Малый геологический словарь

Полья – большие, на сотни метров понижения в диаметре, образовавшиеся в результате слияния ряда котловин и воронок.

Карстовые колодцы и шахты – это каналы, уходящие почти вертикально в известковые массивы, на несколько десятков метров. Шахты – вертикальные полости глубиной свыше 20м, а меньше – колодцы.

Карстовые пещеры – пещерные полости, образовавшиеся в результате растворения, выщелачивания и размыва карстующихся пород.

Оползень – сравнительно медленное перемещение, оползание, какой-либо части склона, без существенного нарушения ее внутреннего строения.

Оплывина - это насыщенная водой масса рыхлого материала, способная течь под действием силы тяжести.

Абразия – разрушение берегов волнами.

Дефляция – выдувание рыхлых, горных пород с поверхности Земли.

Корразия – обтачивание выступов горных пород твердыми частицами, переносимыми потоками и воздушными струями в приземном слое.

Сальтация – это перемещение песчинок прыжками.

Барханы – скопления песка, имеющие в плане форму сплющенного полумесяца с двумя «рогами», обращенными в сторону дующего ветра. В поперечном разрезе бархан – это ассиметричный холм, с пологим, длинным наветренным склоном и крутым в 34 ⁰ (угол естественного откоса сыпучих тел), подветренным.

Дюны. На морских побережьях, в долинах и дельтах крупных рек за счет развевания аллювиальных отложений формируются песчаные отложения. Они похожи на барханы, имеют параболическую форму и передвигаются под действием преобладающих ветров.

Экзарация – эродирующая деятельность ледника.

Морена – материал любого размера, включенный в лед или переносимый льдом и впоследствии отложенный.

Озы – протяженные, извилистые гряды или валы высотой 20-30м, сложенные слоистым песчано-галечным или песчано-гравийным материалом.

Камы – холмы изометричной формы, высотой 10-20м, редко больше, сложенные из чередующихся слоев разнозернистого песка, глин, редко с отдельными валунами и гальками.

Интрузивные тела – объемы магмы, застывшие на определенной глубине от поверхности Земли.

Силы – интрузивные тела горизонтальной (пластообразной) формы.

Лополит – чашеобразный согласный интрузив, залегающий в синклинальных структурах.

Лакколит – грибоообразный интрузив.

Дайка – Интрузив, просекающий пласт, длина которой во много раз превышает мощность.

Спрединг – рифтовая зона, где происходит наращивание океанского дна.

Шток – столбообразный интрузив, изометричной формы с крутыми контактами.

Факолит – линзовидное интрузивное тело, располагающееся в сводах антиклинальных складок, согласно с вмещающими породами.

Батолит – крупные гранитные интрузивы значительной мощности и площади.

Апофизы – мелкие, ветвящиеся интрузивы, использующие ослабленные зоны в раме батолита.

АА-лава – базальтовый поток, представленный остроугольными обломками лав с многочисленными шипами, отходящими во все стороны от обломков и образующиеся при растягивании вязкой корки потока.

Глыбовая лава – базальтовый поток не имеющий остроугольных обломков с гладкой, иногда зеркальной, поверхностью.

Вулканическая бомба – веретенообразный, сферический, сплющенный обломок размером более 7см.

Лапилли – бомбы с неправильными гранями, мелкими размерами.

Слезы (волосы) Пеле – быстро застывающие капли или стекловатые нити, образующиеся во время извержения жидких базальтов.

Лавобрекчия – обломки лавы, цементирующие такой же лавой.

Вулканический пепел – мелкие обломки тефы, размером меньше 2-1мм.

Тефа – рыхлый материал, состоящий из пепла и обломков кристаллов, застывшей лавы.

Метаморфизм – процесс преобразования первично магматических или осадочных пород под воздействием температуры, давления и флюидов.

Антиклинальная складка – складка, характеризуется тем, что в ее центральной части, или ядре, залегают более древние породы.

Синклинальная складка – складка, в центральной части, или ядре, залегают более молодые породы.

Сброс – поверхность разрыва наклонена в сторону опущенного блока.

Грабен – это структура, ограниченная с двух сторон сбросами, по которым ее центральная часть опущена.

Горст – структура, обладающая формой, противоположной грабену, т.е. центральная часть приподнята.

Выветривание - это изменение горных пород, происходящее в поверхностных условиях под воздействием различных факторов. В зависимости от преобладания того или иного агента выветривания выделяют физическое, химическое и биологическое выветривание. Физическое выветривание по типу воздействующих на породу факторов можно подразделить на температурное и механическое.
При температурном выветривании порода разрушается без внешнего механического воздействия, только из-за суточных и сезонных перепадов температуры. Минеральные зерна, слагающие горную породу, постоянно испытывают то расширение, то сжатие, причем коэффициенты линейного расширения различны как у разных минералов, так и у одного и того же минерала по разным кристаллографическим направлениям. В результате длительного воздействия колебаний температуры и различных коэффициентов расширения минералов нарушается взаимное сцепление отдельных зерен в горной породе. Температурное выветривание сильнее всего проявлено в областях с резким суточным перепадом температур, сухим воздухом и слабо развитым растительным покровом. Наибольшему разрушению подвергаются полиминеральные крупнозернистые породы.
Механическое выветривание происходит под воздействием внешних механических факторов. Наибольшее влияние при этом оказывает замерзание воды. Процессы, связанные с воздействием периодически замерзающей воды, также называют морозным выветриванием. Сильнее всего морозное выветривание проявлено в арктических районах и в горах выше снеговой линии. Разрушение пород также может быть вызвано ростом кристаллов в капиллярных трещинах и порах.

Химическое выветривание - это разрушение горных пород под воздействием воды, кислорода и углекислого газа, органических и минеральных кислот. При химическом выветривании протекают следующие основные химические реакции:

 Окисление

 Восстановление

 Гидратация

 Растворение

Гидролиз
Химическое выветривание тесно сопряжено с физическим, так как появление трещин и дробление пород резко увеличивает их реакционную способность. Наиболее благоприятно для химического выветривания сочетание высокой влажности и высокой температуры

Биологическое выветривание сочетает в себе черты механического и химического выветривания. К механическому выветриванию можно отнести, например, разрушение горных пород корнями растений или моллюсками-сверлильщиками. Различные роющие животные и насекомые улучшают вентилируемость почвы, что способствует процессам выветривания на более глубоких горизонтах. К химическому выветриванию следует отнести образование различных органических кислот и соединений, усиливающих растворение и гидролиз первичных и вторичных минералов. Также в процессе жизнедеятельности лишайники, мхи и другие растения избирательно поглощают из горных пород различные элементы и концентрируют их в своей биомассе.

 Растения способны извлекать различные элементы со значительных глубин, до 40-50м., и концентрировать их в десятки раз по сравнению с окружающей средой

Десквамация - шелушение и отслаивание горных пород под влиянием резких перепадов температур. Обычно наблюдается в пустынях и высокогорных районах при отсутствии покрова рыхлых отложений, смягчающих перепады температур. В результате десквамации образуется скопление плоских остроугольных обломков.

Элювием называются остаточные несмещенные продукты выветривания. Накапливаются на выровненных поверхностях, в горных районах - на водоразделах. Элювий может состоять как из обломков горных пород (в случае преобладания механического выветривания) так и из рыхлых отложений (при преобладании химического выветривания).

Денудация - процесс удаления рыхлого осадка при выветривании. Главными движущими силами в процессах денудации являются деятельность текущей воды, ветер и гравитационные процессы. Интенсивность денудации определяется скоростью и направленностью неотектонических движений, климатом и устойчивостью пород к выветриванию.

 В более узком смысле под денудацией часто понимают удаление выветрелого материала посредством плоскостного смыва и гравитационного перемещения

Избирательный характер выветривания в общем случае связан с различием в механической прочности и минеральном составе соседствующих горных пород. На крепость горных пород будет влиять твердость минералов, слагающих эту горную породу, трещиноватость, текстурные и структурные особенности. Различный минералогический состав будет влиять на скорость химического выветривания. Избирательность выветривания проявляется как для различных соседствующих горных пород, так и для одной и той же горной породы.
Избирательный характер выветривания широко используется в качестве одного из признаков при геолого-съёмочных и поисковых работах.

Останец - отдельно возвышающаяся скала, оставшаяся при выветривании благодаря локальному развитию более крепких разностей пород.

Куэста (исп. - склон горы) - возвышенность в виде гряды с ассиметричными склонами - пологим, совпадающим с углом падения пластов горных пород, и крутым, срезающим эти пласты. Куэсты возникают при моноклинальном залегании различных по составу осадочных пород, с чередованием более прочных и менее прочных пород.

Столовые горы формируются из горизонтально залегающих пород при наличии хотя бы одного стойкого пласта, становящегося бронирующим, и при достаточно глубоком положении базиса эрозии, обеспечивающим большую глубину эрозионного вреза. Плосковершинные бронированные возвышенности имеют резко выраженные бровки перехода к крутым склонам долин.

Пенеплен - предельно выровненная, слабоволнистая поверхность (склоны 3-5°), выработанная на складчатом основании. Формируется преимущественно вертикальными эрозионными процессами. Завершается формированием химических кор выветривания полного профиля. Время формирования соответствует длительному этапу тектонического покоя. Отражает переход данной территории от мобильного тектонического режима к спокойному платформенному.
К современной эпохе разновозрастные пенеплены представляют собой реликтовые формы рельефа, поднятые и частично сохранившиеся или опущенные и захороненные. На территории России установлены пенеплены: предкембрийский на Русской платформе, постгерцинский для регионов Урала и мел-палеогеновый для Северо-Восточной Азии и др.

Педиплен - обширная слабонаклонная равнина, образованная в течение длительного отступления склонов, расширения и слияния педиментов. Из-за формирования с помощью боковой эрозии не предполагает возникновения кор выветривания.

Педимент - предгорная скалистая равнина, несущая маломощный покров рыхлых отложений различного генезиса. Склоны равнины ступенчатые. Равнина образуется за счет склоновой денудации. Площадь педимента может достигать десятков км². Прерывистость тектонических движений в сочетании с изменением климата может приводить к возникновению нескольких уровней педиментов, окаймляющих растущее поднятие. Со временем нижний педимент "съедает" вышележащий

Линейная кора выветривания развивается по ослабленным зонам, в том числе по зонам тектонического дробления. Характеризуется значительным удлинением, как в плане, так и в вертикальном разрезе. Степень переработки материнской породы зависит, прежде всего, от развития трещиноватости. Вертикальной зональности, типичной для площадных кор выветривания, не имеет, однако может наблюдаться зональность по мере удаления от центра коры к краям.

Площадная кора выветривания образуется в результате химического выветривания в спокойной тектонической обстановке и достигает максимальных мощностей в гумидном климате. Нижняя часть коры выветривания имеет неровную часть с глубокими карманами над более раздробленными участками пород. Кора выветривания, развитая по гранитоидам, на полном профиле имеет следующие зоны (снизу вверх): 1) неизмененные граниты 2) химически слабо измененная дресва 3) гидрослюдисто-монтморилонитово-бейделитовая зона 4) каолинитовая зона 5) глинозёмистые охры 6) железисто-глиноземистый панцирь

Железная шляпа - верхняя окисленная часть сульфидных месторождений. Состоит преимущественно из различных водных или безводных окислов железа, минералов кремнезёма (кварц, халцедон, опал) с участием вторичных карбонатов меди, свинца, и др., а так же сульфатов и силикатов. Мощность железной шляпы может достигать нескольких десятков метров. Зачастую служит надёжным поисковым признаком сульфидных месторождений.

С корами выветривания могут быть связаны месторождения полезных ископаемых: как первичных минералов, накапливающихся в элювиальных россыпях кор выветривания, так и минералов, образовавшихся при разрушении материнских пород и слагающих саму кору выветривания.
В элювиальных россыпях накапливаются химически устойчивые минералы, неперемещенные относительно их первоначального залегания. Обогащение коры выветривания полезным компонентом происходит не за счет горизонтального сноса материала и его сепаратного накопления, а за счет разрушения и выноса малоустойчивых минералов. К полезным ископаемым элювиальных россыпей относятся: платина, золото, алмазы, камнесамоцветное сырье и пьезокварц, касситерит, апатит, минералы редкоземельных элементов, титана.
При выветривании материнских пород и образовании кор выветривания формируются такие полезные ископаемые как бокситы, каолины, гидросиликаты Ni, гидроокислы и окислы Fe, Mn, магнезиты и др.

Карстовый процесс представляет собой длительно развивающийся процесс растворения или выщелачивания горных пород подземными и поверхностными водами. Термин "карст" применяют для описания совокупности результатов деятельности этого процесса. Для возникновения карста необходимы:

 наличие трещиноватости в растворимых горных породах;

 наличие агрессивных вод, движущихся по трещинам. Например, воды, насыщенные углекислотой, растворяют карбонатные породы намного быстрее, чем чистые.
Карсту обычно подвержены карбонатные породы: известняки, несколько реже - доломиты. Растворение карбонатных пород описываеся следующей реакцией:
CaCO₃+H₂O+CO₂↔Ca(HCO₃)₂.
Карст не обязательно должен быть карбонатным, он может развиваться также по гипсоносным и соленосным породам

Недоучет карстовых процессов в инженерно-строительной деятельности может привести к серьезным последствиям:
1) просадке и провалам жилых зданий над подземными полостями;
2) деформациям железнодорожного или автомобильного полотна;
3) значительной утечке воды из водохранилищ;
4) поступлению грунтовых вод в подземные выработки через карстовые полости.

Палеокарст (син. захороненный карст) - древний карст, перекрытый для поверхностных форм) или целиком заполненный (для закрытых форм) более молодыми отложениями. Он может быть рудоносным в тех случаях, когда карстовые полости являются структурными ловушками для каких-либо п.и. К месторождениям рудоносного карста относятся некоторые россыпные месторождения, месторождения бокситов, сульфидные месторождения и месторождения нефти.

Одними из наиболее эффективных методов поиска и картирования захороненного карста являются геофизические методы. Наиболее удобна в применении малоглубинная сейсморазведка и различные комплексы методов электроразведки. Оптимально использование георадаров, объединяющих сейсмо- и электроразведку.

Карстовые формы рельефа на космоснимках обычно представлены мелкопятнистыми областями. На панхроматических снимках (изображение только одного канала, выглядят как черно-белые снимки) они обычно темнее окружающих пород и имеют закономерную ориентировку в пространстве.

Карры образуются на поверхности обнаженных растворимых пород. Это неглубокие выемки, канавки, борозды вдоль трещин в массиве горных пород. Глубина карров достигает 5-50см., реже - 1-2м. Обычно развиты желобковые карры, разделенные острыми грядами. При широком развитии карров и их соприкосновениями стенками могут возникать карровые поля. Изначально карр - немецкий термин, описывающий это явление в Австрийских Альпах, где такие формы рельефа широко распространены.

Желобковые карры.

Желоба и рвы – это более протяженные и глубокие, чем карры, участки выщелачивания поверхности карстующихся пород. Обычно они наследуют трещины в горных прородах. Их глубина достигает 5м.

Поноры – это узкие глубокие отверстия, наклонные или вертикальные, поглощающие поверхностную воду и отводящие её вглубь карстового массива. Поноры возникают на узлах пересечения трещин при дальнейшем развитии карста.

Карстовые воронки – наиболее распространенные поверхностные формы карста. Воронки бывают весьма разнообразны: от пологих и мелких до крутосклонных. Диаметр воронок редко превышает 50м., а глубина - 15-20м. По типу образования обычно выделяются: воронки поверхностного выщелачивания, провальные воронки, суффозионные воронки.

Блюдца и западины представляют собой мелкие карстовые воронки с пологими бортами.

Полья представляют собой широкие, часто более сотни метров в диаметре, понижения в рельефе. Они образуются при слиянии нескольких котловин или воронок.

Колодцы и шахты – вертикальные или наклонные карстовые формы, уходящие в глубину на десятки и сотни метров. Они образуются при дальнейшем развитии понор. Известны шахты глубиной до 1100м.

Слепые долины рек заканчиваются не впадением в другой водоем, а карстовыми воронками и понорами, в которых вода уходит под землю. В отличие от них, полуслепые долины сохранили хорошо различимый отрезок долины ниже поноры, называемый суходолом.

Карстовые озера (син. периодически исчезающие озера) на дне содержат карстовые воронки или поноры, закупоренные озерными осадками. Периодически пробка осадков может размываться, и тогда озеро мелеет или полностью исчезает. В дальнейшем, при закупоривании водопоглощающего канала, озеро может возникать заново.

 Озера со значительным сезонным колебанием уровня воды имеют открытые поноры на дне и таким образом уровень воды в озере прямо связан с положением зеркала грунтовых вод. Для подобных озер характерно изменение уровня вод на 0,5-1м.
Впервые объяснение этому феномену дал Johann Weichard Frh. von Valvasor в 17 веке на примере озера Церкниско Джезеро.

Башенный карст – одна из последних стадий развития поверхностного карста, при которой подавляющая часть горных пород растворена и вынесена, а самые прочные блоки (обычно метасоматизированные) сохраняются в виде огромных отдельных останцов. Башенный карст характерен для жаркого влажного климата Юго-Восточной Азии.

Суффозия – вымывание мельчайших нерастворимых частиц грунта подземными водами. Это явление часто приводит к образованию суффозионных воронок. В городских условиях может провоцироваться хозяйственной деятельностью человека; например, протечками из труб, изменением направления грунтовых вод из-за строительства, подземными коммуникациями.

Пещеры - естественные подземные полости, преимущественно карстового происхождения. Могут формироваться в любых карстующихся породах, однако наиболее характерны для областей развития мощных карбонатных толщ. Большие помещения называются залами, поменьше - гротами. Ходы, заполненные водой - сифонами.

 Самая протяженная соляная пещера находится в Иране. Её протяженность составляет 6,5км. Она состоит из пещер "Трое обнаженных" и "Погружение", которые по результатам топосъёмки 2005г. оказались соединяющимися в единую систему.

 Самой глубокой пещерой в мире является пещера Воронья (Крубера) в Абхазии. На настоящий момент её установленная глубина превышает 2040м.

Нередко карстовые пещеры содержат подземные реки и озера. Подземные реки обычно образуются из поверхностных водотоков, ушедших вглубь пород через поноры, шахты и провалы, венчающие слепые долины. В большинстве случаев подземные реки выходят затем на поверхность через несколько километров или десятков километров непосредственно в рекe или в качестве карстовых источников. В противоположность рекам, озера чаще всего питаются просачивающимися подземными (грунтовыми) водами и не имеют значительного течения.

 Самая протяженная подземная река находится в Мексике. Река протяженностью, по крайней мере, 154километра, соединяет между собой два комплекса подземных пещер. Второе и третье место по протяженности принадлежит реке Сон Треч (Son Trach) во Вьетнаме протяженностью 11,2 километра и реке Сен-Пол (St. Paul) на филиппинском острове Палаван - 8 километров.

Во всех пещерах широко распространены натечные образования. Просачивающаяся по трещинам вода сильно минерализована. При её попадании в большие пространства и соприкосновении с воздухом она либо теряет часть растворенной углекислоты и высаживает карбонат при карстовании известняков, либо испаряется и высаживает гипсы при развитии карста по сульфатам. При минусовых температурах натечные образования слагаются льдом. Существует много видов натечных образований, различающихся по форме.

 В разрезе все натечные образования (например, сталактиты) зональны, что позволяет читать историю их образования. Так, значительное осушение пещеры и временное прекращение или сильное замедление роста будет отражаться в виде более плотных и шероховатых корочек. В пещерах карбонат откладывается преимущественно в качестве арагонита, который может со временем перекристализовываться в кальцит.

 Карбонатные новообразования современных пещер недолговечны. Они имеют кайнозойский возраст, что позволяет применять к ним изотопные датировки ¹⁴C. Так как сталактиты не очень прочно крепятся к потолку пещеры, при сильных землетрясениях они обваливаются и захораниваются на дне пещер. Радиоуглеродная датировка таких слоев позволяет вычислить возраст крупных землятресений и неотектонических нарушений.

В зависимости от своего положения в пещере и формы натечные образования подразделяются на:

 Сталактиты - выросшие на своде пещеры из просачивающейся воды. Иногда можно наблюдать ряды сталактитов, маркирующие трещину в потолке.

 Сталагмиты - выросшие на полу из капающей сверху воды. Так как упавшая капля воды растекается по сталактиту, они обычно более короткие и широкие по сравнению со сталактитами. Обычно растут непосредственно под сталактитами.

 Сталагматы - вертикальные колонны. Образуются из доросших до пола сталактитов или из соединившихся и сросшихся сталактита и сталагмита.

 Анемолит - сталактит или сталагмит, отклоненный от вертикального положения односторонним испарением вод, вызванным циркуляцией воздуха в пещере.

 Гуры - наплывы на полу пещеры, похожие на оплывший стеарин.

 Завесы образуются при равномерном просачивании воды через трещину в потолке, благодаря чему имеют практически постоянную толщину.

В минералогии карста нет общепринятой классификации минеральных агрегатов. Тем не менее, наиболее устоявшимися терминами можно считать:  Геликтит - иногда ветвящийся, обычно кальцитовый или арагонитовый "червяк", форма которого не контролируется никакими очевидными процессами.  Антолит - расходящиеся лучами игольчатые кристаллы, иногда дендритовые агрегаты.  Кораллит - дендрит, состоящий из сферолитов. Так как рост контролируется испарением, то расщепление не подчиняется законам кристаллографии, а ветви никогда не срастаются и образуют строго иерархические кусты. Пизолит (пещерный жемчуг) - сферические несцементированные оолитоподобные образования. Находятся только в мелких озерах с капелью, при этом кинетическая энергия передается от падающей капли к пизолиту акустической волной. Так как пещерная вода обычно содержит ионы Ca2+, Mg2+, Na+, HCO3-, SO42- и Cl-, то основное значение имеют карбонаты и сульфаты, а благодаря гуано - фосфаты и органические минералы. Наиболее распространенные из них: карбонаты - кальцит, арагонит, доломит, гунтит, гидромагнезит, магнезит, несквегонит; сульфаты - барит, целестин, тенардит, гипс, эпсомит, гексагидрит, мирабилит, блёдит; фосфаты и органические минералы - витлокит, гидроксил-апатит, монетит, бруштит, ньюбериит, струвит, фосфаммит, крандаллит, таранакит, уэдделит. В случаях растворения рудных компонентов окружающих пород состав пещерных вод может быть более экзотичным, а минералогия новообразований - более разнообразна. Всего насчитывается более 90 минералов пещер. Минералогически уникальными и самыми значимыми пещерами являются: Туя-Муюн (Узбекистан) и SCS (Болгария), система Кап-Кутан (Туркменистан).

Кальцит-арагонит-ансамбль из кораллита и анатолита,

Травертин (известковый туф) – это грубопористый известняк, отлагающийся в местах разгрузки (выхода на поверхность) источников карстовых вод. За счет многократного повторения процесса в нем может наблюдаться слоистость. Высокая пористость травертинов и прекрасная сохранность отпечатков растений в них объясняется чрезвычайно быстрым осаждением карбоната.

Коллювий - продукты выветривания, смещённые вниз по склону под действием силы тяжести. Накапливается в нижних частях склонов и у их подножия преимущественно в виде отдельных конусов или шлейфов. Чаще всего состоит из глыб разного размера и щебня. Сортировка материала практически отсутствует или незначительна. Закономерность в распределении обломков все-таки отмечается: при обрушении наиболее крупные обломки из-за инерции продвигаются дальше мелких и оказываются преимущественно во внешних краях коллювиальных отложений.

 В англоязычной литературе термин "коллювий" имеет более широкое значение, так как включает еще и отложения, образующиеся в результате деятельности безрусловых временных водных потоков – делювий

Осыпь - маломощные образования, сложенные коллювием. Осыпание обломков происходит путём скатывания, скольжения и - весьма незначительно - обваливания. При обильном питании осыпь растёт в высоту и ширину и может соединяться с соседними осыпями, образуя шлейфы. В отличие от курумов, так же покрывающих склоны гор, осыпи состоят из более мелкого, разного по размеру обломочного материала и встречаются на склонах с уклоном, равным или превышающим угол естественного откоса.

Обвал - катастрофическое обрушение массы г.п. без сохранения их сплошности. Обвал происходит из-за потери сцепления с основным телом в результате роста трещин отрыва или потери опоры (например, из-за абразии или эрозии у подножия склона). Происхождение наиболее крупных обвалов в первую очередь связано с землетрясениями; в меньшей степени они могут провоцироваться деятельностью ледника. Продвижение крупных обвалов на значительные расстояния, в том числе вверх по противоположному склону, объясняется как огромной кинетической энергией, накопленной обвальными массами, так и уменьшением трения для движущихся пород. К подобному уменьшению трения приводит захват фронтальной частью обвала массы воздуха, который, сжавшись, превращается в своеобразную воздушную подушку, а также сорванный по пути движения дерново-почвенный слой.

Оползень - отрыв масс горных пород и их перемещение вниз по склону под действием силы тяжести почти без нарушения структуры движущегося блока. Причиной оползания может стать:  потеря упора у основания склона, изменение прочности пород при их увлажнении или под действием сейсмических волн,  действие напора подземных вод или развитие суффозии, появление дополнительной нагрузки искусственных сооружений или различные сочетания перечисленных факторов. Развитию оползней способствует наличие глинистого водоупорного слоя в основании склона. Скорости движения оползней непостоянны во времени и изменяются от десятых долей метра до сотен метров в год. Периоды относительного покоя сменяются активными подвижками. Наиболее крупные оползни вызываются длительными ливневыми дождями, реже - землетрясениями.

Талдуринский оползень - сейсмогенный оползень блокового типа.

В строении оползня выделяют следующие элементы:

 оползневое тело, состоящее из перемещённых пород. Чаще всего ограничивается сверху ровной или бугристой площадкой, наклонённой внутрь склона, а с фронтальной части - обрывистым склоном;

 крутонаклонные вогнутые стенки отрыва, образующие надоползневой уступ;

 поверхность скольжения, называемая также ложем оползня - выровненный участок склона, по которому движется оползень. Полностью скрыто под оползневым телом;

 тыловой шов - граница между надоползневым уступом и площадкой, ограничивающей оползневое тело. Является местом выхода поверхности скольжения на дневную поверхность. Часто в области тылового шва образуется понижение, занимаемое небольшим озером или болотом.

 бугры выдавливания - породы, смятые и частично выдавленные наружу фронтальной частью двигавшегося оползневого тела.
Оползни могут быть многократными, состоящими из разновозрастных оползневых тел.
По структуре перемещаемых пород выделяют блоковые оползни, при которых происходит перемещение крупных блоки твердых г.п., глыбовые оползни - перемещаются отдельные глыбы, сохранившие первичную текстуру, и рыхлые оползни - перемещается раздробленные склоновые накопления различного происхождения и почвенный слой. По форме оползневых тел выделяют террасовидный оползень, при котором площадка, ограничивающая сверху тело оползня, ровная и протяжённая, вытянутая параллельно склону и цирковидный оползень, с поверхностью оползневого тела в виде полуцирка.

Пьяный лес - лес с растущими наклонно деревьями из-за деформаций и постоянного медленного движения грунта. Характерная особенность оползней. На старых оползнях можно наблюдать пьяный лес с наклонёнными или искривленными старыми деревьями и вертикальными молодыми, выросшими после схода оползня.

Сель - кратковременный разрушительный поток, перегруженный грязекаменным материалом. Различают грязекаменные, грязевые и водно-каменные потоки. Селевые потоки образуются чаще всего во время или после ливневых дождей, бурного снеготаяния, спуска горных озёр. Сели движутся с большой скоростью и появляются внезапно. Во фронтальной части сгруживается каменный материал, за счёт чего край потока образует крутую стену. Отложения селевых потоков несортированы. На территории СНГ селям наиболее подвержены горные провинции в Средней и Центральной Азии и Кавказ.
При ливневых дождях поверхностная вода перенасыщает грунт, и он начинает стекать вниз по склону, захватывая обломочный материал.
При прорыве мореных озер перемычка, перекрывающая ущелье поперек от склона до склона и состоящая из камней, щебня и льда, не выдерживает напора и сползает вместе с водой вниз по руслу реки или ручья. Высота потока до 10-20 метров (в отдельных случаях до 40-50 метров), скорость приближаться к скорости течения горных рек (3-5 и более м/с).

Крип - медленные склоновые перемещения рыхлого грунта, со средними скоростями в первые см. в год. В результате крипа на поверхности склона образуются оголённые участки (выходы коренных пород) и холмистые нагромождения коллювия у подножия.

Олистолиты - инородные блоки горных пород, находящиеся среди средне- и мелкозернистого осадочного материала, представляющего собой тела подводных (преимущественно морских) оползней. От окружающих пород чаще всего отличаются по составу и возрасту: олистолиты древнее, чем содержащие их образования.
Олистостромы - толщи, занимающие значительные площади и содержащие олистолиты. Формируются на континентальном склоне и у его подножья, но могут встречаться и на склонах подводных возвышенностей. Довольно часто олистостромы формируются подобно мутьевым потокам из-за высокой обводненности осадка.

Мутьевой поток - это суспензия осадочного материала в морях и океанах, отличающаяся от окружающей воды повышенной плотностью из-за насыщения взвешенными частицами. Разница плотностей заставляет эту взвесь двигаться в виде потока при наличии даже незначительного уклона. Мутьевой поток возникает при нарушении на склоне равновесия донного осадка; движется вниз по склону с большой скоростью (до 70-90км/ч) на сотни километров. Движущийся поток характеризуется сильной внутренней турбулентностью. Скорость движения тем больше, чем круче склон.
Чаще всего мутьевые потоки возникают на материковом склоне. Они двигаются преимущественно по подводным долинам и каньонам, производя сильную донную и боковую эрозию. Там, где скорость потоков затухает, в выровненной части склона или на континентальном подножье начинается аккумуляция переносимых ими осадков. Формирующиеся тела в плане имеют характерную веерообразную форму конусов выноса. Осаждение из взвеси, в которой находятся обломки, происходит только под действием силы тяжести, поэтому образующиеся отложения имеют характерную градационную слоистость: каждый из потоков приводит к формированию слоистого осадка, в котором внизу располагаются более крупные и более тяжелые частицы, а вверху - более тонкие. Отложения мутьевых потоков называют турбидитами.

Гравитационные процессы, протекающие в местах хозяйственной деятельности человека, несут в себе постоянную опасность. Широкая география распространения оползней, обвалов и селей и их высокая частота делают их одними из наиболее опасных геологических процессов. Ежегодно по их причине гибнут тысячи людей. В зоне поражения гравитационных процессов оказываются не только сами склоны, но и значительные по площади территории вблизи бровки и подножия склонов. Деятельность человека, путем дополнительной нагрузки верхних частей склона или подрезания нижних, а также изменение динамики подземных вод, провоцирует схождение оползней, обвалов и осыпей.

Стенка срыва оползня, прошедшая в г. Вольске.

Инженерная деятельность в зоне гравитационных процессов направлена на предотвращение их катастрофических последствий. Борьба с селевыми потоками включает в себя засаживание открытых склонов растительностью с хорошо развитой корневой системой, террасирование склонов, организацию сети селеотводников (альтернативных стоков паводковых ливневых вод с забетонированными стенками) и селеуловительных дамб поперёк русел рек в местах постоянного схождения селей. Борьба с осыпями и обвалами заключается в выполаживании опасных участков склонов, организации подпорных стенок или навесов-укрытий для сохранения дорог и трубопроводов, укреплении отдельных участков склонов металлической сетью. Оползневые процессы стараются предупредить, избегая подрезания оснований склонов или нагрузки их верхних частей, отводя поверхностные воды по желобам, а грунтовые перехватывая в верхах склона и спуская по трубам. Морские побережья защищают серией волноломов, а речные берега - мощёными набережными, препятствующими подмыву берега. Склоны фиксируют высадкой растений. Вдобавок к вышеперечисленным мерам, действующие оползни фиксируют серией вертикально забитых свай, заглубленных в ложе оползня.

Селеуловительная плотина на р. Мынжилки в Мало-Алма-Атинском ущелье, Казахстан.

Покровный ледник - материковый ледник, расположенный в высоких широтах и занимающий обширные пространства. Он не имеет четкой границы между областью питания и областью стока. Для таких ледников характерны плоско-выпуклая форма и направление движения, связанное с пластичностью льда и толщиной ледяного покрова, и в гораздо меньшей степени - с рельефом поверхности, на которой он расположен. В идеализированном случае движение происходит по радиальным направлениям от областей питания - центральных частей ледника - к периферии. Покровные ледники, доходящие до моря, часто оканчиваются шельфовыми ледниками, а на суше - выводными ледниками.

 Покровные ледники составляют более 95% всей площади современного оледенения.

 Мощность покровных ледников Гренландии и Антарктики достигает 3000м.

На участках плоского рельефа могут образоваться либо ледниковые купола, совершенно не отражающие погребенного рельефа, либо маломощные ледники типа Шпицбергена.

 Ледниковые купола встречаются на Северной Земле, в Исландии, на отдельных островах Земли Франца Иосифа и других антарктических островах.

 Маломощные ледники Шпицбергена и островов Земли Франца Иосифа содержат свободные от льда и снега вершины, возвышающиеся над ледником, а рельеф поверхности ледника повторяет с сглаженном виде погребенный рельеф его ложа.

Горные ледники характеризуются относительно небольшими размерами, четко выраженной границей между областями питания и областью стока, тесной связью формы ледника и направления его движения с рельефом подстилающей поверхности. В гористой местности оледенение начинается с простейших типов ледников. По мере его прогрессирования ледники увеличиваются в размерах, занимают все большие части долин и и усложняются по форме. Горные ледники подразделяются различными исследователями на разные типы, но в основу их классификации положены размеры и сложность строения. Общепринятыми типами являются:

 каровые ледники,

 висячие ледники,

 ледники альпийского типа,

 переметные ледники,

 древовидные ледники, а так же

 ледники предгорий и плоскогорий.
Между большинством из перечисленных типов ледников нет четких границ, и существуют различные взаимопереходы.

Каровые ледники - небольшие ледники, выполняющие ниши каров и обычно заканчивающиеся небольшими языками примерно на уровне снеговой границы. Каровые ледники формируются, как правило, по бортам крупных ледниковых долин или, реже, - на склонах северной экспозиции (теневых склонах) речных долин.

Висячие ледники выполняют небольшие впадины на крутых горных склонах. Часто заканчиваются ледяными обрывами на уступах склонов. Лед, слагающий концы языков висячих ледников, периодически обламывается и обваливается.

 Ледник Колка, сошедший на селение Ниж. Карамадон, является типичным примером висячего ледника.

Ледник альпийского типа - простой ледник, имеющий лишь один язык в верхней части речной долины, начинающийся из отчетливо выраженного фирнового бассейна.

Переметный ледник - ледник, спускающийся с перевала в долины по обе стороны водораздела. Может образовываться двумя путями: из одной области питания в районе перевала спускаются вниз два самостоятельных ледника. из двигающегося по долине ледника идет ответвление в свободную от снега долину боковых притоков, двигается вверх до перевала и спускается вниз по другой долине.

По центру - переметный ледник, спускающийся с перевала в соседние долины. Аляска.

Древовидный ледник - ледник, занимающий крупную долину и принимающий с обеих сторон в качестве притоков сложные поперечные ледники. Характерен, например, для Памира.

Сложные ледники, образованные при слиянии в предгорных долинах нескольких ледников, спускающихся с одного и того же хребта, называются предгорными ледниками. Они могут либо заканчиваться в предгорных долинах в виде конусообразного или веерообразного языка, либо переваливать через небольшие возвышенности и устремляться вниз по смежным речным долинам. Так, ледник Маласпина, расположенный в предгорях Saint Elias Mountains (южная Аляска), имеет мощность более 300м. и площадь около 3900 км2. С севера он сливается с ледником Хаббарда, несколько меньших размеров. Форма ледников конусовидная, движение - радиальное. Источником льда для этих ледников служит ледниковое поле Севард (Seward Ice Field).

Системы предгорных ледников, Аляска.

Образование ледников возможно лишь при условии, что количество выпадающего снега длительное время превышает количество растаявшего и испарившегося. Область, в которой могут образовываться ледники, называется хионосферой. При увеличении мощности снегового покрова в нижней части толщи снежинки под давлением начинают перекристализовываться в изометричные ледяные зерна, образуя фирн. Быстрота образования фирна за счет снежных масс зависит так же от частоты и амплитуды колебания температуры. С глубиной количество ледяных прослоев увеличивается, и фирн постепенно переходит в фирновый лед, а затем и в ледниковый (глетчерный) лед. При превращении снега в глетчерный лед резко возрастает плотность осадка: снег - 85 кг/м³, фирн - 500-600 кг/м³, а глетчерный лед - 900-960 кг/м³. Часто в теле ледника видны отдельные ледовые и фирновые прослои, отвечающие за наращивание мощности ледника.

Существование ледников возможно лишь при непрерывном пополнения масс снега и фирна в фирновых бассейнах, которые являются для ледников пролегать ниже снеговой линии, если ледник питается за счет постоянно сходящих лавин, или выше нее, если снег сдувается сильными ветрами, обычно в высокогорных областях. Области питания горных ледников - выемки и низины, заполненные снежниками - имеют характерные чашеобразные формы с крутыми до отвесных стенками и называются ледниковыми цирками или карами. Для покровных ледников область питания слабо отличима от области стока и составляет практически всю площадь ледника.

Зона распространения ледников, расположенная ниже области питания, называется областью стока. Зарождаясь высоко в горах, ледники в своем движении занимают, прежде всего, готовые формы рельефа - речные долины, существовавшие до оледенения. Считается, что ниже фирновой линии (т.е. в области стока) находится от 1/2 до 2/3 длины ледника.

Лед пластичен и там, где позволяют условия рельефа, начинает течь. Движение ледника начинается, как только мощность льда достигает некоторой критической величины (обычно 15-30м), позволяющей преодолеть силу трения. Эта величина также находится в зависимости от угла наклона склона. С увеличением мощности льда увеличивается скорость движения ледников. Также на движение льда влияет его температура - лед тем пластичнее (а, следовательно, и более текуч), чем его температура ближе к температуре таяния. Срединная часть ледника движется быстрее донной и краевых частей, так как их тормозит трение о дно и стенки долины. Возникающие в леднике напряжения из-за разницы скоростей движения льда приводят к образованию двух систем дугообразных трещин, отходящих каждая от своей стороны ледника. Трещины в леднике образуются, кроме того, при его повороте на изгибе долины. Скорость движения ледников невелика и непостоянна. Она измеряется десятками и первыми сотнями метров в год. Только некоторые крупнейшие ледники Гренландии развивают скорость в 5-40м в сутки. В Гималаях скорости движения ледников не превышают 1200м в год, а для большинства ледников остальных горных систем - от 40 до 100м в год.

Система трещин, образовавшаяся при движении ледника, Кавказ.

Поверхность ледника часто имеет своеобразный микрорельеф, обязанный своим происхождением движению ледника, его строению либо его таянию. Выделяются следующие специфические формы строения поверхности:

 ледопады,

 снега кающихся

 огивы,

 ледниковые стаканы,

 ледниковые столы и грибы.

Абляция - уменьшение массы ледника путем таяния, испарения и механического разрушения (в т.ч. откалывания айсбергов). Испарение из твердой фазы в газообразную, минуя жидкую, называется сублимацией.

Водно-ледниковые потоки в своей деятельности имеют ряд отличий от обычных рек. Так, они могут протекать как по поверхности ледника, так и в его толще или под ледником. Поток, протекающий по поверхности горного ледника, обычно использует для русла структуру льда. На обширных покровных ледниках или ледниковых куполах обычно образуются многолетние потоки, русла которых развиваются с течением времени. Поток, протекающий в толще ледника, прокладывает для себя туннели. Вода в потоках, протекающих под обширным ледником, находится под значительным давлением, что резко увеличивает её эрозионную способность. Зачастую она прокладывает глубокие узкие русла в подстилающих ледник породах. В тех местах, где водопады достигают подстилающих пород, образуются исполиновы котлы.

Айсберг - ледниковый лед, проникший в море и обломившийся от основного тела ледника. Обламываться могут не только концы отдельных ледников, но и целые поля шельфовых ледников. Самые крупные айсберги имели в длину более 500 км, при высоте надводной + подводной частей свыше 500м. Крупные айсберги от момента образования до полного истаивания могут существовать десятки лет. Очень часто они далеко разносятся морскими течениями. В Атлантическом океане айсберги доходят до 40 с.ш., а в южном полушарии - до 30 ю.ш. Переносимый айсбергами обломочный материал (часто млн.тонн) тонет по мере таяния айсберга, образуя ледниково-морские осадки.

В истории Земли было множество оледенений, захватывавших оба полушария. Площади, захваченные палеозойскими и докембрийскими оледенениями, выделяют по присутствию тиллитов. Более молодые, кайнозойские оледенения, устанавливаются по наличию морен и ледниковых форм рельефа. Основной причиной возникновения оледенений считается цикличное изменение параметров орбиты Земли, менее значимые влияния оказывает содержание СО₂ и CH₄ в атмосфере.

Граница хионосферы (а, следовательно, и распространение ледников) зависит от климата. Таким образом, ледники можно использовать в качестве индикаторов климата. Отступающие ледники оставляют за собой поперек долин серии конечных морен, а на бортах долин - отложения боковых морен. Показателем былого присутствия ледника может служить и U-образная форма долин. Часто после стаивания ледников территория испытывает воздымание, и тогда вновь образованные ледники будут углублять долину, образуя ледниковые террасы. Наконец, в ледниках лед накапливается, стратифицировано, поэтому, измеряя содержание таких изотопов, как 18O и 10Be, можно вычислять температуру образования льда и объемы выпавшего снега в периоды образования каждого из слоев.  Изучение керна льда Антарктиды позволило получить данные о температуре и газовом составе атмосферы за последние 800 тыс. лет.  В течение голоцена межледниковая эпоха имела несколько флуктуаций. Так, последнее незначительное похолодание, названное малым ледниковым периодом, было 300-100 лет назад. Максимальное распространение ледника Лемон Греек (Lemon Creek), Канада, в это время пришлось на 1759г.

Экзрация - ледниковая эрозия (лат. exaratio - выпахивание). Она проявляется вместе с образованием ледников. Вместе с появлением снежников резко повышается интенсивность морозного выветривания. Лед, попадая в речные долины, сильно давит на ложе и стенки. В первую очередь сдирается весь обломочный материал из речных долин, затем этими обломками, вмерзшими в лед, разрушаются борта долины. Интенсивность ледниковой эрозии в значительной мере зависит от мощности льда и от скорости движения ледника, т.е. от уклона долины.

Трог - ледниковая долина с корытообразным (U-образным) профилем. Такой профиль вырабатывается у любой ледниковой долины, т.к. именно при нем оказывается наименьшее сопротивление движущемуся леднику. Узкие долины, в которых мощность льда бывает очень большой, превращаются в троги гораздо быстрее соседних широких долин. Ледник вырабатывает как поперечный, так и продольный профиль долины. Отличительной чертой трогов является их независимость друг от друга в процессе углубления ледником. Так как углубление долины зависит от мощности льда, то главная долина всегда сильнее углублена, чем боковые.

 Переметный ледник, образованный ответвлением от основного, может полностью срезать водораздел и образовать сквозную долину, соединяющую два смежных бассейна.

 Для районов, переживших несколько оледенений, возможно образование ледниковых террас, так как в разделяющие их межледниковые эпохи часто происходит вздымание районов.

Цирк - котловина в горах в виде амфитеатра, замыкающая верхний конец ледниковой долины и вмещающая фирн и лед, которыми питается ледник.

Котловина выпахивания - переуглубленное ледником дно долины в местах резкого увеличения мощности льда (слияния ледников, сужения долины), резкого выполаживания долины или в местах выхода более мягких пород. Иногда подобные структуры могут возникать перед крупными конечными моренами. После стаивания ледника котловины выпахивания часто заполняются водой и становятся озерами.

Ригель - выступ коренных пород поперек трога, образованных более крепкими породами. Часто завершает собой котловину выпахивания.

Нунатаки (эским. одинокая вершина) - одиночные скалы или скалистые вершины, поднимающиеся над поверхностью покровного ледника и обтекаемые им.

Аэрофотоснимок. Нунатак, окруженный щитовым ледником Гренландии. Направление движения ледника, устанавливаемое по срединной морене - (на фото) от верхнего правого угла к нижнему левому.

Курчавые скалы - обширные скальные выходы, во множестве покрытые бараньими лбами. В сочетании с бороздами выпахивания может служить для определения направления движения ледника. Характерный элемент ландшафта Карелии, Финляндии, Канады и ряда других стран.

Бараньи лбы - отдельные скальные выходы ассиметричной округлой и эллиптической формы, образованные механическим воздействием ледника на прочные горные породы. Сторона, обращенная навстречу движению ледника, более крутая, чем противоположная, и покрыта ледниковыми бороздами.

Друмлины (ирланд. холм) представляют собой вытянутые в направлении движения ледника эллипсоидальные холмы, длинной в сотни метров, иногда до километра, до 100-150км шириной и до 25м. высотой. Они располагаются позади конечной морены , часто образуя своеобразные поля друмлинов. Сложены они коренными породами или флювиогляционными отложениями, перекрытыми сверху мореной. Торцы друмлинов, направленные навстречу движению ледника более круты и широки, чем противоположные. Друмлины характерны для районов древнего покровного оледенения.

Ледниковые шрамы - (борозды выпахивания) - штрихи и борозды на скальных выступах, образованные механическим воздействием вмерзших в ледник скальных обломков. Они вытянуты по направлению движения льда. На бараньих лбах и курчавых скалах борозды покрывают только стороны, обращенные навстречу движению ледника.

Мореной (франц. - скопление) называется скопление рыхлого обломочного материала, переносимого или отложенного ледником. Образование морен происходит как за счет поступления обломочного материала со склонов ледниковых долин, так и в результате разрушения ледником и дальнейшего переноса подстилающих пород. По происхождению выделяют следующие типы морен:

 боковая морена,

 срединная морена,

 донная морена,

 конечная морена.
Наиболее характерной особенностью собственно мореных отложений является отсутствие слоистости и почти полная несортированность слагающих их образований. Тонкий илистый или песчано-илистый материал морен обычно содержит беспорядочные включения окатанной гальки из доледникового аллювия и ледниковые валуны различного состава и размера.

При отступлении ледника и массовом таянии льда морена уничтожается эрозией. Водные потоки подчас не способны унести крупные валуны, и они остаются на своем прежнем месте, среди новообразованных флювиогляционных отложений или более поздних аллювиальных толщ. Подобные валуны получили название эрратических валунов ("эрратос" - чужеродный). Они, как правило, резко отличаются по составу от коренных пород данной местности и позволяют оценить границы распространения морен.

Флювиогляционные отложения - это отложения водных потоков, генетически связанных с ледником. Так как любое накопление морены, связано с таянием льда, сезонным или постоянным, то новообразованные водные потоки перемывают морену и переносят обломочный материал. Для покровных ледников с деятельностью талых вод связано образование озов и камов. С внешней стороны покровные ледники окружают зандровые поля. Сезонная слоистость осадочного материала фиксируется в ленточных глинах.

Озы (шведск. - гряда, вал) представляют собой вытянутые в направлении движения ледника, иногда прерывистые, гряды длинной до 30-70км. Они сложены косослоистыми песками, галечниками и гравием. По своему происхождению озы являются русловым аллювием рек, текших по или под поверхностью ледника и откладывавших в его льдах перемещенный обломочный материал. Часто можно наблюдать петляние и ветвление озов, соответствующее меандрированию и образованию рукавов. Наиболее характерны озы для крупных покровных ледников.

Сложный, неоднократно пересекающийся оз.

Камы (нем. гребни) - группы и полосы невысоких холмов, разделенных ложбинами и котловинами неправильной формы. Камы сложены слоистым, сортированным песчанно-гравийным материалом, валунами. Считается, что они образовались в условиях неподвижного льда, оторванного от области питания. Наличие в некоторых камах ленточных глин свидетельствует об их формировании в застойных водах над- и приледниковых озер.

Зандры (дат. поле или лат. песок) - мощные толщи флювиогляционных песков, гравия и галечников, развивающиеся за пределами покровного ледника. Зандровые поля представляют собой слившиеся пологие конуса выноса ледниковых потоков, похоронившие под собой предыдущий рельеф или в значительной мере выровнявшие его.

Зандровое поле

Ленточные глины. В арктическом климате резкая разница летних и зимних температур отражается на количестве переносимого водой в течении года обломочного материала. Зимой реки замерзают или и не переносят аллювиального материала. В ледниковых озерах в спокойной воде оседают на дно взвешенные частицы, образуя илистый прослоек. Летом выносится более крупный, песчанистый материал, образующий светлые грубозернистые отложения. Таким образом, за 1 год накапливается ритм: (темный зимний илистый прослоек+светлый летний прослоек).
Ритмичные осадки образуются не только в ледниковых озерах, но и в конусах выноса, так как зимой водные потоки практически полностью перемерзают, и уже не могут нести грубообломочный песчанистый материал. При удалении от края ледника мощность ритмов в ленточных глинах стремительно падает. Так, в Финляндии, при удалении от края ледника на 4км. мощность ритма уменьшается с 30см. до 1см. Средняя же мощность ритмов в ленточных глинах обычно составляет 0,5см.
Шведским геологом де Геером впервые было предложено применять разрезы ленточных глин для вычисления абсолютного возраста. По его подсчетам, Иольдиево море, появившееся при отступании ледника в Скандинавию, существовало за 8 тыс. лет до н.э. Аналогичным образом установлено, что с начала образования ленточных глин в Ленинградской области прошло 16,5 тыс. лет.

Тиллиты - древние метаморфизированные ледниковые отложения. Соотношение тиллитов с другими породами, наличие в их составе валунов с ледниковой штриховкой, наличие глинистого, песчанистого материала и несортированность обломков - всё это позволяет выделять их даже в древнейших толщах.

Криолитозона - область распространения многолетнемерзлых пород, т.е. пород, никогда не оттаивающих летом. Мощность криолитозоны составляет от ~15 м. (при её островном распространении) до 1000-1500м. в северных регионах. Формирование многолетнемерзлых пород (ММП) определяется, в первую очередь, климатическими факторами, обеспечивающими отрицательную среднюю годовую температуру пород. Уникальная сохранность вымерших млекопитающих, таких как мамонты, мастодонты и др, свидетельствует о том, что мерзлота существовала уже тогда, когда эти животные населяли Землю. Сплошная криолитозона, уже не исчезавшая впоследствии, возникла около 650 тыс. лет назад в пределах севера Сибирской платформы. Её сохранению способствовали ледниковые эпохи, следовавшие одна за другой.

 Самая низкая температура в криолитозоне (-19°С) зафиксирована в скважинах на заполярных островах Канады.

 Юкагирский мамонт, найденный в 2004г. в Якутии имеет такую великолепную сохранность, что при первичном обследовании находки высказывалось предположение о сохранности генетического материала, пригодного для клонирования. В 2007г. проходила международная конференция, посвященная результатам исследования Юкагирского мамонта.

Любая инженерно-геологическая деятельность в криолитозоне имеет свою особую специфику. Так как многолетнемерзлые породы очень чутко реагируют на малейшее изменение локального температурного режима, а, следовательно, практически на любое вмешательство в изначальную среду, основным правилом любого строительства является прогноз и регулирование температурного состояния мерзлых грунтов. Главными опасностями для сооружений являются специфические процессы, такие как термокарст и морозное пучение. В связи с этим здания строят либо на насыпном грунте (преимущественно одно-двухэтажные), либо на сваях, забитых ниже уровня сезонного оттаивания. Для предотвращения оттаивания мерзлоты между землей и первым этажом оставляют вентилируемое пространство, обычно 1-1,5м. При прокладке коммуникаций особое внимание уделяют тепло- и гидроизоляции.

Конституционные льды возникают при промерзании влажных дисперсных горных пород (суглинков, супесей и др.). Образовавшийся лед играет роль цемента, скрепляющего части породы. Конституционные льды развиты как в толще многолетнемерзлых пород, так и в породах сезонноталого слоя. Подразделяются на лед-цемент и сегрегационный лед.
Лед-цемент образуется при промерзании увлажненной горной породы и располагается между её минеральными зернами.
Сегрегационный лед представлен в виде шлиров, небольших гнёзд или нитевидных, линзовидных тел, образующих криогенную текстуру (слоистую, сетчатую и т.д.). Образуется при замерзании воды, мигрирующей к фронту промерзания. Промерзание СТС начинается с образования стебелькового льда.

Погребенные льды возникают на поверхности и впоследствии захораниваются осадками. Крупные сплошные массивы погребенного льда приурочены к захороненым ледниковым телам, как современным, так и останцам крупных четвертичных оледенений, перекрытым моренными и иными ледниковыми отложениями.

Повторно-жильные льды - возникают в верхней части многолетнемерзлых пород по морозобойным трещинам. В постоянно подновляемые зимой морозобойные трещины летом затекает вода, и следующей зимой при ее замерзании образуются новые элементарные ледяные жилки, расширяющие трещину дальше.

Инъекционные льды образуются в результате внедрения напорных подмерзлотных вод в мерзлую толщу. Мощность линз инъекционных льдов может достигать десятков метров, а их длина - сотен метров.

Пещерные льды образуются в подземных полостях и имеют различное строение. Могут образовывать как натечные формы, так и кристаллы, и их агрегаты. За счет значительной глубины пещер и горных выработок в них длительное время сохраняется низкая температура. Поэтому, однажды сформировашиесь, пещерные льды могут сохраняться весьма долго. В России развитием такого рода льдов наиболее известна Кунгурская пещера.

Термокарст - процесс вытаивания подземных льдов, сопровождающийся проседанием поверхности Земли. В результате этого возникают отрицательные формы рельефа, обычно заполняющиеся водой.
Для формирования термокарста необходимо наличие подземных льдов. При изменении глубины протаивания (сезонного или многолетнего) так, чтобы она превышала глубину залегания льда, начинается таяние последнего. Это может быть вызвано как общим потеплением климата, так и вмешательством человека (вырубкой лесов либо любым нарушением поверхностного почвенного слоя). В последнем случае соотношение глубин протаивания и залегания подземных льдов меняется локально, что приводит к образованию котловин, впадин и т.д. на месте более интенсивного таяния.

Наледь - ледяное тело, образовавшееся в результате последовательного излияния и замерзания природных (речных или подземных), а иногда и техногенных вод. При глубоком промерзании рек происходит сильное сужение сечения потока, и, как следствие, возрастает давление воды на лед. В ослабленных местах речной лед проламывается, и вода изливается на поверхность, образуя речную наледь. Подобным образом формируются наземные наледи, с той лишь разницей, что верхней коркой является замерзающий грунт, а взламывают её грунтовые воды. Наиболее крупные, многолетние наледи образуются в местах глубинных разломов восходящими напорными подмерзлотными водами.

 Самой большой в России является Момская наледь, мощностью 6-7м. и площадью 100 км².

Солифлюкция (лат. "солум" - почвы, "флюксус" - течение) - медленное вязко-пластичное течение почв и увлажненных рыхлых грунтов, происходящее летом по склонам над кровлей многолетнемерзлых пород. Отличительной чертой солифлюкции является их развитие по слабопологим склонам, с углами наклона от 3°. Быстрая солифлюкция, или сплывы, развита на склонах до 25° и происходит при оттаивании толщи многолетнемерзлых пород. В результате многократного повторения процесса блоки движущегося грунта наползают друг на друга, образуя солифлюкционные террасы.

Курум - скопление крупнообломочного каменного материала, медленно передвигающегося вниз по склону, причем крутизна склонов меньше угла естественного откоса грубообломочного материала (от 3° до 35-40°). По своей форме могут подразделяться на "каменные плащи" (они же поля курумов) и "каменные реки".
Каменные поля представляют собой развалы глыб, обычно изометричной формы.
Каменные реки приурочены к ложбинам в рельефе. Образование курумов происходит под воздействием морозного выветривания коренных пород, выпучиванием на поверхность крупного каменного материала и вымыванием мелкозема. Движение курумов связано с совместным действием гравитационных сил и сил кристаллизации льда, попеременно замерзающего и оттаивающего в пустотах между обломками. Также способствует движению наличие в основании курумов тонкого супесчано-глинистого материала. При таянии льда этот слой переувлажняется, и каменные глыбы и валуны скользят по нему.

ВУЛКАНЫ, отдельные возвышенности над каналами и трещинами земной коры, по которым из глубинных магматических очагов выводятся на поверхность продукты извержения. Вулканы обычно имеют форму конуса с вершинным кратером (глубиной от нескольких до сотен метров и диаметром до 1,5км). Во время извержений иногда происходит обрушение вулканического крупной впадины диаметром до 16км исооружения с образованием кальдеры глубиной до 1000 м. При подъеме магмы внешнее давление ослабевает, связанные с ней газы и жидкие продукты вырываются на поверхность и происходит извержение вулкана. Если на поверхность выносятся древние горные породы, а не магма, и среди газов преобладает водяной пар, образовавшийся при нагревании подземных вод, то такое извержение называют фреатическим. К действующим относятся вулканы, извергавшиеся в историческое время или проявлявшие другие признаки активности (выброс газов и пара и проч.). Некоторые ученые считают действующими те вулканы, о которых достоверно известно, что они извергались в течение последних 10 тыс. лет. Например, к действующим следовало относить вулкан Ареналь в Коста-Рике, поскольку при археологических раскопках стоянки первобытного человека в этом районе был обнаружен вулканический пепел, хотя впервые на памяти людей его извержение произошло в 1968, а до этого никаких признаков активности не проявлялось. Вулканы известны не только на Земле. На снимках, сделанных с космических аппаратов, обнаружены огромные древние кратеры на Марсе и множество действующих вулканов на Ио, спутнике Юпитера.

ВУЛКАНИЧЕСКИЕ ПРОДУКТЫ

Лава – это магма, изливающаяся на земную поверхность при извержениях, а затем затвердевающая. Излияние лавы может происходить из основного вершинного кратера, бокового кратера на склоне вулкана или из трещин, связанных с вулканическим очагом. Она стекает вниз по склону в виде лавового потока. В некоторых случаях происходит излияние лавы в рифтовых зонах огромной протяженности. Например, в Исландии в 1783 в пределах цепи кратеров Лаки, вытянувшейся вдоль тектонического разлома на расстояние около 20км, произошло излияние ~12,5 км³ лавы, распределившейся на площади ~570 км².

Состав лавы. Твердые породы, образующиеся при остывании лавы, содержат в основном диоксид кремния, оксиды алюминия, железа, магния, кальция, натрия, калия, титана и воду. Обычно в лавах содержание каждого из этих компонентов превышает один процент, а многие другие элементы присутствуют в меньшем количестве.

СРЕДНИЙ ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ НЕКОТОРЫХ ЛАВ (в весовых процентах)
Оксиды	Нефелино- вый ба- зальт	Базальт	Андезит	Дацит	Фонолит	Трахит	Риолит
SiO2	37,6	48,5	54,1	63,6	56,9	60,2	73,1
Al2O3	10,8	14,3	17,2	16,7	20,2	17,8	12,0
Fe2O3	5,7	3,1	3,5	2,2	2,3	2,6	2,1
FeO	8,3	8,5	5,5	3,0	1,8	1,8	1,6
MgO	13,1	8,8	4,4	2,1	0,6	1,3	0,2
CaO	13,4	10,4	7,9	5,5	1,9	2,9	0,8
Na2O	3,8	2,3	3,7	4,0	8,7	5,4	4,3
K2O	1,0	0,8	1,1	1,4	5,4	6,5	4,8
H2O	1,5	0,7	0,9	0,6	1,0	0,5	0,6
TiO2	2,8	2,1	1,3	0,6	0,6	0,6	0,3
P2O5	1,0	0,3	0,3	0,2	0,2	0,2	0,1
MnO	0,1	0,2	0,1	0,1	0,2	0,2	0,1

Существует множество типов вулканических пород, различающихся по химическому составу. Чаще всего встречаются четыре типа, принадлежность к которым устанавливается по содержанию в породе диоксида кремния: базальт 48,5%, андезит 54,6%; дацит 63,7%; риолит 70,7% (см. таблицу). Породы, в которых количество диоксида кремния меньше, в большом количестве содержат магний и железо. При остывании лавы значительная часть расплава образует вулканическое стекло, в массе которого встречаются отдельные микроскопические кристаллы. крупные кристаллы, образовавшиеся вИсключение составляют т.н. фенокристаллы магме еще в недрах Земли и вынесенные на поверхность потоком жидкой лавы. Чаще всего фенокристаллы представлены полевыми шпатами, оливином, пироксеном и кварцем. Породы, содержащие фенокристаллы, обычно называют порфиритами. Цвет вулканического стекла зависит от количества присутствующего в нем железа: чем больше железа, тем оно темнее. Таким образом, даже без химических анализов можно догадаться, что светлоокрашенная порода – это риолит или дацит, андезит. По различимым в породе базальт, серого цвета темноокрашенная минералам определяют ее тип. Так, например, оливин – минерал, содержащий железо для риолитов.и магний, характерен для базальтов, кварц

По мере поднятия магмы к поверхности выделяющиеся газы образуют крошечные пузырьки диаметром чаще до 1,5мм, реже до 2,5см. Они сохраняются в застывшей породе. Так образуются пузырчатые лавы. В зависимости от химического состава лавы различаются по вязкости, или текучести. При высоком содержании диоксида кремния (кремнезема) лава характеризуется высокой вязкостью. Вязкость магмы и лавы в большой степени определяет характер извержения и тип вулканических продуктов. Жидкие базальтовые лавы с низким содержанием кремнезема образуют протяженные лавовые потоки длиной более 100км (например, известно, что один из лавовых потоков в Исландии протянулся на 145км). Мощность лавовых потоков обычно составляет от 3 до 15м. Более жидкие лавы образуют более тонкие потоки. На Гавайях обычны 5м. Когда на поверхности базальтового потока начинаетсяпотоки толщиной 3 затвердевание, его внутренняя часть может оставаться в жидком состоянии, продолжая течь и оставляя за собой вытянутую полость, или лавовый тоннель. Например, на о. Лансарот (Канарские о-ва) крупный лавовый тоннель прослеживается на протяжении 5км. Поверхность лавового потока бывает ровной и волнистой (на Гавайях такая лава называется пахоэхоэ) или неровной (аа-лава). Горячая лава, обладающая высокой текучестью, может продвигаться со скоростью более 35 км/ч, однако чаще ее скорость не превышает нескольких метров в час. В медленно движущемся потоке куски застывшей верхней корки могут отваливаться и перекрываться лавой; в результате в придонной части формируется зона, обогащенная обломками. При застывании лавы иногда образуются столбчатые отдельности (многогранные вертикальные колонны диаметром от нескольких сантиметров до 3м) или трещиноватость, перпендикулярная охлаждающейся поверхности. При излиянии лавы в кратер или кальдеру формируется лавовое озеро, которое со временем охлаждается. Например, такое озеро образовалось в одном из кратеров вулкана -1968, когда лава поступала в Килауэа на о. Гавайи во время извержений 1967 этот кратер со скоростью 1,1*10⁶ м³/ч (частично лава впоследствии возвратилась в жерло вулкана). В соседних кратерах за 6 месяцев толщина корки застывшей лавы на лавовых озерах достигла 6,4м.

Купола, маары и туфовые кольца. Очень вязкая лава (чаще всего дацитового состава) при извержениях через основной кратер или боковые трещины образует не потоки, а купол диаметром до 1,5км и высотой до 600м. Например, такой купол сформировался в кратере вулкана Сент-Хеленс (США) после исключительно сильного извержения в мае 1980. Давление под куполом может возрастать, а спустя несколько недель, месяцев или лет он может быть уничтожен при следующем извержении. В отдельных частях купола магма поднимается выше, чем в других, и в глыбы илирезультате над его поверхностью выступают вулканические обелиски шпили застывшей лавы, часто высотой в десятки и сотни метров. После катастрофического извержения в 1902 вулкана Монтань-Пеле на о.Мартиника в кратере образовался лавовый шпиль, который за сутки вырастал на 9м и в результате достиг высоты 250м, а спустя год обрушился. На вулкане Усу на о.Хоккайдо (Япония) в 1942 в течение первых трех месяцев после извержения лавовый купол Сёва-Синдзан вырос на 200м. Слагавшая его вязкая лава пробилась сквозь толщу образовавшихся ранее осадков.

Маар - вулканический кратер, образующийся при взрывном извержении (чаще всего при повышенной влажности пород) без излияния лавы. Кольцевой вал из обломочных пород, выброшенных взрывом, при этом не также кратеров взрывов, которыеформируется, в отличие от туфовых колец обычно окружены кольцами обломочных продуктов.

Обломочный материал, выбрасываемый в воздух во время извержения, называют тефрой, или пирокластическими обломками. Так же называются и сформированные ими отложения. Обломки пирокластических пород бывают разного размера. Наиболее крупные из них – вулканические глыбы. Если продукты в момент выброса настолько жидки, что застывают и приобретают форму еще в воздухе, то образуются т.н. вулканические бомбы. Материал размером менее 0,4см относят к пеплам, а обломки кразмером от горошины до грецкого ореха лапиллями. Затвердевшие отложения, состоящие из лапиллей, называются лапиллиевым туфом. Выделяются несколько видов тефры, различающихся по цвету и пористости. Светлоокрашенная, пористая, не тонущая в воде тефра называется пемзой. Темная пузырчатая тефра, состоящая из отдельностей лапиллиевой размерности, называется вулканическим шлаком. Кусочки жидкой лавы, недолго находящиеся в воздухе и не успевающие полностью затвердеть, образуют брызги, часто слагающие небольшие конусы разбрызгивания вблизи мест выхода лавовых потоков. Если эти брызги спекаются, формирующиеся пирокластические отложения называют агглютинатами.

Взвешенная в воздухе смесь очень мелкого пирокластического материала и нагретого газа, выброшенная при извержении из кратера или трещин и движущаяся над поверхностью грунта со скоростью ~100 км/ч, образует пепловые потоки. Они распространяются на многие километры, иногда преодолевая водные пространства и возвышенности. Эти образования известны также под названием палящих туч; они настолько раскалены, что светятся ночью. В пепловых потоках могут присутствовать также крупные обломки, в т.ч. и куски породы, вырванные из стенок жерла вулкана. Чаще всего палящие тучи образуются при обрушении столба пепла и газов, выбрасываемых вертикально из жерла. Под действием силы тяжести, противодействующей давлению извергаемых газов, краевые части столба начинают оседать и спускаться по склону вулкана в виде раскаленной лавины. В некоторых случаях палящие тучи возникают по периферии вулканического купола или в основании вулканического обелиска. Возможен также их выброс из кольцевых трещин вокруг кальдеры. Отложения пепловых потоков образуют вулканическую породу игнимбрит. Эти потоки транспортируют как мелкие, так и крупные фрагменты пемзы. Если игнимбриты отлагаются достаточно мощным слоем, внутренние горизонты могут иметь настолько высокую температуру, что обломки пемзы плавятся, образуя спекшийся игнимбрит, или спекшийся туф. По мере остывания породы в ее внутренних частях может образоваться столбчатая отдельность, причем менее четкой формы и крупнее, чем аналогичные структуры в лавовых потоках. Вулканические бомбы – это округлое или плоское образование, которое образовалось при полете комка лавы. Небольшие холмы, состоящие из пепла и глыб разной величины, образуются в результате направленного вулканического взрыва (как, например, при извержениях вулканов Сент-Хеленс в 1980 и Безымянного на Камчатке в 1965). Направленные вулканические взрывы представляют собой довольно редкое явление. Созданные ими отложения легко спутать с отложениями обломочных пород, с которыми они часто соседствуют. Например, при извержении вулкана Сент-Хеленс непосредственно перед направленным взрывом произошел сход лавины щебня.

Подводные вулканические извержения. Если над вулканическим очагом расположен водоем, при извержении пирокластический материал насыщается водой и разносится вокруг очага. Отложения такого типа, впервые описанные на Филиппинах, сформировались в результате извержения в 1968 вулкана Тааль, находящегося на дне озера; они часто представлены тонкими волнистыми слоями пемзы.

Сели. С извержениями вулканов могут быть сопряжены сели, или грязекаменные потоки. Иногда их называют лахарами (первоначально описаны в Индонезии). Формирование лахаров не является частью вулканического процесса, а представляет собой одно из его последствий. На склонах действующих вулканов в изобилии накапливается рыхлый материал (пепел, лапилли, вулканические обломки), выбрасываемый из вулканов или выпадающий из палящих туч. Этот материал легко вовлекается в движение водой после дождей, при таянии льда и снега на склонах вулканов или прорывах бортов кратерных озер. Грязевые потоки с огромной скоростью устремляются вниз по руслам водотоков. При извержении вулкана Руис в Колумбии в ноябре 1985 сели, двигавшиеся со скоростью выше 40 км/ч, вынесли на предгорную равнину более 40 млн. м³ обломочного материала. При этом был разрушен город Армеро, и погибло около 20 тыс. человек. Чаще всего такие сели сходят во время извержения или сразу после него. Это объясняется тем, что при извержениях, сопровождающихся выделением тепловой энергии, происходят таяние снега и льда, прорыв и спуск кратерных озер, и нарушение стабильности склонов.

Газы, выделяющиеся из магмы до и после извержения, имеют вид белых струй водяного пара. Когда к ним при извержении примешивается тефра, выбросы становятся серыми или черными. Слабое выделение газов в вулканических районах может продолжаться годами. Такие выходы горячих газов и паров через отверстия на дне кратера или склонах вулкана, а также на поверхности лавовых или пепловых потоков называют фумаролами. К особым типам фумарол относят сольфатары, содержащие соединения серы, и мофетты, в которых преобладает углекислый газ. Температура фумарольных газов близка к температуре магмы и может достигать 800 ⁰С, но может и снижаться до температуры кипения воды (~100 ⁰ С), пары которой служат основной составляющей фумарол. Фумарольные газы зарождаются как в неглубоких приповерхностных горизонтах, так и на больших глубинах в раскаленных породах. В 1912 в результате извержения вулкана Новарупта на Аляске образовалась знаменитая Долина десяти тысяч дымов, где на поверхности вулканических выбросов площадью около 120 км² возникло множество высокотемпературных фумарол. В настоящее время в Долине действует лишь несколько фумарол с довольно низкой температурой. Иногда от поверхности еще не остывшего лавового потока поднимаются белые струи пара; чаще всего это дождевая вода, нагревшаяся при соприкосновении с раскаленным потоком лавы.

ТИПЫ ИЗВЕРЖЕНИЙ

Продукты, поступающие на поверхность при вулканических извержениях, существенно различаются по составу и объему. Сами извержения имеют различную интенсивность и продолжительность. На этих характеристиках и основана наиболее употребительная классификация типов извержений. Но бывает, что характер извержений меняется от одного события к другому, а иногда и в ходе одного и того же извержения.

Плинианский тип называется по имени римского ученого Плиния Старшего, который погиб при извержении Везувия в 79 н.э. Извержения этого типа характеризуются наибольшей интенсивностью (в атмосферу на высоту 50 км выбрасывается большое количество пепла) и происходят непрерывно в20 течение нескольких часов и даже дней. Пемза дацитового или риолитового состава образуется из вязкой лавы. Продукты вулканических выбросов покрывают большую площадь, а их объем колеблется от 0,1 до 50 км³ и более. Извержение может завершиться обрушением вулканического сооружения и образованием кальдеры. Иногда при извержении возникают палящие тучи, но лавовые потоки образуются не всегда. Мелкий пепел сильным ветром со скоростью до 100км/ч разносится на большие расстояния. Пепел, выброшенный в 1932 вулканом Серро-Асуль в Чили, был обнаружен в 3000 км от него. К плинианскому типу относится также сильное извержение вулкана Сент-Хеленс (шт. Вашингтон, США) 18 мая 1980, когда высота эруптивного столба достигала 6000м. За 10 часов непрерывного извержения было выброшено около 0,1 км³ тефры и более 2,35 т сернистого ангидрида. При извержении Кракатау (Индонезия) в 1883 объем тефры составил 18 км³, а пепловое облако поднялось на высоту 80км. Основная фаза этого извержения продолжалась примерно 18 часов. Анализ 25 наиболее сильных исторических извержений показывает, что периоды покоя, предшествовавшие плинианским извержениям, составляли в среднем 865 лет.

Пелейский тип. Извержения этого типа характеризуются очень вязкой лавой, затвердевающей до выхода из жерла с образованием одного или нескольких экструзивных куполов, выжиманием над ним обелиска, выбросами палящих туч. К этому типу относилось извержение в 1902 вулкана Монтань - Пеле на о. Мартиника.

Вулканский тип. Извержения этого типа (название от несколькихпроисходит от о. Вулькано в Средиземном море) непродолжительны минут до нескольких часов, но возобновляются каждые несколько дней или недель на протяжении нескольких месяцев. Высота эруптивного столба достигает 20км. Магма текучая, базальтового или андезитового состава. Характерно формирование лавовых потоков, а пепловые выбросы и экструзивные купола возникают не всегда. Вулканические сооружения построены из лавы и пирокластического материала от 10 до(стратовулканы). Объем таких вулканических сооружений довольно велик 100 км³. Возраст стратовулканов составляет от 10 000 до 100 000 лет. Периодичность извержений отдельных вулканов не установлена. К этому типу относится вулкан Фуэго в Гватемале, который извергается каждые несколько лет, выбросы пепла базальтового состава иногда достигают стратосферы, а их объем при одном из извержений составил 0,1 км³.

Стромболианский тип. Этот тип назван по имени вулканического о. Стромболи в Средиземном море. Стромболианское извержение характеризуется непрерывной эруптивной деятельностью на протяжении нескольких месяцев или даже лет и не очень большой высотой эруптивного столба (редко выше 10км). Известны случаи, когда происходило разбрызгивание лавы в радиусе ~300 м, но почти вся она возвращалась в кратер. Характерны лавовые потоки. Пепловые покровы имеют меньшую площадь, чем при извержениях вулканского типа. Состав продуктов извержений обычно базальтовый, реже – андезитовый. Вулкан Стромболи находится в состоянии активности на протяжении более 400 лет, в течение более 200 лет.вулкан Ясур на о.Танна (Вануату) в Тихом океане Строение жерл и характер извержений у этих вулканов очень близки. Некоторые извержения стромболианского типа создают шлаковые конусы, состоящие из базальтового или, реже, андезитового шлака. Диаметр шлакового конуса у основания колеблется от 0,25 до 2,5км, средняя высота составляет 170м. Шлаковые конусы обычно образуются в течение одного извержения, а вулканы называются моногенными. Так, например, при извержении вулкана Парикутин (Мексика) за период с начала его активности 20 февраля 1943 до окончания 9 марта 1952 образовался конус вулканического шлака высотой 300м, пеплом были засыпаны окрестности, а лава распространилась на площади 18 км² и уничтожила несколько населенных пунктов.

Гавайский тип извержений характеризуется излияниями жидкой базальтовой лавы. Фонтаны лавы, выбрасываемой из трещин или разломов, могут достигать в высоту 1000, а иногда и 2000м. Пирокластических продуктов выбрасывается мало, бóльшую их часть составляют брызги, падающие вблизи источника извержения. Лавы изливаются из трещин, отверстий (жерл), расположенных вдоль трещины, или кратеров, иногда вмещающих лавовые озера. Когда жерло только одно, лава растекается радиально, образуя щитовой вулкан с очень пологими – до 10 ⁰ – склонами (у стратовулканов шлаковые конусы и крутизна склонов около 30 ⁰). Щитовые вулканы сложены слоями относительно тонких лавовых потоков и не содержат пепла (например, известные Мауна-Лоа и Килауэа). Первые описания вулканов такоговулканы на о. Гавайи, типа относятся к вулканам Исландии (например, вулкан Крабла на севере Исландии, расположенный в рифтовой зоне). Очень близки к гавайскому типу извержения вулкана Фурнез на о. Реюньон в Индийском океане.

Другие типы извержений. Известны и другие типы извержений, но они встречаются гораздо реже. В качестве примера можно привести подводное извержение вулкана Сюртсей в Исландии в 1965, в результате которого образовался остров.

РАСПРОСТРАНЕНИЕ ВУЛКАНОВ

Распределение вулканов по поверхности земного шара лучше всего объясняется теорией тектоники плит, согласно которой поверхность Земли состоит из мозаики подвижных литосферных плит. При их встречном движении происходит столкновение, и одна из плит погружается (поддвигается) под другую в т.н. зоне субдукции, к которой приурочены эпицентры землетрясений. Если плиты раздвигаются, между ними образуется рифтовая зона. Проявления вулканизма связаны с этими двумя ситуациями.

Вулканы зоны субдукции располагаются по границе пододвигающихся плит. Известно, что океанские плиты, образующие дно Тихого океана, погружаются под материки и островные дуги. Области субдукции отмечены в рельефе дна океанов глубоководными желобами, параллельными берегу. Полагают, что в зонах погружения плит на 150 км формируется магма, при поднятии которой к поверхностиглубинах 100 происходит извержение вулканов. Поскольку угол погружения плиты часто близок к 45 ⁰, вулканы располагаются между сушей и глубоководным желобом 150 км от оси последнего и в плане образуютпримерно на расстоянии 100 вулканическую дугу, повторяющую очертания желоба и береговой линии. Иногда говорят об «огненном кольце» вулканов вокруг Тихого океана. Однако это кольцо прерывисто (как, например, в районе центральной и южной Калифорнии), т.к. субдукция происходит не повсеместно. Вулканы рифтовых зон существуют в осевой части Срединно-Атлантического хребта и вдоль Восточно-Африканской системы разломов. Есть вулканы, связанные с «горячими точками», располагающимися внутри плит в местах подъема к поверхности мантийных струй (богатой газами раскаленной магмы), например, вулканы Гавайских о-вов. Как полагают, цепь этих островов, вытянутая в западном направлении, образовалась в процессе дрейфа на запад Тихоокеанской плиты при движении над «горячей точкой». Сейчас эта «горячая точка» расположена под действующими вулканами о.Гавайи. По направлению к западу от этого острова возраст вулканов постепенно увеличивается. Тектоника плит определяет не только местоположение вулканов, но и тип вулканической деятельности. Гавайский тип извержений преобладает в районах «горячих точек» (вулкан Фурнез на о. Реюньон) и в рифтовых зонах. Плинианский, пелейский и вулканский типы характерны для зон субдукции. Известны и исключения, например, стромболианский тип наблюдается в различных геодинамических условиях.

Вулканическая активность: повторяемость и пространственные закономерности. Ежегодно извергается приблизительно 60 вулканов, причем и в предшествовавший год происходило извержение примерно трети из них. Имеются сведения о 627 вулканах, извергавшихся за последние 10 тыс. лет, и о 530 – в историческое время, причем 80% из них приурочены к зонам субдукции. Наибольшая вулканическая активность наблюдается в Камчатском и Центрально-Американском регионах, более спокойны зоны Каскадного хребта, Южных Сандвичевых о-вов и южного Чили.

Вулканы и климат. Полагают, что после извержений вулканов средняя температура атмосферы Земли понижается на несколько градусов за счет выброса мельчайших частиц (менее 0,001мм) в виде аэрозолей и вулканической пыли (при этом сульфатные аэрозоли и тонкая пыль при извержениях попадают в стратосферу) и сохраняется таковой в течение 1–2 лет. По всей вероятности, такое понижение температуры наблюдалось после извержения вулкана Агунг на о. Бали (Индонезия) в 1962.

ВУЛКАНИЧЕСКАЯ ОПАСНОСТЬ

Извержения вулканов угрожают жизни людей и наносят материальный ущерб. После 1600 в результате извержений и связанных с ними селей и цунами погибло 168 тыс. человек, жертвами болезней и голода, возникших после извержений, стали 95 тыс. человек. Вследствие извержения вулкана Монтань - Пеле в 1902 погибло 30 тыс. человек. В результате схода селей с вулкана Руис в Колумбии в 1985 погибли 20 тыс. человек. Извержение вулкана Кракатау в 1883 привело к образованию цунами, унесшего жизни 36 тыс. человек.

Характер опасности зависит от действия разных факторов. Лавовые потоки разрушают здания, перекрывают дороги и сельскохозяйственные земли, которые на много столетий исключаются из хозяйственного использования, пока в результате процессов выветривания не сформируется новая почва. Темпы выветривания зависят от количества атмосферных осадков, температурного режима, условий стока и характера поверхности. Так, например, на более увлажненных склонах вулкана Этна в Италии земледелие на лавовых потоках возобновилось только через 300 лет после извержения.

Вследствие вулканических извержений на крышах зданий накапливаются мощные слои пепла, что грозит их обрушением. Попадание в легкие мельчайших частиц пепла приводит к падежу скота. Взвесь пепла в воздухе представляет опасность для автомобильного и воздушного транспорта. Часто на время пеплопадов закрывают аэропорты.

Пепловые потоки, представляющие собой раскаленную смесь взвешенного дисперсного материала и вулканических газов, перемещаются с большой скоростью. В результате от ожогов и удушья погибают люди, животные, растения и разрушаются дома. Древнеримские города Помпеи и Геркуланум попали в зону действия таких потоков и были засыпаны пеплом во время извержения вулкана Везувий.

Вулканические газы, выделяемые вулканами любого типа, поднимаются в атмосферу и обычно не причиняют вреда, однако частично они могут возвращаться на поверхность земли в виде кислотных дождей. Иногда рельеф местности способствует тому, что вулканические газы (сернистый газ, хлористый водород или углекислый газ) распространяются близ поверхности земли, уничтожая растительность или загрязняя воздух в концентрациях, превышающих предельные допустимые нормы. Вулканические газы могут наносить и косвенный вред. Так, содержащиеся в них соединения фтора захватываются пепловыми частицами, а при выпадении последних на земную поверхность заражают пастбища и водоемы, вызывая тяжелые заболевания скота. Таким же образом могут быть загрязнены открытые источники водоснабжения населения.Огромные разрушения вызывают также грязекаменные потоки и цунами.

Прогноз извержений. Для прогноза извержений составляются карты вулканической опасности с показом характера и ареалов распространения продуктов прошлых извержений и ведется мониторинг предвестников извержений. К таким предвестникам относится частота слабых вулканических землетрясений; если обычно их количество не превышает 10 за одни сутки, то непосредственно перед извержением возрастает до нескольких сотен. Ведутся инструментальные наблюдения за самыми незначительными деформациями поверхности. Точность измерений вертикальных перемещений, фиксируемых, например, лазерными приборами, составляет 6мм, что позволяет выявлять наклон поверхности всего~0,25мм, горизонтальных в 1мм на полкилометра. Данные об изменениях высоты, расстояния и наклонов используются для выявления центра вспучивания, предшествующего извержению, или прогибания поверхности после него. Перед извержением повышаются температуры фумарол, иногда изменяется состав вулканических газов и интенсивность их выделения.

Предвестниковые явления, предшествовавшие большинству достаточно полно документированных извержений, сходны между собой. Однако с уверенностью предсказать, когда именно произойдет извержение, очень трудно.

Вулканологические обсерватории. Для предупреждения возможного извержения ведутся систематические инструментальные наблюдения в специальных обсерваториях. Самая старая 1845 на Везувии в Италии, затемвулканологическая обсерватория была основана в 1841 с 1912 начала действовать обсерватория на вулкане Килауэа на о. Гавайи и примерно в то же время – несколько обсерваторий в Японии. Мониторинг вулканов проводится также в США (в т.ч. на вулкане Сент-Хеленс), Индонезии в обсерватории у вулкана Мерапи на о.Ява, в Исландии, России Институтом Новая Гвинея), на островахвулканологии РАН (Камчатка), Рабауле (Папуа Гваделупа и Мартиника в Вест-Индии, начаты программы мониторинга в Коста-Рике и Колумбии.

Методы оповещения. Предупреждать о грозящей вулканической опасности и принимать меры по уменьшению последствий должны гражданские власти, которым вулканологи предоставляют необходимую информацию.

Система оповещения населения может быть звуковой (сирены) или световой (например, на шоссе у подножья вулкана Сакурадзима в Японии мигающие сигнальные огни предупреждают автомобилистов о выпадении пепла). Устанавливаются также предупреждающие приборы, которые срабатывают при повышенных концентрациях опасных вулканических газов, например сероводорода. На дорогах в опасных районах, где идет извержение, размещают дорожные заграждения.

Уменьшение опасности, связанной с вулканическими извержениями. Для смягчения вулканической опасности используются как сложные инженерные сооружения, так и совсем простые способы. Например, при извержении вулкана Миякедзима в Японии в 1985 успешно применялось охлаждение фронта лавового потока морской водой. Устраивая искусственные бреши в застывшей лаве, ограничивающей потоки на склонах вулканов, удавалось изменять их направление. применяют оградительные насыпи лахаров Для защиты от грязекаменных потоков и дамбы, направляющие потоки в определенное русло. Для избежания возникновения лахара кратерное озеро иногда спускают с помощью тоннеля (вулкан Келуд на о. Ява в Индонезии). В некоторых районах устанавливают специальные системы слежения за грозовыми тучами, которые могли бы принести ливни и активизировать лахары. В местах выпадения продуктов извержения сооружают разнообразные навесы и безопасные убежища.

Грязевые вулканы представляют собой довольно широко распространенное геологическое явление. В настоящее время на нашей планете насчитывается более 1700 надводных и подводных грязевулканических построек. Некоторые грязевые вулканы-гиганты, особенно часто встречающиеся на территории Азербайджана, имеют высоту 400-450м, площадь кратерной площадки 900-1000м ², а общий объем твердых выбросов в момент извержения в них превышает 2400 млн м3. Особенно крупных размеров достигают грязевые вулканы Алятской гряды - Туорогай, Большой Кянизадаг, Дашгиль, Котурдаг, Айрантекян, Каракюре, Солахай и др. Обычная грязевулканическая деятельность четко распадается на два периода. Извержения начинаются со взрыва газов в кратере, разрушения кратерной пробки и поступления на поверхность потоков полужидких грязебрекчий. Одновременно из жерла вулкана выбрасываются твердые обломки и глыбы пород, нередко происходит самовозгорание углеводородных газов и над кратером появляется горящее пламя. Его высота может достигать нескольких сотен метров. Массы грязебрекчий, содержащих большие количества воды, нефти, сероводорода и рассеянных сульфидов, растекаясь на площади, надстраивают старый конус. При этом объемы твердых выбросов огромны. Извержение вулкана обычно длится несколько дней, сопровождается землетрясением, мощным подземным гулом и иногда распадается на отдельные фазы, в течение которых преобладают то одни, то другие продукты грязевулканической деятельности. Затем вулкан надолго затихает. На кратерной площадке его появляются многочисленные сальзы и грифоны, непрерывно поставляющие на поверхность жидкую грязь, газ, воду, а иногда и нефть. Здесь у каждого источника, пробивающегося на поверхность, отлагается масса плотных глинистых корок, которые наращиваясь, превращаются в миниатюрное подобие вулкана. Такие сальзы. размерами не более 2-3м высотой встречаются в кратерах в огромных количествах. Так, в кратере Дашгиль установлено 45 подобных построек, в кратере Айрантекяна - 66, а в кратере Отманбоздага даже 85.

Одновременно на склонах вулканического конуса начинается окисление и эрозия грязевулканических построек. Серые и зеленовато-серые глины, содержащие рассеянные сульфиды окисляются и превращаются в бурые, красновато-бурые породы, обогащенные гидроксидами железа и марганца. Склоны покрываются сетью глубоких оврагов (барранкосов), радиально расположенных по отношению к кратерной площадке; по ним перемещаются как глубинные воды вулканов, поступающие из грифонов и сальз, так и атмосферные осадки временно скапливающиеся в неровностях рельефа.

Таким образом, в грязевых вулканах постоянно чередуются периоды извержении с периодами относительного покоя. Во времени извержения различных грязевых вулканов происходят крайне неравномерно. Так, например, вулкан Джау-Тепе (Керченский полуостров) с 1864 по 1942г. извергался 7 раз, Туорогай (Азербайджан) с 1841 по 1950г. - 6 раз, тогда как в течение XX столетия зафиксировано только 2 извержения вулкана Шуго (Тамань). Впрочем, вполне вероятно, что такая неравномерность грязевулканического процесса объясняется неполнотой выполненных наблюдений.

О закономерностях распределения грязевых вулканов

Рис. 1. Распределение грязевых вулканов

Как наземные, так и подводные грязевые вулканы очень редко бывают одиночными; чаще они группируются в грязевулканические провинции разных размеров (рис. 1). Наиболее крупные провинции грязевых вулканов сосредоточены в юго-восточной и северо-западной частях Кавказа. В пределах Азербайджана (Апшеронский полуостров, юго-западный Гобустан и Нижнекуринская впадина) закартировано свыше 220 грязевулканических структур. Обычно они связаны с антиклинальными поднятиями, отчасти контролируются тектоническими разломами и иногда пространственно совпадают с крупными нефтяными и газовыми месторождениями. В северо-западной части Западно-Кубанской впадины, на Таманском полуострове, а также в пределах Керченского полуострова располагается еще одна крупная грязевулканическая провинция. Здесь зафиксировано свыше 100 грязевулканических проявлений. Менее крупные грязевулканические провинции, в состав которых входит обычно несколько десятков грязевых вулканов, установлены в Италии (долина р. По, о. Сицилия), в Албании, в Румынии, в западной Туркмении, в пределах Горганской равнины Ирана, на макранском побережье Ирана и Пакистана, в северном Белуджане Пакистана, в Джунгарии (КНР), в западных районах Бирмы, на островах Малайзии и Индонезии, на острове Новая Гвинея. Характерно широкое распространение грязевых вулканов на острове Сахалин, на островах Хонсю и Хоккайдо (Япония), а также в Новой Зеландии. В западном полушарии грязевые вулканы известны на острове Тринидад (государство Тринидад и Тобаго), в Венесуэле и в северной Колумбии; они установлены также на побережье Мексиканского залива, в Калифорнии, в Гренландии и в Исландии. Местные названия грязевых вулканов варьируют в очень широких пределах; их именуют сальзами, макалубами, глодурами, болборосами, пыклями (вариетет-пекло), грифонами, потоссами, морнами, буффами, ярдами, эрвидеросами, намарами, порсугелями. Среди подводных грязевулканических провинций, пожалуй, самой крупной является Южнокаспийская впадина; здесь с помощью эхолотирования, геоакустического профилирования и аэромагнитной съемки выявлено более 136 грязевулканических построек на дне моря. Менее детально изучены подводные грязевулканические провинции Черного и Средиземного морей; в них соответственно исследовано 25 и 16 грязевулканических сооружений. Подводные грязевые вулканы довольно широко распространены на шельфах океанов и внешних морей; также как холодные потоки углеводородов ("сипы") они установлены в пределах западного и восточного тихоокеанского побережий, на шельфах Атлантического океана, Норвежского и Баренцева морей.

.