислотах, хорошо — в растворах щелочей и пирофосфата натрия. 

·                     Фульвокислоты.  В отличие от гуминовых, полностью растворимы в воде и других растворителях. 

·                     Гумин. Органическое вещество, входящее в состав почвы, нерастворимое в кислотах, щелочах, органических растворителях. 

Гумус содержит основные запасы питательных элементов для растений и микроорганизмов, в его состав входят многие физиологически активные вещества: ферменты, антибиотики, гуминовые кислоты. Он служит источником углерода и энергии для почвенных микроорганизмов, способствует формированию оптимальных водного, воздушного, теплового режимов, обеспечивает устойчивость почв к поллютантам. 

 

v    Состав органической части почвы.

 

Органическая часть почвы представляет собой сложный комплекс разнообразных органических веществ. 

По составу органические вещества почвы делят на две группы: 

1.                  Вещества, подвергающиеся разложению и переработке почвенными животными и микроорганизмами. К ним относятся белки, углеводы, органические кислоты, жиры, лигнин, смолы, воски и другие соединения. На их долю приходится 10–15% от всей массы органической части почвы. 

2.                  Гумусовые вещества.  Это органические соединения сложного строения, на их долю приходится 85–90% от всей массы органической части почвы. 

В группу негумифицированных органических веществ входят: 

·                     неразложившиеся остатки растений и животных (корни, листья, стебли и пр.); 

·                     органические остатки различной степени разложения, частично или полностью потерявшие свою прежнюю форму (детрит); 

·                     продукты разложения органических остатков в виде разнообразных соединений, таких как углеводы, протеины, лигнин, смолы, дубильные вещества и т. д.; 1

·                     плазма микроорганизмов и продукты её автолиза. 

Кроме того, органические остатки всегда содержат некоторое количество зольных элементов. Основную массу золы составляют кальций, магний, кремний, калий, натрий, фосфор, сера, железо, алюминий, марганец, образующие в составе гумуса органоминеральные комплексонаты. 

 

v    Гумусовое состояние почв.

 

Гумусовое состояние почв — важнейший показатель количественной оценки плодородия. Характеризуется набором показателей, отражающих уровень накопления гумуса в почве, его профильное распределение, качественный состав и миграционную способность. 

Некоторые показатели гумусового состояния почв:

·                     Содержание гумуса. Очень высокое (более 10%), высокое (6–10%), среднее (4–6%), низкое (2–4%) и очень низкое (<2%). 

·                     Запасы гумуса.  Очень высокое (более 200/600 т/га), высокое (150–200/400–600 т/га), среднее (100–150/200–400 т/га), низкое (50–100/100–200 т/га) и очень низкое (<50/100 т/га). 

·                     Профильное распределение гумуса. Резко убывающее, постепенно убывающее, равномерное, нарастающее или бимодальное. 

·                     Обогащённость гумуса азотом (по отношению С : N). Очень высокая (менее 5), высокая (5–8), средняя (8–11), низкая (11–14) и очень низкая (более 14). 

Использование системы показателей гумусового состояния позволяет получить целостную и объективную картину об особенностях органической части почвы и характере её трансформации под влиянием природных или антропогенных факторов. 

 

v    Почвенная биота и ее общая характеристика.

 

Почвенная биота — это живые организмы, обитающие в почве. Между собой они отличаются положением в иерархии и выполняемыми функциями в экологии. 

В состав почвенной биоты входят:

·                     Микроорганизмы. Доминирующее значение принадлежит растительным микроорганизмам (бактерии, грибы, водоросли, актиномицеты). 

·                     Простейшие. Например, жгутиковые, корненожки, инфузории. 

·                     Членистоногие насекомые. 

·                     Черви. 

·                     Моллюски и другие. 

Общая характеристика почвенной биоты:

·                     Является фактором почвообразования и способствует осуществлению биосферных функций почвы. 

·                     Важнейшая функция — замыкание цикла углерода путём разложения органического вещества, продуцируемого растениями. 

·                     Способствует перемещению веществ по профилю почвы, тщательному перемешиванию органической и минеральной части почвы. 

·                     Выделяет в процессе жизнедеятельности различные физиологически активные соединения, способствует переводу одних элементов в подвижную форму и, наоборот, закреплению других в недоступную для растений форму. 

 

v    Корневые системы в почвах.

 

Корневая система — это совокупность всех корней одного растения. Она обеспечивает закрепление растения в почве и служит проводником минеральных элементов, питательных веществ и воды. 

По происхождению различают следующие типы корневых систем:

·                     Стержневая. Главный корень хорошо выделяется среди других по размерам, мощному развитию и вертикальному направлению роста. Характерна для двудольных растений. 

·                     Мочковатая. Главный корень быстро отмирает или не отличается от многочисленных достаточно развитых придаточных корней. Такой тип корневища имеют злаковые, однодольные, лилейные и другие культуры. 

·                     Смешанная корневая система. Имеет хорошо развитый главный корень и многочисленные придаточные корни. Например, у помидоров, капусты, подсолнуха. 

По характеру распределения основной массы корней в почве выделяют следующие типы корневых систем:

·                     Поверхностная. Корни располагаются близко к поверхности почвы. Например, у тюльпана, ели. 

·                     Глубинная. Корни развиваются в глубину. Например, у верблюжьей колючки, саксаула. 

·                     Универсальная. Корни равномерно развиваются вглубь и вширь. Например, у картофеля, пшеницы. 

 

v  Значение и баланс гумуса почвы.

 

Значение гумуса почвы заключается в следующем:

·                     Аккумуляция солнечной энергии. При разложении органического вещества высвобождается энергия, за счёт которой происходят биохимические и химические реакции в почве. 

·                     Источник питательных веществ для растений. В гумусе содержится до 90% всего азота почвы. При разложении перегноя азот, фосфор, сера и другие заключённые в нём питательные элементы переходят в доступное для растений состояние. 

·                     Влияние на развитие растений. В составе гумуса содержатся ферменты, витамины и ростовые вещества, которые оказывают существенное влияние на развитие растений. 

·                     Улучшение свойств почвы. Гумус формирует специфический почвенный профиль, образует структуру почв, улучшает водно-физические свойства почвы, увеличивает поглотительную способность и буферность почв. 

Баланс гумуса почвы включает статьи прихода (поступление органических остатков и их гумификация) и расхода (минерализация и другие потери). В естественных условиях почва чем старше, тем плодороднее: баланс положительный или нулевой, в пахотных почвах чаще — отрицательный. 

Для регулирования количества гумуса применяют систематическое внесение достаточного количества органического вещества, посев многолетних трав, применение зелёных удобрений (сидератов), известкование кислых почв и гипсование щелочных. 

 

Вопросы для самопроверки.

 

1)                 Что служит источником органических веществ в почве?

2)                 Чем отличается химический состав источников гумуса, в том числе растений?

3)                 Какие процессы воздействуют на органические остатки растений в почве?

4)                 Как влияют природные условия на характер и скорость гумусообразования?

5)                 Какова роль гумуса в плодородии почв?

6)                 Что является основным источником органического вещества в почве?

7)                 Какой процесс преобразует органические остатки в гумус?

8)                 Какова примерная доля органического вещества в плодородных почвах?

9)                 Какие организмы играют ключевую роль в разложении органических остатков?

10)             Что такое гумус?

11)             Какие процессы воздействуют на органические остатки растений в почве?

12)             Что такое почвенная биота?

13)             Какие организмы входят в состав почвенной биоты?

14)             На какие категории делится почвенная фауна в зависимости от размера организмов?

15)             Какие функции выполняет почвенная биота?

16)             Какие типы корневых систем существуют?

17)             Какие факторы влияют на рост и развитие корневой системы?

18)             Какую роль играют корни в жизни растений?

19)             Почему в естественных условиях баланс гумуса положительный или нулевой, а в пахотных почвах чаще отрицательный?

20)             Как культурные растения и севооборот влияют на баланс гумуса?

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Тема 4 Основы почвоведения

Лекция 21 Вопросы лекции: v    Почвенные коллоиды, происхождение, строение и классификация. v    Виды поглотительной способности почв. v    Реакция почв. v    Кислотность и щелочность почв. v    Водные свойства и водный режим почв. v    Буферность почв. v    Тепловые свойства и тепловой режим почв. v    Общие физические и физико-механические показатели почв.

 

v    Почвенные коллоиды, происхождение, строение и классификация.

 

Почвенные коллоиды — совокупность мелких почвенных частиц размером менее 0,1 мкм с большой общей удельной поверхностью. 

Происхождение почвенных коллоидов происходит двумя способами:

1.                  Диспергирование — измельчение в процессе выветривания крупных частиц (главным образом минеральные коллоиды). 

2.                  Конденсация — физическое или химическое соединение молекулярно раздробленных частиц (главным образом органические коллоиды). 

Классификация почвенных коллоидов по составу или происхождению:

1.                  Минеральные — представлены частицами вторичных минералов, прежде всего глинистыми (монтмориллонит, каолинит, галуазит и др.), гидрооксидами Fe, Al, коллоидными формами кремнезёма. Составляют 80–90% почвенного поглотительного комплекса (ППК). 

2.                  Органические — накапливаются в почве в результате разложения растительных остатков (различные гумусовые вещества). Обычно аморфные, составляют 5–10% ППК. 

3.                  Органо-минеральные образуются при взаимодействии органического вещества почвы с глинистыми минералами и гидроксидами элементов с переменной валентностью (Fe, Mn), составляют около 5% от ППК. 

Строение коллоидной частицы (мицеллы) сложное:

·                     В центре находится ядро, состоящее из недиссоциированных молекул аморфного или кристаллического вещества. 

·                     На поверхности ядра располагается слой молекул, способных к диссоциации, который называется двойным электрическим слоем ионов. 

·                     Внутренний — потенциалопределяющий — слой состоит из неподвижных ионов, прочно связанных с ядром. Ядро мицеллы вместе с потенциалопределяющим слоем ионов образует гранулу. Вокруг гранулы расположен внешний двойной слой ионов с противоположным зарядом — компенсирующий. 

Почвенные коллоиды могут находиться в двух разных физических состояниях: в состоянии коллоидного раствора, или золя, и в состоянии студенистого, аморфного или хлопьевидного осадка, или геля. 

 

v    Виды поглотительной способности почв.

 

Виды поглотительной способности почв:

1.                  Механическая поглотительная способность. Это свойство почв задерживать твёрдые частицы, поступающие с водным или воздушным потоком. 

2.                  Биологическое поглощение.  Обусловлено жизнедеятельностью растений и микроорганизмов почвы, которые поглощают из неё необходимые элементы и переводят их в органические соединения. 

3.                  Химическая поглотительная способность. Обусловлена закреплением в почве труднорастворимых соединений, выпадающих из раствора в осадок, в результате химических реакций обмена. 

4.                  Физическая поглотительная способность (молекулярно-сорбционная). Обусловлена притяжением отдельных молекул к поверхности твёрдых почвенных частиц — на поверхности коллоидов адсорбируются вещества из раствора или газы, причём изменяется только концентрация веществ, но качественный состав не изменяется. 

5.                  Физико-химическая, или обменная поглотительная способность (ионно-сорбционная). Способность почвы обменивать ионы, находящиеся на поверхности коллоидных частиц, на эквивалентное количество ионов раствора, взаимодействующего с твёрдой фазой почвы. 

 

v    Реакция почв.

 

Реакция почв — физико-химическое свойство, обусловленное содержанием ионов Н+ и ОН- в жидкой и твёрдой частях почвы.  

Реакция может быть трёх типов:

1.                  Кислая, если в почве преобладают ионы Н+. Устанавливается в условиях, где осадки преобладают над испарением (леса, тундра). рН ниже 7 — кислая. Наиболее кислую реакцию имеют верховые торфяники, подзолистые и дерново-подзолистые почвы. 

2.                  Щелочная, если в почве больше ионов ОН-. Происходит, когда испарение преобладает над осадками, как в пустынях. рН больше 7 — щелочная. Наиболее щелочную реакцию имеют каштановые почвы, солончаки. 

3.                  Нейтральная, если концентрации Н+ и ОН- равны. Количество осадков и испарение уравновешены (степи луговые, саванны типичные). рН 7 — нейтральная. Наиболее нейтральную реакцию имеют чернозёмы. 

Реакция почвы оказывает большое влияние на развитие растений и почвенных микроорганизмов, на эффективность удобрений, на химические и биохимические процессы в почве. 

 

v    Кислотность и щелочность почв.

 

Кислотность почв — свойство почвы, обусловленное содержанием в почвенном растворе Н-ионов, а также обменных ионов водорода и алюминия в почвенном поглощающем комплексе. 

Щелочность почв — способность их подщелачивать воду и растворы нейтральных солей. Связана с гидролитическими щелочными солями — Na2CO3, NaHC03, Са(Н2СО3)2 и других, создающих при диссоциации повышенную концентрацию ОН-ионов. 

Для оценки кислотности и щёлочности почв используют показатель pH.  Он представляет собой водородный показатель, отражающий кислотно-щелочной баланс почвы. Измеряется в единицах от 0 до 14: 

·                     pH от 0 до 6,9 — среда кислая (преобладают кислоты); 

·                     pH от 7,1 до 14 — среда щелочная (преобладают щелочи); 

·                     pH= 7,0 — среда нейтральная (кислоты и щелочи нейтрализуют друг друга). 

Кислотность снижает доступность фосфора растениям, приводит к закупорке сосудов корневой системы и снижает поступление элементов питания. Щелочность неблагоприятна для большинства растений и сельскохозяйственных культур: в условиях щелочной среды в растениях нарушается обмен веществ, снижается растворимость и доступность фосфатов, соединений железа, меди, марганца, бора и цинка. 

Наиболее благоприятная для роста и развития большинства сельскохозяйственных культур реакция — нейтральная и близкая к нейтральной (слабокислая и слабощелочная). 

 

v    Водные свойства и водный режим почв.

 

Термин “водные свойства” означает совокупность свойств почвы, обусловливающих накопление, сохранение и передвижение воды в почвенной толще. К водным свойствам почвы относятся водоудерживающая способность, влагоемкость, водопроницаемость, водоподъемная способность. Водоудерживающей способностью называется свойство почвы поглощать и удерживать воду в своем профиле, противодействия стеканию ее под действием силы тяжести.

Во́дный режи́м почв — совокупность процессов поступления, передвижения и расхода влаги в почве. Круговорот воды в природе. Основной источник почвенной влаги — атмосферные осадки, количество и распределение которых во времени зависят от климата данной местности и метеорологических условий отдельных лет.

Водные свойства почв:

·                     Водоудерживающая способность. Это способность почвы удерживать содержащуюся в ней воду. Её количественной характеристикой является влагоёмкость — способность почвы поглощать и удерживать определённое количество воды. 

·                     Водопроницаемость. Способность почв и грунтов впитывать и пропускать через себя воду, поступающую с поверхности. Водопроницаемость зависит от гранулометрического состава, содержания гумусовых веществ и структуры почвы. 

·                     Водоподъёмная способность. Свойство почвы поднимать влагу по капиллярным порам из нижних слоёв в верхние. 

Водный режим почв — совокупность процессов поступления, передвижения и расхода влаги в почве. 

Основной источник почвенной влаги — атмосферные осадки, количество и распределение которых во времени зависят от климата данной местности и метеорологических условий отдельных лет. Вторым источником является конденсация атмосферной влаги на поверхности почвы и в её верхних горизонтах (10–15 мм). Ещё одним источником воды в почве являются грунтовые воды при условии их близкого расположения к поверхности. 

 

v    Буферность почв.

 

Буферность почв — это способность почвы противостоять изменению её свойств при воздействии различных факторов. 

Различают буферную способность почв против подкисления и против подщелачивания. Она зависит от химического состава и ёмкости поглощения почвы, состава поглощённых катионов и свойств почвенного раствора. 

Почвы с высокой степенью насыщенности основаниями (чернозёмы, каштановые, дерновые, дерново-карбонатные и др.) обладают высокой буферной способностью против подкисления. Весь водород почвенного раствора у них обменивается на поглощённые основания. 

Очень низкой буферностью обладают дерново-подзолистые супесчаные и песчаные почвы, более высокой — суглинистые. 

Буферность почв является одним из элементов почвенного плодородия. Это свойство необходимо учитывать при проведении химических мелиорации, при выборе доз и сроков внесения удобрений. 

 

 

 

v    Тепловые свойства и тепловой режим почв.

 

Совокупность свойств, обусловливающих способность почв поглощать и перемещать в своей толще тепловую энергию, называются тепловыми свойствами. К ним относятся: теплопоглотительная способность (теплопоглощение), теплоемкость и теплопроводность. Теплопоглощение– способность почвы поглощать лучистую энергию Солнца, характеризуется величиной альбедо.

Режимы почвы. Совокупность суточных, сезонных и годовых циклических изменений состава и состояний компонентов почвы, происходящих в связи с обменом веществом и энергией между почвой и окружающей средой, называется почвенным режимом. Выделяют водный, тепловой, окислительно-восстановительный, солевой, питательный, воздушный и другие режимы.

Тепловые свойства почв:

1.                  Теплопоглотительная способность (теплопоглощение) — способность почвы поглощать лучистую энергию Солнца. Характеризуется величиной альбедо — количеством солнечной радиации, отражённым поверхностью почвы по отношению к общей солнечной радиации, достигающей поверхности почвы. Чем меньше альбедо, тем больше поглощает почва солнечной радиации. 

2.                  Теплоёмкость — свойство почвы поглощать тепло. Зависит от гранулометрического и минералогического состава, содержания в ней органического вещества, воды, воздуха. Песчаные и супесчаные почвы менее влагоёмки, поэтому быстрее прогреваются, их называют «тёплыми». Глинистые почвы содержат больше воды, на нагревание которой требуется много тепла, вследствие чего их называют «холодными». 

3.                  Теплопроводность — способность почв проводить тепло от более нагретых слоёв к более холодным. Измеряется количеством тепла в калориях, которое проходит за 1 с через 1 см² слоя почвы толщиной 1 см. 

Тепловой режим почвы — совокупность явлений поступления, переноса, аккумуляции и отдачи тепла. Он формируется под влиянием климата (потока солнечной радиации, условий увлажнения и др.), а также условий рельефа, растительности и снежного покрова. Основным показателем теплового режима почвы, который характеризует её тепловое состояние, является температура почвы. 

 

v    Общие физические и физико-механические показатели почв.

 

Общие физические показатели почв:

·                     Плотность почвы (плотность сложения) — масса единицы объёма абсолютно сухой почвы, взятой в естественном сложении (вместе с почвенным воздухом).  Зависит от гранулометрического и минерального состава, структуры, содержания гумуса и обработки почвы. 

·                     Плотность твёрдой фазы — это масса сухой почвы в единице объёма твёрдой фазы почвы без пор.  Зависит от природы и соотношения минералов, количества и характера органического вещества (гумус, торф). 

·                     Пористость (скважность) — суммарный объём всех пор между частицами твёрдой фазы почвы. Обеспечивает передвижение воды в почве, водопроницаемость и водоподъёмную способность, влагоёмкость и воздухоёмкость. 

Физико-механические показатели почв:

·                     Пластичность — способность почвы изменять свою форму под влиянием внешней силы без разрушения и сохранять её после устранения воздействия. 

·                     Липкость — способность почвы прилипать к соприкасающимся с ней предметам. 

·                     Набухание — увеличение объёма почвы при увлажнении. 

·                     Усадка — уменьшение объёма почвы при её высыхании. 

·                     Связность — способность почвы сопротивляться внешнему усилию, направленному к разъединению частиц путём раздавливания или сдвига. 

·                     Твёрдость — это сопротивление, которое оказывает почва проникновению в неё под давлением различных тел. 

·                     Удельное сопротивление — это физическое усилие, которое затрачивается на подрезание пласта, его оборот и трение о рабочую поверхность плуга. 

 

Вопросы для самопроверки.

 

1)                 Что такое почвенные коллоиды?

2)                 Как образуются почвенные коллоиды?

3)                 Какие бывают почвенные коллоиды по составу или происхождению?

4)                 Что такое поглотительная способность почв?

5)                 Что такое механическая поглотительная способность?

6)                 Что такое биологическая поглотительная способность?

7)                 Что такое физическая поглотительная способность?

8)                 Что такое химическая поглотительная способность?

9)                 Что такое реакция почвы и как её определяют?

10)             Какие бывают типы реакций почв и как их определяют?

11)             Что такое кислотность почв и каковы её источники?

12)             Что такое щёлочность почв и с чем она связана?

13)             Что такое буферность почв и в чём её значение?

14)             Как повышенная кислотность или щёлочность влияет на растения?

15)             Что такое водоудерживающая способность почвы и как её количественно характеризует влагоёмкость?

16)             Какие силы удерживают влагу в почве?

17)             Какие существуют типы водного режима почв и в чём их характеристика?

18)             Что такое теплопоглотительная способность почвы?

19)             Что такое теплопроводность?

20)             Что такое пористость почвы и от чего она зависит?

21)             Что такое связность почвы и от чего она зависит?

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Тема 4 Основы почвоведения

Лекция 22 Вопросы лекции: v    Понятие о почвенном профиле и генетических почвенных горизонтах. v    Номенклатура и символы генетических почвенных горизонтов. v    Принципы выделения границ горизонтов в почвенном профиле. v    Мощность и дифференциация почвенного профиля.

 

v    Понятие о почвенном профиле и генетических почвенных горизонтах.

 

Почвенный профиль — это определённая вертикальная последовательность генетических горизонтов почвы, специфичная для каждого типа почвообразования. Характеризует изменение гранулометрического, минералогического, химического состава, физических, химических и биологических свойств по вертикали: от поверхности почвы вглубь до незатронутой почвообразованием материнской породы. 

Генетические почвенные горизонты — это однородные, обычно параллельные поверхности слои почвы, составляющие почвенный профиль и различающиеся между собой по морфологическим признакам, составу и свойствам. 

Некоторые генетические горизонты:

·                     Горизонт A0 — лесная подстилка, или степной войлок. Представляет собой опад растений на различных стадиях разложения — от свежего до полностью разложившегося. Это самая верхняя часть почвенного профиля. 

·                     Горизонт А — гумусовый горизонт. Чаще всего наиболее тёмно-окрашенный горизонт в верхней части почвенного профиля, в котором происходит накопление органического вещества в форме гумуса, тесно связанного с минеральной частью почвы. 

·                     Горизонт Т — торфяный горизонт. Содержание органического вещества — более 70% со степенью разложения менее 50%. 

 

v    Номенклатура и символы генетических почвенных горизонтов.

 

Некоторые номенклатура и символы генетических почвенных горизонтов:

·                     Поверхностные органогенные горизонты: O (лесная подстилка, степной войлок), T (торфяный горизонт), Ad (дернина), AT (перегнойный горизонт), A (гумусовый горизонт), Ap (пахотный горизонт). 

·                     Подповерхностные горизонты: E (подзолистый горизонт), EL (элювиальный горизонт), SEL (солонцово-элювиальный горизонт), В (минеральный внутрипочвенный горизонт), G (глеевый горизонт). Литерой «B» могут обозначаться иллювиальные или метаморфические горизонты. 

·                     Подпочвенные горизонты: C (материнская горная порода), D (подстилающая порода), R (плотная (массивно-кристаллическая) почвообразующая или подстилающая порода). 

Некоторые символы для обозначения второстепенных признаков: са (наличие карбонатов кальция), t (присутствие иллювиированной глины), h (наличие иллювиированного гумуса), f (наличие признаков аккумуляции железа), g (присутствие признаков оглеения), cr (признаки криотурбаций) и другие. 

Для переходных горизонтов, находящихся на стыке и обладающих свойствами как верхнего, так и нижнего, используются двойные обозначения, например: A1A2 — горизонт, прокрашенный гумусом и имеющий признаки оподзоленности; А2B — горизонт, имеющий черты подзолистого горизонта (А2) и иллювиального (В); A1C — переходный горизонт от гумусового к материнской породе и так далее. 

Смешанные горизонты, включающие в себя морфологически оформленные участки вышележащего и нижележащего горизонтов, обозначаются тоже двумя буквами, но чуть иначе: А/Е, А/В, Е/В, В/С и так далее. 

Погребённые горизонты выделяются квадратными скобками — [А]. 

 

v    Принципы выделения границ горизонтов в почвенном профиле.

 

Принципы выделения границ горизонтов в почвенном профиле включают использование нескольких критериев:

·                     Изменение окраски. Это первичный критерий для выделения горизонтов. 

·                     Другие морфологические признаки. Линию раздела намечают по сложению, структуре, плотности, наличию и обилию новообразований и включений. 

По форме границы между двумя смежными горизонтами бывают:

·                     Ровной. Встречается во многих молодых почвах и в нижних частях профиля зрелых почв. 

·                     Волнистой. Делится на мелковолнистую (длина волны < 5 см), средневолнистую (5–10 см) и крупноволнистую (более 10 см). 

·                     Карманной. Выделяется при отношении глубины к ширине «карманов» от 0,5 до 2. 

По степени выраженности (контрастности) выделяют следующие виды переходов:

·                     Резкий. Граница между соседними горизонтами просматривается чётко и может быть выделена на стенке профиля с точностью до 1 см. 

·                     Ясный. Граница прослеживается в профиле довольно контрастно и выделяется на стенке разреза с ошибкой не более 3 см. 

·                     Заметный переход. Точность выделения границы падает до 5 см. 

·                     Постепенный переход. Граница диффузна, неопределённость в выделении достигает более 5 см. 

Если граница между горизонтами не вполне ясна, можно воспользоваться следующим приёмом:

1.                  Провести горизонтальную линию на месте возможной границы. 

2.                  Взять образец почвы выше и ниже проведённой линии. 

3.                  Сравнить образцы на двух ладонях одновременно (используется эффект «бинокулярности зрения»), особенно если окраска является ведущим признаком. 

4.                  Если свойства изменились слабо, то провести границу выше или ниже ранее отмеченной и повторить сравнение образцов.

 

v  Мощность и дифференциация почвенного профиля.

 

Мощность почвенного профиля — это общая протяжённость всех горизонтов до материнской породы. У различных почв она колеблется от 40–50 до 100–150 см. 

Дифференциация почвенного профиля заключается в разделении на генетические горизонты — слои, на которые дифференцируется исходная материнская горная порода в процессе почвообразования. 

Некоторые типы дифференциации почвенного профиля:

·                     Примитивный профиль. Его имеют молодые почвы, в которых почвообразованием затронуты лишь несколько верхних сантиметров почвы. 

·                     Слаборазвитый профиль. Характерен для почв крутых склонов или на массивно-кристаллических породах, мощность горизонтов небольшая. 

·                     Нормальный профиль. Характерен для зрелых почв в равнинных условиях, содержит полный набор генетических горизонтов. 

·                     Слабодифференцированный профиль. Присущ почвам, развивающимся на бедных породах (кварцевые пески, древние коры выветривания). Горизонты слабо выражены, переходы постепенны. 

·                     Нарушенный профиль. Обычно имеют эродированные почвы, в них верхняя часть профиля уничтожена. 

 

Вопросы для самопроверки.

 

1)                 Что такое почвенный профиль?

2)                 Как формируется почвенный профиль?

3)                 Какие бывают типы почвенных профилей?

4)                 Что такое генетические почвенные горизонты?

5)                 Какие генетические горизонты выделил В. В. Докучаев в профиле почвы?

6)                 Как в полевых условиях определяются окраска, механический состав, влажность, плотность отдельных горизонтов почв?

7)                 Что такое генетический почвенный горизонт?

8)                 Как обозначают основные генетические горизонты почв?

9)                 Как обозначают дополнительные характеристики горизонтов?

10)             По каким признакам выделяют границы между горизонтами почвы?

11)             Какие виды переходов между горизонтами выделяют по степени выраженности?

12)             Что такое мощность почвы и отдельных горизонтов?

13)             Какие горизонты обычно выделяют в почвенном профиле?

14)             Что такое почвенный разрез?

15)             Что такое почвенный профиль?

16)             Как определяется мощность почвенного профиля? 

17)             Какие существуют типы почвенных профилей по характеру соотношения генетических горизонтов? 

18)             Что такое генетические почвенные горизонты?

19)             Какие существуют виды почвообразующих пород и как они влияют на свойства почв?

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Тема 5 Типы почв и их агрономическое значение

Лекция 23 Вопросы лекции: v    Понятие о почвенном плодородии. v    Категории и формы почвенного плодородия. v    Основные законы земледелия. v    Плодородие различных типов почв. v    Факторы и условия плодородия почв. v    Воспроизводство плодородия.

v    Понятие о почвенном плодородии.

 

Почвенное плодородие — способность почвы удовлетворять потребность растений в элементах питания, воде, обеспечивать их корневые системы достаточным количеством воздуха и тепла и благоприятной физико-химической средой для нормального роста и развития. 

Выделяют следующие виды почвенного плодородия: 

1.                  Естественное плодородие формируется в процессе развития почв под влиянием природных факторов почвообразования.  Оно характерно для целинных почв и определяется биологической продуктивностью, то есть количеством растительной массы, создаваемой за год на единицу площади. 

2.                  Искусственное плодородие создаётся в результате обработки, применения удобрений, мелиорации и других приёмов по окультуриванию почв. 

3.                  Потенциальное плодородие характеризует потенциальные возможности почвы, обусловленные совокупностью её свойств и режимов (как приобретённых в процессе почвообразования, так и созданных человеком). 

4.                  Эффективное (экономическое) плодородие совместно формируют естественное и искусственное плодородие. Оно измеряется урожайностью культур. 

 

v    Категории и формы почвенного плодородия.

 

Различают такие категории почвенного плодородия как: естественное, потенциальное, искусственное и эффективное, или действительное, плодородие. плодородие почва растение Естественное плодородие - свойство почвы, образовавшейся под естественной растительностью при естественном протекании почвообразовательных процессов. Оно сравнительно мало изменяется во времени и является величиной стабильной для определенного типа почв.

Различают следующие виды плодородия: естественное (природное), искусственное, эффективное (экономическое) и потенциальное. Естественное плодородие – то плодородие, которым обладает почва в природном состоянии без вмешательства человека. Естественное плодородие в одном случае может быть сравнительно высоким, в другом весьма низким, но всегда определяется сочетанием и совместным влиянием природных факторов и процессов почвообразования.

Категории почвенного плодородия:

1.                  Естественное (природное) плодородие — то плодородие, которым обладает почва в природном состоянии без вмешательства человека. 

2.                  Искусственное плодородие — плодородие, которым обладает почва в результате воздействия на неё целенаправленной человеческой деятельности (распашка, периодическая механическая обработка, мелиорации, применение удобрений и т.д.). 

3.                  Потенциальное плодородие — суммарное плодородие почвы, определяемое её свойствами, как приобретёнными в процессе почвообразования, так и созданными или изменёнными человеком. 

4.                  Эффективное плодородие — та часть потенциального плодородия, которая реализуется в виде урожая растений при данных климатических (погодных) и технико-экономических (агротехнологических) условиях. 

5.                  Относительное плодородие — плодородие почвы в отношении к какой-то определённой группе или виду растений (плодородная для одних растений почва может быть бесплодной для других). 

6.                  Экономическое плодородие — экономическая оценка почвы в связи с её потенциальным плодородием и экономическими характеристиками земельного участка. 

Формы почвенного плодородия:

·                     Потенциальное плодородие характеризуется богатством почв и определённым набором их агрономических свойств, от которых зависит формирование почвенных режимов. 

·                     Эффективное плодородие характеризуется почвенными режимами и свойствами почв, непосредственно влияющими на рост, развитие растений, на формирование урожая и его качество. 

 

v    Основные законы земледелия.

 

Основные законы земледелия:

1.                  Закон равнозначности и незаменимости факторов жизни растений.  Всем растениям для жизни и развития нужны свет, тепло, вода и минеральное питание. При этом один фактор не может заменить другой. 

2.                  Закон минимума, оптимума и максимума. Величина урожая определяется фактором, находящимся в минимуме. Наивысший урожай возможен при оптимальном наличии фактора. 

3.                  Закон совокупного действия факторов жизни растений. Чем больше факторов жизни растений находится в оптимуме, тем меньше влияние фактора, находящегося в минимуме. Для получения высоких урожаев сельскохозяйственных культур необходимо наличие факторов жизни в оптимальном соотношении. 

4.                  Закон возврата.  В процессе роста и формирования урожая любое растение потребляет из почвы питательные вещества. Для поддержания плодородия эти питательные вещества нужно в почву возвращать. 

 

v    Плодородие различных типов почв.

 

Плодородие различных типов почв имеет свои особенности:

·                     Естественное плодородие формируется в процессе развития почвы под влиянием природных факторов почвообразования. Например, природное плодородие дерново-подзолистых почв уступает плодородию чернозёмов. 

·                     Искусственное плодородие возникает в результате целенаправленной деятельности человека (применение удобрений, мелиорация, способы обработки и др.). Оно зависит от уровня развития науки и техники, размера материальных затрат, от возможности мобилизации природного плодородия для получения урожая культур. 

·                     Потенциальное плодородие характеризует потенциальные возможности почвы, обусловленные совокупностью её свойств и режимов (как приобретённых в процессе почвообразования, так и созданных человеком). Так, высоким потенциальным плодородием обладают чернозёмные почвы, низким — подзолистые. 

·                     Эффективное (экономическое) плодородие совместно формируют естественное и искусственное плодородие. Оно измеряется урожайностью культур. Урожайность зависит не столько от уровня потенциального плодородия, сколько от технологии возделывания, экологической группы растений, погодных условий и организационных факторов. 

Также говорят об относительном плодородии почв — по отношению к определённым видам растений или растительным формациям. Например, болотные почвы высокоплодородны для болотной растительности и не подходят для степной, кислые подзолистые плодородны в отношении лесной растительности, на солончаках хорошо произрастает галофильная растительность. 

 

v    Факторы и условия плодородия почв.

 

Факторы плодородия почв — это необходимые факторы жизни и роста растений, такие как элементы азотного и зольного питания, вода, воздух и тепло. Различают агрофизические, биологические и агрохимические факторы плодородия. 

Условия плодородия — это совокупность свойств и режимов, сложное взаимодействие которых определяет возможность обеспечения растений земными факторами. К ним относятся конкретные показатели почвенных режимов: температурного, водно-воздушного, питательного, физико-химического, биохимического, солевого, окислительно-восстановительного. 

Некоторые показатели, влияющие на плодородие почвы:

·                     Содержание гумуса. Органическое вещество, содержащее питательный состав и определяющее плодородие земли. 

·                     Кислотность. Для разных культур требуется разный уровень рН. 

·                     Влажность, способность впитывания воды. Если земля не обладает такой характеристикой, то растения будут получать недостаточно питательных веществ, болеть и даже могут погибнуть. 

·                     Насыщенность воздухом и проветривание. Почвенный воздух обеспечивает живые организмы кислородом. 

·                     Питательность. Почва будет питательной средой для растений, если в ней есть витамины, минералы и другие полезные биологические соединения. 

·                     Бактерии и грибы. Грибы способствуют разложению органики на более простые формы, а бактерии участвуют в фотосинтезе, окисляют минералы и органические соединения. 

 

v    Воспроизводство плодородия.

 

Воспроизводство плодородия — это сохранение и повышение плодородия почв посредством систематического проведения агротехнических, агрохимических, мелиоративных, фитосанитарных, противоэрозионных и иных мероприятий. 

Выделяют три вида воспроизводства почвенного плодородия: 

1.                  Простое воспроизводство — отсутствие заметных изменений в совокупности свойств почвы, влияющих на её плодородие. Ведение земледелия происходит на фоне уравновешенной интенсивности баланса питательных веществ. 

2.                  Неполное воспроизводство — ухудшение свойств почвы, влияющих на её плодородие, снижение способности почвы обеспечивать растения факторами, необходимыми для их роста и развития в многолетнем цикле. 

3.                  Расширенное воспроизводство — улучшение совокупности свойств почвы, повышение способности почвы обеспечивать растения факторами, необходимыми для их роста и развития в многолетнем цикле. 

К основным приёмам повышения эффективного плодородия относятся рациональное применение органических и минеральных удобрений, известкование и гипсование почв, система обработки, орошение и осушение, введение системы севооборотов, мероприятия по борьбе с эрозией и возделывание наиболее урожайных сортов растений и др.. 

 

Вопросы для самопроверки.

 

1)                 Что такое плодородие почвы?

2)                 Какие виды плодородия выделяют?

3)                 От чего зависит плодородие почвы?

4)                 Какие факторы влияют на образование почв?

5)                 Как внесение удобрений, известкование почв, обработка почв, осушение или орошение влияют на плодородие?

6)                 Что такое естественное плодородие?

7)                 Что такое искусственное плодородие?

8)                 Какие показатели определяют уровень почвенного плодородия?

9)                 Закон равнозначимости и незаменимости факторов жизни растений. Почему для нормального функционирования растительного организма должен быть обеспечен приток всех факторов жизни растений?

10)             Закон минимума. Почему уровень урожайности любой культуры в любых условиях определяется уровнем того фактора, который находится в минимальных количествах?

11)             Чем объясняется разнообразие почв на Земле?

12)             Какая существует связь между почвой и растительностью?

13)             Какие показатели определяют уровень почвенного плодородия?

14)             Почему чернозём считается самой плодородной почвой?

15)             Почему некоторые растения и культуры сильно обедняют почву, высасывая из неё все питательные вещества?

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Тема 5 Типы почв и их агрономическое значение

Лекция 24 Вопросы лекции: v    Классификация и диагностика почв. v    Систематика почв: понятие, основные направления и разделы. v    Таксономия почв. v    Принципы диагностики почв. v    Основные закономерности распространения почв.

v    Классификация и диагностика почв.

 

Классификация почв — объединение почв в группы по генезису, строению, важнейшим свойствам и плодородию. Она включает установление принципов классификации, разработку системы таксономических единиц, номенклатуру и диагностику почв. 

Основная таксономическая единица классификации — генетический почвенный тип. В один тип объединяются почвы, развивающиеся в однотипных условиях и характеризующиеся сходством почвенного профиля. Примеры типов: подзолистые, бурые лесные, серые лесные, чернозёмы, каштановые, бурые полупустынные, краснозёмы, желтозёмы, солончаки, солонцы, солоди. 

Диагностика почв — определение их принадлежности к тому или иному классификационному подразделению по определённой совокупности признаков. 

В основу диагностики почв положено несколько принципов:

·                     Профильный метод. Полная характеристика почвы проводится на основе исследования всех горизонтов, начиная с поверхности и заканчивая материнской или подстилающей породой. 

·                     Комплексный подход. Почва исследуется во всех направлениях: изучаются морфологические признаки, химические, физические, физико-химические, биологические и агрономические свойства. 

·                     Сравнительно-географический анализ. Используется для сопоставления одних почв с другими с учётом ареалов их распространения и различий или сходства в комплексе факторов почвообразования. 

·                     Генетический принцип. Основан на определении степени развитости и дифференцированности почвенного профиля, выраженности почвенных процессов. 

 

v    Систематика почв: понятие, основные направления и разделы.

 

Систематика почв — система таксономических единиц различного ранга (класс, тип, подтип, род и т. д.), создаваемая в целях классификации почв. 

Основные задачи систематики почв: установление качественных различий и связей между существующими на земле почвами, их полное описание в возможной логической последовательности, представление имеющихся знаний о почве в системе, показ специфических особенностей каждого вида и каждой группы почв. 

Основные разделы систематики почв:

1.                  Установление и точная формулировка принципов классификации. 

2.                  Разработка системы соподчинённых таксономических единиц (тип, подтип и т.д.). 

3.                  Составление классификационной схемы или систематического списка почв. 

4.                  Разработка системы названий или номенклатуры почв. 

5.                  Установление признаков, по которым почвы каждого классификационного подразделения могут быть найдены в природе (диагностика почв) и выделены на почвенных картах. 

Основная таксономическая единица классификации — генетический почвенный тип. Он объединяет почвы, развивающиеся в однотипных условиях почвообразования в течение длительного времени и имеющие одинаковые наиболее существенные и характерные

 

v    Таксономия почв.

 

Таксономия почв — это система таксономических единиц, которая распределяет почвы в определённо соподчинённые группы по их важнейшим свойствам, происхождению и особенностям плодородия. 

Основные таксономические единицы:

·                     Тип почвы. Большая группа почв, развивающихся в однотипно сопряжённых биологических, климатических, гидрологических условиях. 

·                     Подтип. Группа почв в пределах типа, качественно отличающаяся по проявлению основного и сопутствующего процессов почвообразования. 

·                     Род почвы. Группы почв в пределах подтипа, качественные генетические особенности которых обусловлены влиянием комплекса местных условий. 

·                     Вид почвы. Группы почв в пределах рода, различающиеся по степени развития основного почвообразовательного процесса. 

·                     Разновидность почвы. Группа почв в пределах вида, различающихся по гранулометрическому составу, скелетности, каменистости верхних почвенных горизонтов. 

·                     Разряд почвы. Группирует почвы, образующиеся на однородных в литологическом или генетическом отношении породах. 

Полное наименование любой конкретной почвы складывается из названия всех таксонов. 

 

v    Принципы диагностики почв.

 

Некоторые принципы диагностики почв:

1.                  Профильный метод.  Профиль почвы рассматривается как единое целое, комплекс генетических горизонтов, взаимосвязанных и взаимообусловленных. Для полной характеристики почвы исследуют и описывают все горизонты, начиная с поверхности и заканчивая материнской или подстилающей породой. 

2.                  Комплексный подход.  Почва исследуется во всех направлениях: изучаются морфологические признаки, химические, физические, физико-химические, биологические и агрономические свойства. В комплексе они дают полную характеристику почвы. 

3.                  Сравнительно-географический анализ.  Используется для сопоставления одних почв с другими с учётом ареалов их распространения и различий или сходства в комплексе факторов почвообразования. Этот метод базируется на связи между типами почв и типами растительности, типами климатов, типами кор выветривания, типами геохимических ландшафтов. 

4.                  Генетический принцип.  Предполагает использование в первую очередь тех свойств и признаков, которые непосредственно связаны с генезисом почв, историей их формирования и развития в контексте с общей геологической историей местности. К ним относятся степень развитости и дифференциации профиля почвы, степень аккумуляции тех или иных соединений или обеднения ими, степень трансформации почвообразующего материала. 

 

v    Основные закономерности распространения почв.

 

Основные закономерности распространения почв:

1.                  Закон горизонтальной зональности. Основные типы почв распространены на равнинах в виде широтных почвенных зон (полос), последовательно сменяющих друг друга при изменении широты местности. Основа зональности — неравномерное поступление солнечной энергии на разных широтах Земли. 

2.                  Закон вертикальной почвенной зональности.  В горных системах основные типы почв распространены в виде поясов, последовательно сменяющих друг друга с нарастанием абсолютной высоты от подножия гор к вершинам в связи с изменением природных условий. 

3.                  Закон фациальности почв.  Проявляется в обособлении внутри почвенных зон почвенных провинций в связи с биоклиматическими различиями. 

4.                  Закон аналогичных топографических рядов. В любой зоне распределение почв по элементам мезо- и микрорельефа имеет аналогичный характер: на возвышенных элементах формируются генетически самостоятельные почвы, на пониженных — генетически подчинённые. 

 

Вопросы для самопроверки.

 

1)                 Какие критерии характеризуют тип почв?

2)                 По каким критериям выделяют подтипы почв?

3)                 Как выделяют почвенные разновидности и разряды?

4)                 Сколько почвенных поясов выделяют на территории Российской Федерации?

5)                 Как рельеф влияет на перераспределение тепла и влаги в ландшафте?

6)                 Какие свойства почвы наследуют от горных пород?

7)                 Каков вклад подземных вод в почвообразование?

8)                 Каков вклад животных в почвообразование?

9)                 Какова роль деятельности человека в почвообразовании?

10)             В чём различие между относительным и абсолютным возрастами почв?

11)             Каковы признаки зрелой почвы?

12)             Какие задачи решает систематика почв?

13)             Что такое номенклатура почв?

14)             Что такое тип почвы в таксономии?

15)             Что такое род почвы?

 

 

 

 

 

 

 

 

Тема 5 Типы почв и их агрономическое значение

Лекция 25 Вопросы лекции: v    Основные типы почв: слаборазвитые, дерновые, гидроморфные, криогенные почвы. v    Солончаки, солонцы, солоди, такыры, вулканические почвы.

 

v    Основные типы почв: слаборазвитые, дерновые, гидроморфные, криогенные почвы.

 

Слаборазвитые, дерновые, гидроморфные и криогенные почвы — основные типы почв, которые отличаются условиями формирования и распространения. 

Слаборазвитые почвы

Слаборазвитые почвы — почвы ранних стадий почвообразования. Относительная молодость обусловлена малым абсолютным возрастом, постоянным омолаживанием (например, горно-эрозионным почвообразованием) или задержкой на ранних стадиях развития в условиях аридности (в пустынях) или бедности почвообразующих пород (на песках). 

Характеристики:

·                     Маломощны, близки к первоначальной породе, горизонты не сформированы. 

·                     Могут формироваться как в природных ландшафтах, так и в антропогенных при разрушении почвенного покрова и выходе на поверхность свежей породы. 

Дерновые почвы

Дерновые почвы (также дерновые лесные почвы, серогумусовые почвы) — тип почв, развивающихся под лесами умеренного пояса (главным образом таёжными, а также под березняками) на богатых основаниями почвообразующих породах. 

Характеристики:

·                     Образование происходит под травянистой растительностью, богатой питательными элементами, которая создаёт дернину и подстилку, под которыми располагается дерновой (гумусово-аккумулятивный) горизонт.

·                     Для дерновых почв характерны накопление перегноя (мощность гумусового горизонта 30–40 см, содержание гумуса от 2–4% в кислых почвах, до 6–9% в почвах с нейтральной реакцией) и биологическое накопление зольных элементов и щёлочноземельных оснований.

 Гидроморфные почвы

Гидроморфные почвы формируются в условиях избыточного увлажнения в результате длительного застоя поверхностных вод или близкого залегания грунтовых (менее 3 м). 

Характеристики:

·                     Капиллярная кайма может достигать поверхности почвы, преобладают анаэробные процессы.

·                     В профиле глеевых почв в зависимости от влияния грунтовых вод может быть обнаружен горизонт окисленного или восстановленного глея.

 Криогенные почвы

Криогенные почвы — группа почв, формирующихся в условиях криогенеза, общим диагностическим признаком служит наличие на той или иной глубине от поверхности в подстилающих грунтах многолетнемерзлых слоёв — «вечной мерзлоты». 

Характеристики:

·                     Все криогенные почвы сезонно промерзают с поверхности вплоть до многолетнемерзлого слоя и оттаивают в летний период до той или иной глубины, которой и определяется мощность слоя современного почвообразования (в слое многолетней мерзлоты почвообразование не идёт).

·                     Наиболее типичны криогенные почвы в арктическом и субарктическом поясах, а также в восточно-сибирской и западно-канадской частях бореального пояса.

 

v    Солончаки, солонцы, солоди, такыры, вулканические почвы.

 

Солончаки — тип почвы, характеризующийся наличием в верхних горизонтах легкорастворимых солей в количествах, препятствующих развитию большинства растений. 

Образование

Солончаки формируются в аридных или полуаридных условиях при выпотном водном режиме, когда испарение превышает количество атмосферных осадков. 

Источники солей:

·                     почвообразующие или подстилающие породы;

·                     минерализованные грунтовые воды.

 Соли накапливаются в верхних горизонтах за счёт испарения почвенной влаги, которая постоянно подтягивается к поверхности от грунтовых вод. 

Классификация

Солончаки делят на два типа:

1.                  Автоморфные — формируются при глубоком залегании грунтовых вод.

2.                  Гидроморфные — развиваются в условиях близкого залегания минерализованных грунтовых вод (0,5–3 м).

 Гидроморфные солончаки, в свою очередь, делятся на подтипы, например: типичные, луговые, болотные, соровые. 

Также солончаки могут классифицировать по составу солей: пухлые (с преобладанием сульфатов натрия), мокрые (с большим содержанием хлоридов кальция и магния), корковые (с преобладанием хлоридов натрия), чёрные (с повышенным содержанием соды). 

Распространение

Солончаки характерны для почвенного покрова степей, полупустынь и пустынь. 

Распространены в Центральной Африке, Азии, Австралии, Северной Америке, а также в России (Прикаспийская низменность), Украине (Херсонская область), Казахстане и Средней Азии. 

Использование

Солончаки мало пригодны для сельского хозяйства, так как высокое содержание солей токсично для большинства растений. 

Для использования солончаков проводят мелиоративные мероприятия — промывку почв от солей, глубокую вспашку, внесение органических и минеральных удобрений. После мелиорации солончаки могут использоваться под посевы солеустойчивых культур. 

Солонцы — это почвы, чрезмерно богатые растворимыми солями, преимущественно вредными для растительности. В отличие от солончаков, солонцы содержат водорастворимые соли не в самом верхнем горизонте, а на некоторой глубине (20–50 см и глубже). 

Распространены в аридных и субаридных областях суббореального, тропического и субтропического пояса, по пониженным элементам рельефа. 

Внешний признак — наличие плешей без всходов. 

Образование

Образование солонцов рассматривают как одну из стадий рассоления засолённых почв (солончаков). Например, при понижении уровня засолённых почвенно-грунтовых вод под действием атмосферных осадков большая часть легкорастворимых солей вымывается на глубину. 

Источниками солей обычно являются почвообразующие или подстилающие породы, либо минерализованные грунтовые воды. 

Свойства

·                     Содержание значительного количества обменного натрия в почвенном поглощающем комплексе. 

·                     Неблагоприятный водный режим: после таяния снега и обильных дождей на такой земле долго стоят лужи, но внутри она остаётся сухой.

·                     Низкие запасы влаги — присутствуют только в верхнем слое на глубине 2–30 см, из-за чего растения образуют поверхностную корневую систему. 

·                     Плохая структура и постоянно образующаяся поверхностная корка. 

Растительность

На почвах солонцов произрастают солонцовые растения. Они способны выдерживать значительное иссушение и уплотнение корнеобитаемого слоя, а также обогащение его водорастворимыми солями во влажные периоды года. Как правило, солонцовые растения характеризуются развитой поверхностной корневой системой. 

Характерные представители: биюргуны, камфоросма, кокпек, колосняк, полынь чёрная, прутняк, солянка лиственничная и супротиволистная и др.. 

Мелиорация

Солонцы без коренного улучшения непригодны для использования из-за низкого естественного плодородия. Для повышения плодородия проводят мелиоративные мероприятия. Например:

·                     Гипсование — внесение гипсосодержащих удобрений, благодаря чему натриевые соединения превращаются в легковымываемые из плодородного горизонта.

·                     Внесение органических и кислых минеральных удобрений — это улучшает усвоение растениями элементов питания и снижает щелочность почвы.

Солоди — тип почв, которые встречаются небольшими участками в лесостепях, степях и полупустынях. 

Некоторые особенности солодей:

·                     Формируются на слабодренированных равнинах, западинах, бессточных впадинах.

·                     Встречаются в области распространения вечной мерзлоты, на террасах рек Лены, Вилюя.

·                     Характерны для лесостепных равнин Западной Сибири и Дальнего Востока.

·                     Водный режим почти промывной.

·                     Почвенные растворы значительно опреснены за счёт атмосферных осадков.

·                     Растительность луговая, часто встречаются и лесные сообщества — берёзовые, осиновые колки.

 Солоди подразделяются на 3 подтипа по степени гидроморфности:

1.                  Лугово-степные (грунтовые воды 3–6 м). Формируются под берёзовыми и берёзово-осиновыми колками, гумусовый горизонт не более 5 см.

2.                  Луговые (воды на глубине 1,5–3 м). Признаки переувлажнения ослаблены.

3.                  Лугово-болотные (грунтовые воды на глубине 1–1,5 м). Обычно оглеены.

 По характеру распределения карбонатов и легкорастворимых солей солоди бывают:

·                     Обычные. Во всём профиле отсутствуют карбонаты.

·                     Солончаковатые. Содержат не менее 0,3% легкорастворимых солей на глубине 30–80 см.

Солоди отличаются низким естественным плодородием. Для окультуривания их необходимо внесение органических и минеральных удобрений, а также применение известкования. Солоди степных лиманов используются как сенокосы и пастбища. 

Такыры (с тюркского — гладкий, ровный) — плоские глинистые понижения в пустынях Средней Азии и Казахстана. Периодически затапливаются паводковыми или ливневыми водами. 

После испарения воды покрыты твёрдой корой, разбитой на мелкие многоугольники, почти лишённые растительности. Площадь такыров может составлять от 1–2 м² до десятков км². 

Также такырами называют тип почвы, образующийся на плоских глинистых понижениях в пустынях и полупустынях. Верхний горизонт мощностью 5–10 см представляет собой светло-серую, плотную глинистую корку, которая не содержит солей. 
Вулканические почвы (андосоли) — тип горных почв, сформировавшихся из свежих продуктов извержения вулканов: лавы, пепла и пирокластических осадков. 

Условия формирования

Вулканические почвы образуются в районах активного вулканизма, где происходит периодическое поступление на поверхность Земли материала свежих пеплов. Это способствует росту почвенного профиля вверх и формированию сложного строения почв. 

Свойства и состав

Некоторые особенности вулканических почв:

·                     Кислая или слабокислая реакция среды (рН 5,5–6,5). 

·                     Низкая ёмкость поглощения из-за преобладания аморфных минералов. 

·                     Высокое содержание гумуса фульватного состава (в среднем 3–10%). 

·                     Низкая плотность сложения (0,5–0,9 г/см³).  Специфические водно-физические свойства: высокая внутри- и межагрегатная пористость, провальная фильтрация и одновременно высокая водоудерживающая способность. 

Состав вулканических почв зависит от химического состава пеплов и биоклиматических условий.  Использование

Вулканические почвы используются в сельском хозяйстве для выращивания различных культур, например кофе, винограда, фруктов и овощей. Также они применяются в строительстве для создания фундаментов и дорожных покрытий. 

Однако вулканические почвы подвержены рискам, таким как эрозия и загрязнение, что может угрожать их плодородию. Поэтому важно проводить устойчивое управление и мониторинг состояния этих почв. 

Где распространены

Вулканические почвы распространены в районах вулканической активности, например:

·                     Районы Тихоокеанского огненного кольца.

·                     Средиземноморье.

·                     Восточно-Африканский грабен.

В России вулканические почвы встречаются на Камчатке и Курильских островах. 

 

Вопросы для самопроверки.

 

1)                 Где чаще всего образуются солончаки? 

2)                 От чего зависит накопление солей в верхних горизонтах солончаков? 

3)                 Какие факторы влияют на образование солончаков: близкое залегание минерализованных грунтовых вод, засушливый климат, растения-галофиты? 

4)                 Как могут образовываться солонцы?

5)                 Какое содержание гумуса в солонцах? 

6)                 Какая главная особенность солодей? 

7)                 Где распространены такыры?

8)                 Почему такыры бесплодны?

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Тема 5 Типы почв и их агрономическое значение

Лекция 26 Вопросы лекции: v    Почвенно-географическое районирование. v    Почвы тундровой, лесной, лесостепной, степной зон. v    Почвы полупустынь и пустынь. v    Интразональные почвы и почвенный покров горных областей.

 

v    Почвенно-географическое районирование.

 

Почвенно-географическое районирование — разделение территории на отдельные почвенно-географические районы, являющиеся однородными по взаимосвязи факторов почвообразования, структуре почвы, характеру использования в сельском хозяйстве. 

Цель районирования — выделение территорий, однотипных по структуре почвенного покрова, сочетанию факторов почвообразования и возможностям хозяйственного использования почв. 

Система таксономических единиц почвенно-географического районирования включает: 

1.                  Почвенно-биоклиматический пояс.  Обусловлен термическими особенностями климата и сходным характером влияния этих условий на почвообразование, выветривание и развитие растительности. Выделяют 5 поясов: полярный, бореальный, суббореальный, субтропический и тропический. 

2.                  Почвенно-биоклиматическая область. Характеризуется определённым режимом увлажнения и типом растительного покрова. Выделяют влажные (гумидные и экстрагумидные) с лесным, таёжным и тундровым растительным покровом, переходные (субгумидные и субаридные) со степным, ксерофитнолесным и саванным растительным покровом, сухие (аридные и экстрааридные) с полупустынным и пустынным растительным покровом. 

3.                  Почвенная зона (подзона). Ареал зонального почвенного типа (подтипа) и сопутствующих ему интразональных почв.  Внутри почвенных зон выделяют подзоны в связи с различными биоклиматическими условиями и со своими подтипами почв. 

4.                  Почвенно-климатическая фация. Выделяется внутри почвенной зоны (подзоны) и объединяет почвы со сходным температурным режимом. 

5.                  Почвенная провинция. Часть почвенно-климатической фации, отличающаяся специфическими особенностями почв и условий почвообразования, связанными либо с различиями в увлажнении и континентальности (в широтных отрезках зон), либо с различиями в температурах (в меридиональных отрезках почвенных зон). 

6.                  Почвенный округ. Часть почвенной провинции, характеризующаяся определённым типом почвенных комбинаций, обусловленных особенностями рельефа и почвообразующих пород. 

7.                  Горная почвенная провинция. Горная страна или её часть в пределах почвенно-биоклиматической области, характеризующаяся однотипной структурой вертикальной поясности, обусловленной особенностями горного макроклимата и её общей орографии. 

Почвенно-географическое районирование служит основой для решения проблемы рационального и наиболее эффективного использования земельных фондов, охраны и повышения плодородия почв. 

 

v    Почвы тундровой, лесной, лесостепной, степной зон.

 

Почвы тундровой зоны: тундрово-глеевые, включая торфянистые, перегнойные и болотные. 

Почвы таёжно-лесной зоны: подзолистые, глеево-подзолистые и дерново-подзолистые почвы — как правило, кислые, очень влажные, с небольшим содержанием гумуса. 

Почвы лесостепной зоны: выщелоченные и оподзоленные чернозёмы, бурые лесные и серые лесные почвы. Благодаря значительному содержанию гумуса они умеренно плодородны. 

Почвы степной зоны: благодаря глубокому слою гумуса в этой зоне главенствует самая плодородная почва — чернозём. 

 

v    Почвы полупустынь и пустынь.

 

Почвы полупустынь — каштановые. Для них характерны бурые почвы с небольшим количеством гумуса (до 1,5%), в них содержится много соли. 

В пустынях умеренного пояса формируются серо-бурые почвы, бедные перегноем. Часто они бывают засолены. В пустынях тропического пояса образуются красно-бурые примитивные почвы. В понижениях рельефа встречаются солончаки. 

Также в пустынях встречаются участки с серо-бурыми почвами и серозёмами, а также солончаки. 

Формирование почв в пустынной зоне осуществляется на выветренных магматических породах, суглинках, супесях, песках. Покров содержит до 0,5% гумуса и большое количество солей. Мощность почвенного профиля составляет всего пару десятков сантиметров. 

 

v    Интразональные почвы и почвенный покров горных областей.

 

Интразональные почвы — разновидность наземного покрытия, нетипичного для своей природной и климатической области. Они не образуют самостоятельных географических зон, а встречаются в виде «пятен» в разных зонах. 

Почвенный покров горных областей имеет свои особенности. На него оказывают влияние направление горных систем, их положение относительно действующих ветров, расстояние до морей и океанов. Среди характерных особенностей — маломощный почвенный профиль, слабая дифференцированность почвенных горизонтов, интенсивная дренированность, большое количество камней в составе. 

Выделяются почвы, характерные только для гор, и почвы, имеющие равнинные аналоги. К первым относятся горно-луговые, горно-луговые чернозёмовидные, горные лугово-степные и горно-тундровые. К покровам, аналогичным почвам на равнинах: горные подзолистые, горные мерзлотно-таёжные, горные бурые лесные, горные серые лесные, горные чернозёмы, горные желтозёмы, горные серозёмы, горные коричневые, горные каштановые, горные, высокогорные пустынные. 

Кроме того, в зависимости от условий рельефа выделяются горно-склоновые (на склонах с наклоном более 10°), нагорно-равнинные (5–10°), межгорно-равнинные и горно-долинные почвы (5° и меньше). 

 

Вопросы для самопроверки.

 

1)                 Что лежит в основе горизонтальной зональности почвенного покрова?

2)                 В чём сущность почвенно-биоклиматического районирования?

3)                 Почему при почвенно-географическом районировании почву рассматривают как элемент ландшафта?

4)                 Почему почвенно-географическое районирование является основой для решения проблемы рационального и наиболее эффективного использования земельных фондов, охраны и повышения плодородия почв?

5)                 Тундровая зона: какие почвы характерны для этой зоны? 

6)                 Лесная зона: какие почвы сформированы в смешанных лесах? 

7)                 Лесостепная зона: какие почвы в основном представлены в этой зоне? 

8)                 Степная зона: какие почвы характерны для степи?

9)                 Почему почвы полупустынь и пустынь часто не пригодны для ведения сельского хозяйства?

10)             Какие типы и подтипы почв встречаются в зонах полупустынь и пустынь?

11)             Что такое интразональные почвы?

12)             Какие особенности характерны для почвенного покрова горных областей?

13)             Какие процессы характерны для почвенного покрова горных систем?

14)             От чего зависит расположение почвенных структур или типов высотной поясности в горных странах?

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Тема 5 Типы почв и их агрономическое значение

Лекция 27 Вопросы лекции: v    Основы агроэкологического землепользования. v    Основы бонитировки почв. v    Агрономическое значение органической части почвы и ее энергетическая оценка. v    Эрозия почв и меры борьбы с ней.

v    Основы агроэкологического землепользования.

 

Основы агроэкологического землепользования включают:

·                     Рациональную организацию территории. В основе землепользования должны лежать защита земель от процессов разрушения и загрязнения, а также агроэкологические принципы. 

·                     Минимизацию вреда для окружающей среды. Это касается использования в сельском хозяйстве минеральных удобрений, химических средств защиты растений, различных мелиорантов и других средств воздействия на природные объекты. 

·                     Агроэкологическую оценку земель. На её основе делают заключение о степени пригодности земельных участков для выращивания культур и производства растениеводческой продукции определённого качества. 

·                     Агроэкологическую типизацию земель. Это процесс выделения в составе земельного фонда групп земель, однородных по агроэкологическим признакам и свойствам. 

·                     Регулирование почвенного плодородия. Для этого используют основные приёмы, например, защищают почвы от эрозии и рационально используют их при сохранении всех экологических функций. 

 

v    Основы бонитировки почв.

 

Бонитировка почв — это сравнительная оценка качества почв, их производительной способности, специализированная генетико-производственная классификация почв, плодородие которых выражено в баллах. 

Основная цель бонитировки состоит в определении относительного достоинства почв по их плодородию, то есть установлении, во сколько раз одна почва лучше или хуже другой по своим естественным и устойчиво приобретённым свойствам. 

Объект бонитировки — почва, выраженная строго определёнными таксономическими единицами, установленным по материалам почвенного обследования. 

Критериями бонитировки являются природные диагностические признаки и признаки, приобретённые в процессе длительного окультуривания, влияющие на урожайность основных зерновых, технических и других культур, а при бонитировке кормовых угодий — влияющие на продуктивность сенокосов и пастбищ. 

К числу основных диагностических признаков относятся: мощность гумусового горизонта, процентное содержание гумуса, ила и физической глины в почве, валовые запасы гумуса, азота, фосфора и калия в почве, гранулометрический состав, кислотность, сумма поглощённых оснований, степень насыщенности почвы основаниями и др.. 

Бонитировка почв производится в такой последовательности:

1.                  Определение средних значений показателей, характеризующих отдельные признаки и свойства почв. 

2.                  Определение средней многолетней урожайности основных сельскохозяйственных культур на различных почвах. 

3.                  Выбор основных диагностических признаков. 

4.                  Составление шкалы бонитировки почв по естественным свойствам и урожайности основных сельскохозяйственных культур. 

Для проведения бонитировки используют почвенную карту, картограммы, данные о физико-химических свойствах и морфологических признаках почв. 

 

v    Агрономическое значение органической части почвы и ее энергетическая оценка.

Агрономическое значение органической части почвы:

·                     Запас питательных веществ. В органически связанной форме содержится 98% запасов азота, 60% фосфора, 80% серы, которые сохраняются от вымывания и служат источником питания растений. 

·                     Поглотительная способность. Ёмкость обмена гумуса в 10 раз больше минеральной части почвы. 

·                     Агрегатообразование. Гумус склеивает частицы почвы с образованием агрономически ценной водопрочной пористой структуры, благоприятной для развития корневой системы растений. 

·                     Влияние на урожай. Увеличение гумуса на 1% повышает продуктивность севооборота не менее чем на 25%, эффективность удобрений возрастает в 1,5–2,0 раза. 

Энергетическая оценка органической части почвы:

·                     Полная энергоёмкость характеризует максимальное количество энергии органического вещества, удерживаемого почвой. 

·                     Энергопотенциал органического вещества почвы — это сумма энергии всех его составляющих, а также энергия, которая может быть мобилизована в процессе трансформации лабильных гумусовых веществ и негумифицированного органического вещества. 

 

v    Эрозия почв и меры борьбы с ней.

 

Эрозия почв — процесс разрушения и сноса почв под влиянием ветра, потоков воды и механического воздействия сельскохозяйственных машин. 

Меры борьбы с эрозией почв включают комплекс мероприятий: 

·                     Организационно-хозяйственные. Правильное размещение на эродированной территории сельскохозяйственных угодий и севооборотных массивов с учётом особенностей рельефа, экспозиции склонов, почв и степени их смытости. 

·                     Агротехнические: 

o         обработка почвы и посев поперёк склонов или по горизонталям; 

o         размещение культур сплошного посева и пропашных чередующимися полосами; 

o         устройство на пашне временных земляных валиков, прерывистых борозд и лунок для задержания талых вод; 

o         проведение периодической глубокой вспашки; 

o         создание буферных полос посевом многолетних трав, террасирование склонов, шпалерная посадка культур, применение удобрений и другие. 

·                     Для борьбы с ветровой эрозией применяют безотвальную обработку почвы с оставлением на её поверхности стерни и растительных остатков; 

o         использование гербицидов для уничтожения сорняков и предотвращения излишнего распыления почвы обрабатывающими орудиями; 

o         перекрёстный и узкорядный посев культур; 

o         снегозадержание; 

o         посев много- и однолетних культур чередующимися полосами; 

o         внедрение почвозащитных севооборотов. 

·                     Для борьбы с ирригационной эрозией необходимо проводить тщательную планировку полей, закреплять берега оросительных каналов, проводить поливы по горизонталям, шире применять дождевание, подпочвенное орошение и т. д.. 

·                     Лесомелиоративные: 

o         посадка полезащитных лесных и садовых полос, которые снижают скорость ветра и способствуют равномерному распределению зимних осадков; 

o         создание водопоглощающих лесных полос по склонам, посадка древесных и кустарниковых пород; 

o         залужение склонов многолетней травянистой растительностью; 

o         размещение водоохранных насаждений по берегам рек, каналов, прудов и других водоёмов. 

·                     Гидротехнические. Урегулирование поверхностного стока на данной территории путём создания инженерно-технических сооружений: строительство прудов и водоёмов, устройство водоотводов в виде бетонированных лотков и наклонных труб, закрепление дна оврагов водоупорными перепадами. 

При осуществлении мер по борьбе с эрозией учитывают природные условия и особенности эрозионных процессов применительно к конкретной территории. 

 

Вопросы для самопроверки.

 

1)                 Какие выделяют типы агроландшафтов по воспроизводству почвенного плодородия?

2)                 В чём заключается задача агроэкологических исследований в современном сельском хозяйстве?

3)                 Что такое сельскохозяйственная экология и какие задачи она решает?

4)                 Какие принципы лежат в основе землепользования как формы распоряжения землёй с целью извлечения из неё полезных свойств или дохода?

5)                 Что такое агроэкологическое землепользование и в чём его суть?

6)                 Что такое бонитировка почв?

7)                 Что выявляется при бонитировке почв?

8)                 Когда необходимы бонитировочные работы?

9)                 Что такое эрозия почв и что её вызывает?

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Тема 5 Типы почв и их агрономическое значение

Лекция 28 Вопросы лекции: v    Основы почвенного картографирования. v    Почвенные карты: принципы их составления и использования. v    Характеристика картографических материалов. v    Почвенные карты и картограммы.

v    Основы почвенного картографирования.

 

Основы почвенного картографирования включают следующие положения:

1.                  Понятие о почвенной карте. Это карта специального назначения, дающая представление о качественном составе и пространственном распространении почв на определённой территории. 

2.                  В основу почвенной картографии положен сравнительно-географический метод В. В. Докучаева. Его сущность заключается в установлении связей между почвами и факторами почвообразования. 

3.                  Виды почвенных карт:

·                     Обзорные (масштаб 1:2500 000 и мельче). Это карты обширных территорий (материков, государств и крупных природных регионов), используются в учебных и научных целях. 

·                     Мелкомасштабные (масштаб 1:1 000 000–1:300 000). Характеризуют почвенный покров отдельных стран, используются для государственного учёта земель и сельскохозяйственного районирования. 

·                     Среднемасштабные (1:300 000–1:100 000). Составляются для административных районов, областей, дают более подробную информацию о свойствах почв вплоть до почвенных разновидностей. 

·                     Крупномасштабные (1:50 000–1:10 000). Составляются для отдельных хозяйств, используются при землеустройстве, на их основе проводится агропроизводственная группировка и бонитировка почв, определяются структуры посевных площадей, особенности мелиорации, применения удобрений и др.. 

·                     Детальные (1:5000–1:200). Составляются для территорий опытных станций, садов, заповедников, сортоиспытательных участков, питомников ценных культур и др.. 

4.                  Диагностика почвенных разновидностей базируется на морфологических описаниях почвенных разрезов, количество которых зависит от масштаба картографирования и сложности почвенного покрова изучаемой территории. 

5.                  Границы распространения отдельных разновидностей почв устанавливают, ориентируясь на формы рельефа, элементы гидрографической сети, смену почвообразующей породы и типа растительности. 

6.                  Установленные на местности границы почв переносят на карту, ориентируясь на изображение гипсометрических отметок рельефа, проверяя, насколько совпадают места смены почв с горизонталями. 

7.                  Границы почвенных контуров наносятся на картографическую основу, в качестве которой обычно берут топографические карты. Дополнительно как источник информации используют внутрихозяйственные планы (сельскохозяйственных организаций). 

8.                  Космоснимки, содержащие данные дистанционного зондирования Земли, также повышают точность и детальность работ по картографированию почв. 

 

v    Почвенные карты: принципы их составления и использования.

 

Почвенная карта — это карта специального назначения, дающая представление о качественном составе и пространственном распространении почв на той или иной территории. 

Принципы составления почвенных карт включают:

·                     Почвенную съёмку. Она включает полевые исследования с составлением списка почв территории, проведение границ почвенных контуров (ареалов) с использованием топографических карт, материалов аэрофотосъёмки и контролем этих границ на местности. 

·                     Генерализацию. Это объединение почвенных контуров карт крупного масштаба при составлении на их основе карт более мелкого масштаба. 

В зависимости от масштаба почвенные карты делятся на:

·                     Обзорные (масштаб 1:2500000 и мельче) — это карты обширных территорий (материков, государств и крупных природных регионов), используются в учебных и научных целях. 

·                     Мелкомасштабные (масштаб 1:1000000 — 1:500000) характеризуют почвы республик, краёв и областей, предназначены для природного и сельскохозяйственного районирования, государственного учёта земель, районирования сельскохозяйственных культур. 

·                     Среднемасштабные (масштаб 1:300000 — 1:100000) составляют для административных районов, краёв, областей. Они служат для планирования, распределения минеральных удобрений и химических мелиорантов, выявления почв, нуждающихся в мелиорации. 

·                     Крупномасштабные (масштаб 1:50000 — 1:10000) составляют для территорий колхозов и совхозов, акционерных общественных, фермерских хозяйств и др.. Их применяют для внутрихозяйственного землеустройства, для дифференцированного использования различных почвенных разновидностей, бонитировки почв, орошения, осушения и др.. 

·                     Детальные (масштаб 1:5000 — 1:200) составляют для территорий опытных станций, сортоиспытательных участков, питомников ценных культур и многолетних насаждений. Содержание детальных карт — ареалы распространения низших таксономических единиц почв. 

Использование почвенных карт заключается в том, что они являются основой планирования сельскохозяйственного производства. На их основе проводится землеустройство, определяется структура посевных площадей, выбираются участки для известкования, осушения или орошения. Они необходимы для определения норм и способов внесения удобрений, способов обработки почв. 

 

v    Характеристика картографических материалов.

 

Некоторые характеристики картографических материалов:

·                     Картографическое изображение. Главная часть любой географической карты, содержит сведения о показанных на карте объектах и явлениях, их размещении, свойствах, связях. 

·                     Математическая основа. К её элементам относятся картографическая проекция, картографическая сетка (сеть меридианов и параллелей), масштаб, опорная геодезическая сеть. 

·                     Легенда. Система используемых на карте условных знаков и пояснений, раскрывающих её содержание. Для топографических карт составлены специальные таблицы условных знаков, они стандартизированы и обязательны к применению на всех картах соответствующего масштаба. 

·                     Вспомогательное оснащение. Облегчает чтение и пользование картой. Включает картометрические графики, схемы изученности картографируемой территории и использованных материалов, разнообразные справочные сведения. 

·                     Дополнительные данные. К ним относятся карты-врезки, фотографии, диаграммы, графики, профили, цифровые и текстовые данные. Они дополняют и поясняют карту. 

 

v    Почвенные карты и картограммы.

 

Почвенная карта — это карта специального назначения, дающая представление о качественном составе и пространственном распространении почв на той или иной территории. 

В зависимости от масштаба почвенные карты делятся на:

·                     Обзорные (масштаб 1:2500000 и мельче) — это карты обширных территорий (материков, государств и крупных природных регионов), используются в учебных и научных целях. 

·                     Мелкомасштабные (масштаб 1:1000000 — 1:500000) характеризуют почвы республик, краёв и областей, предназначены для природного и сельскохозяйственного районирования, государственного учёта земель, районирования сельскохозяйственных культур. 

·                     Среднемасштабные (масштаб 1:300000 — 1:100000) составляют для административных районов, областей, дают более подробную информацию о свойствах почв вплоть до почвенных разновидностей. 

·                     Крупномасштабные (масштаб 1:50 000 — 1:10 000) составляют для отдельных хозяйств, которые используются при землеустройстве, на их основе проводится агропроизводственная группировка и бонитировка почв, определяются структуры посевных площадей, особенности мелиорации, применения удобрений и др.. 

·                     Детальные (масштаб 1:5000 — 1:200) составляют для территорий опытных станций, садов, заповедников, сортоиспытательных участков, питомников ценных культур и др.. 

Картограмма агрохимических свойств — детальная карта, где штриховкой, разными оттенками отмечают, как обеспечен пахотный слой питательными веществами, показатели щёлочности, кислотности. 

 

Вопросы для самопроверки.

 

1)                 Кто является основоположником почвенной картографии?

2)                 Какие сведения принимались за основу при составлении первых почвенных карт?

3)                 Какие почвенные карты относятся к обзорным и мелкомасштабным?

4)                 Какие карты относятся к средне- и крупномасштабным?

5)                 Как производится выбор места для почвенных разрезов?

6)                 Как осуществляется привязка почвенных разрезов?

7)                 Что такое почвенная карта?

8)                 Какие виды почвенных карт существуют в зависимости от масштаба?

9)                 В чём заключается сущность сравнительно-географического метода В. В. Докучаева, положенного в основу почвенной картографии?

10)             Какие разделы включает очерк (пояснительная записка) к почвенной карте и картограммам?

11)             Как результаты почвенных исследований используются в сельскохозяйственном производстве?

12)             Для чего составляются обзорные почвенные карты?

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список используемых источников

 

1. Основные печатные издания

1.         Апарин Б.Ф. Почвоведение: учебник для образовательных учреждений СПО — М: Издательский центр «Академия», 2014. — 256 с., ISBN 978-5-7695-7259-3.

2.         Вальков В.Ф., Казеев К.Ш., Колесников С.И. Почвоведение: Учебник для вузов. — Москва: Издательский центр «Юрайт», 2016. —525 с. ISBN 978-5-9916-3169-3.

3.         Далматов Б.И. Механика грунтов, основания и фундаменты (включая специальный курс инженерной геологии): учебник для СПО — Санкт-Петербург: Лань, 2021. — 416 с. — ISBN 978-5-8114-6763-1. 

4.         Добров Э.М. Инженерная геология. Учебное пособие для высшего профессионального образования. Издательский центр «Академия», Москва. 2013-224 с. ISBN 978-5-7695-6975-3.

5.         Захаров, М. С. Картографический метод и геоинформационные системы в инженерной геологии: учебное пособие для СПО / М. С. Захаров, А. Г. Кобзев. — Санкт-Петербург: Лань, 2021. — 116 с. — ISBN 978-5-8114-6701-3. 

6.         Казеев К.Ш.  Почвоведение. Практикум: учебное пособие для среднего профессионального образования. Москва: Издательство Юрайт, 2021. — 257 с. — (Профессиональное образование). — ISBN 978-5-534-06153-6.

7.         Платов Н.А., Касаткина А.А. Основы инженерной геологии, геоморфологии и почвоведения. учебное пособие для спо. Издательский центр «Академия», Москва. 2014-144 с. ISBN 978-5-4468-0809-0.

 

2. Основные электронные издания

1.                  Ганжары Н.Ф., Геология с основами геоморфологии: учебное пособие — Москва: ИНФРА-М, 2023. — 207 с.— (Высшее образование: Бакалавриат). — DOI 10.12737/7200. - ISBN 978-5-16-009905-7. - Текст: электронный. - URL: https://znanium.com/catalog/product/1940920.

2.         Иванова Т.Г.  География почв с основами почвоведения: учебное пособие для среднего профессионального образования — Москва: Издательство Юрайт, 2021. — 250 с. — (Профессиональное образование). — ISBN 978-5-534-05101-8. — Текст: электронный // ЭБС Юрайт. — URL: https://urait.ru/bcode/471993.

3.         Казеев К.Ш. Почвоведение: учебник для среднего профессионального образования  — 5-е изд., перераб. и доп. — Москва: Издательство Юрайт, 2020. — 427 с. — (Профессиональное образование). — ISBN 978-5-534-07031-6. — Текст: электронный // ЭБС Юрайт  — URL: https://urait.ru/bcode/452332.

4.         Трегуб, А. И.  Геоморфология и четвертичная геология: учебное пособие для среднего профессионального образования — Москва: Издательство Юрайт, 2021. — 179 с. — (Профессиональное образование). — ISBN 978-5-534-13570-1. — Текст: электронный//ЭБС Юрайт  — URL: https://urait.ru/bcode/476727.

 

3. Дополнительные источники

1.         Электронно-библиотечная система «Лань». – URL: https://e.lanbook.com/

2.         Электронно-библиотечная система «Знаниум» – URL: https://znanium.com/

3.         Научная электронная библиотека «eLibrary» – URL: https://elibrary.ru/

 

 

Скачано с www.znanio.ru