Научно - исследовательская работа по теме "Разрушение горных пород"

Районный конкурс творческих работ школьников «Шаг в науку»

Разрушение горных пород

под действием внешних факторов

Автор: Пешкова Алина Андреевна

ученица 6б класса МБОУ Верх-

Усуглинской средней

общеобразовательной школы

Научный руководитель: учитель химии

и географии Пляскина Т. В.

с. Верх – Усугли

2014- 2015

Краткая аннотация

«Разрушение горных пород под действием внешних факторов»

Пешкова Алина Андреевна

Россия, Забайкальский край, Тунгокоченский район, с. Верх-Усугли,

МБОУ Верх-Усуглинская СОШ, 6Б класс

Цель работы: изучить, под действием каких внешних факторов происходит разрушение горных пород, и провести эксперименты, возможные в условиях нашей школы.

Работа включает в себя план исследований, научную статью, практическую часть и заключение. Во введении обосновывается актуальность, ставятся цель и задачи. В основной части рассматривается под действием каких факторов происходит разрушение горных пород, а также описаны опыты, в которых происходит разрушение горных пород в искусственно созданных условиях, сходных с естественными. В конце работы сформулированы выводы.

Содержание работы соответствует поставленным задачам. Материал излагается логично, доступно и, в то же время, научно. При написании работы используются следующие приемы: эксперимент, обобщение, анализ литературных источников, Интернета. Работа направлена на расширение и углубление имеющихся знаний о таком важном геологическом явлении как разрушение горных пород. Данный материал имеет практическую значимость. Материал этой работы можно использовать для проведения классных часов, на уроках биологии, географии, химии, экологии, во внеклассной работе по этим предметам.

Руководитель: Пляскина Т.В

Аннотация

«Разрушение горных пород под действием внешних факторов»

Пешкова Алина Андреевна

Россия, Забайкальский край, Тунгокоченский район, с. Верх-Усугли,

МБОУ Верх-Усуглинская СОШ, 6Б класс

Работа включает в себя план исследований, научную статью, практическую часть, заключение.

Актуальность: Почему я выбрала эту тему? Еще на уроках природоведения в 5 классе мы изучали, как происходит разрушение горных пород под воздействием различных факторов (ветер, вода, солнце, живые организмы). Меня это очень заинтересовало, и я решила написать на эту тему научно – исследовательскую работу, чтобы лучше понять, как это происходит и какие еще факторы могут способствовать разрушению горных пород. Ведь под действием подобных факторов происходит и разрушение разных зданий (в том числе, исторических), памятников и других сооружений и изделий человека, выполненных из различных камней – горных пород.

Цель работы: изучить, под действием каких внешних факторов происходит разрушение горных пород, и провести эксперименты, возможные в условиях нашей школы.

Объект исследования: горные породы.

Предмет исследования: разрушение горных пород.

Задачи:

1. Найти теоретический материал о разрушении горных пород под воздействием различных внешних факторов.

2. Подготовить и провести опыты по разрушению горных пород в искусственно созданных условиях

3. Оформить результаты работы.

Содержание работы соответствует поставленным задачам. Материал излагается логично, доступно, и в то же время, научно.

При написании работы используются следующие методы: анализ литературы по данной теме, данных из Интернета, обобщение, сравнение, эксперимент.

В процессе работы я приобрела знания вне школьной программы. Материал может использоваться на уроках естественного цикла (химия, физика, биология) и во внеклассной работе.

Руководитель: учитель химии и географии Пляскина Т.В.

«Разрушение горных пород под воздействием внешних факторов»

Пешкова Алина Андреевна

Россия, Забайкальский край, Тунгокоченский район, с. Верх-Усугли,

МБОУ Верх-Усуглинская СОШ, 6Б класс

План исследований

Цель работы: изучить, под действием каких внешних факторов происходит разрушение горных пород, и провести эксперименты, возможные в условиях нашей школы.

Объект исследования: горные породы.

Предмет исследования: разрушение горных пород.

Задачи:

1. Найти теоретический материал о разрушении горных пород под воздействием различных внешних факторов.

2. Подготовить и провести опыты по разрушению горных пород в искусственно созданных условиях.

3. Оформить результаты работы.

Гипотезы: я предполагаю, что:

1. При неоднократном нагревании и последующем опускании гранита в воду он станет хрупким и легко сломается;

2. Под воздействием кислоты будут растворяться, разрушаться кварц, гранит, известняк, каолин, медный колчедан;

3. Если на камень с углублением насыпать почвы и посадить растения, то на камне появится трещина, и он легко сломается;

4. При неоднократном замораживании и размораживания гранит станет хрупким и легко сломается.

Методы исследования:

1. Анализ литературы, информации из Интернета.

2. Обобщение.

3. Сравнение.

4. Эксперимент.

Библиография.

1. Интернет-ресурсы.

2. Источник: http://www.zoodrug.ru/topic3564.html

Этапы работы:

1. Узнать, как происходит разрушение горных пород, под действием каких факторов (внешних, внутренних).

2. Подготовить и провести эксперименты по разрушению горных пород:

-под воздействием смены температур

-под воздействием растений

-под воздействием химических веществ

1. Сделать выводы.

Данную работу можно использовать на уроках естественного цикла (биология, химия, физика) и во внеклассной работе.

Ничто не вечно на нашей Земле,

и все изменяется, включая самые

крепкие горные породы.

1.ЧТО ТАКОЕ РАЗРУШЕНИЕ ГОРНЫХ ПОРОД

С давних времён гранит был олицетворением стойкости, прочности. Выражение «стойкий как гранит» можно было в равной степени отнести к волевому, несгибаемому человеку, дружбе или какому-нибудь сооружению. Однако даже гранит рассыпается в мелкий щебень, крошку и песок, если его длительное время подвергать воздействию перепада температур, активных кислот, замерзающей и оттаивающей воды. Ничто не вечно на нашей Земле, и всё изменяется, включая самые крепкие горные породы.

Разрушение горных пород—сложный физический или физико-химический процесс. Разрушение может протекать на микро- и макроскопическом уровнях. Микроскопическое разрушение (размеры зоны разрушения до 1 мм) возникает в месте контакта разрушающего элемента с породой и сопровождается разрывом связей между зёрнами или нарушением химических связей в кристалле, микротрещинами. Макроскопическое разрушение (размеры зоны разрушения 1 см и более) характеризуется развитием одной или многих трещин. Во всех случаях разрушение начинается с процесса на микроскопическом уровне.

Разрушение горных пород может происходить по естественным и искусственным причинам. Естественное разрушение горных пород происходит в результате оползней, оседания грунтов, обвалов, осыпей, вулканических и глубинных тектонических процессов, выветривания, других природных процессов и явлений. Искусственное разрушение — основной процесс технологии добывания и переработки твёрдых полезных ископаемых, который осуществляется в результате механического и взрывного воздействия на горные породы.

Разрушение горных пород происходит под воздействием внутренних и внешних факторов. С внутренними процессами связаны различные тектонические движения земной коры, создающие формы рельефа Земли, магматизм, землетрясения. Тектонические движения проявляются в медленных вертикальных колебаниях земной коры, в образовании складок горных пород и разломов. Медленные вертикальные колебательные движения – поднятия и опускания земной коры – совершаются непрерывно и повсеместно. С ними связано отступление, и наступление моря на сушу. Например, Скандинавский полуостров медленно поднимается, а южное побережье Северного моря наоборот опускается. Магматизм связан, прежде всего, с глубинными разломами, пересекающими земную кору и уходящими в мантию. Например, озеро Байкал находится в зоне Байкальского или Монгольского разлома, который пересекает Центральную Азию, Восточную Сибирь и уходит плоть до Чукотского полуострова. Большинство действующих вулканов расположено в зонах тектонических разломов, и там где не закончилось формирование земной коры. Землетрясения также приурочены к зонам разломов. Землетрясения вызывают образование трещин, смещение в горизонтальном направлении. Внешние процессы - геологические процессы, происходящие на поверхности Земли и в самых верхних частях земной коры, обусловлены главным образом энергией солнечной радиации, силой тяжести и жизнедеятельностью организмов.

2. ВНЕШНИЕ ПРОЦЕССЫ, РАЗРУШАЮЩИЕ ГОРНЫЕ ПОРОДЫ

Земную поверхность формируют не только внутренние процессы, но и внешние. К ним относятся выветривание, работа ветра, поверхностных и подземных вод, морей, ледников, деятельность живых организмов. Отличаются внешние процессы тем, что черпают энергию не внутри планеты, а снаружи. Они "используют" энергию Солнца, силу земного притяжения, жизнедеятельность организмов. На первый взгляд эти силы кажутся значительно слабее. Однако, это только кажется. Недаром в народе говорят: "Вода камень точит". Внешние процессы выполняют одновременно и разрушительную, и творческую работу. Часто их называют скульпторами поверхности. Они рассекают, обтачивают, шлифуют монолиты, образованные внутренними процессами.

2.1. Выветривание. С первыми лучами солнца высоко в горах начинают таять снег и лёд. Капли воды, сливаясь в тоненькие ручейки, текут по склонам, образуя ручьи и, наконец, горные реки. Вода проникает в мельчайшие трещины и углубления горной породы. Ночью температура падает на несколько градусов ниже нуля, и вода в трещинах превращается в лёд, увеличиваясь в объёме на 9%, раздвигая стенки трещины, расширяя и углубляя ее. Так продолжается день за днём, год за годом.

 Постепенно трещина разовьётся настолько, что отделит кусок горной породы от основного массива, и тот скатится вниз по склону. Оно охватывает почти всю поверхность планеты и является самым распространенным из всех внешних процессов. Различают физическое, химическое и органическое выветривание.

Физическое выветривание - это разрушение горных пород до обломков под влиянием резких колебаний температуры и замерзания воды в трещинах. Особенно активно оно происходит там, где значительные контрасты суточных температур - в пустынях и горах. Например, в пустыни Каракумы температура песка и скал днем достигает 80 ⁰С, а ночью спадает почти до 0 ⁰С. Многократное нагревание и охлаждение приводит к быстрому растрескиванию пород. Разрушительное действие замерзшей воды распространено в полярных районах. Вода, замерзая, увеличивается в объеме и расширяет трещины. Впоследствии сплошная глыба распадается на куски. Разные горные породы разрушаются с разной скоростью (известняки 2-3см в год, гранит 5-10мм за 5400 лет). Благодаря избирательному выветриванию появляются разнообразные «чудеса природы» в виде арок, ворот и т.д. Для чего на стыках рельсов делается зазор в несколько сантиметров? Чтобы при нагревании в жаркую летнюю погоду, когда рельсы расширятся и удлинятся, железнодорожный путь не искривился. Стальные и железные мосты тоже расширяются в жару, поэтому в их конструкциях также предусмотрены зазоры. В пустынях, где днём невозможно притронуться к камню — такой он горячий, — ночью температура резко падает. Горные породы, как и рельсы, подвергаются то нагреванию, то охлаждению и соответственно расширению и сжатию. Но в отличие от рельсов горные породы, например граниты и базальты, состоят из разных минералов, которые обладают различным цветом, строением и, что самое главное, различной теплопроводностью. За счёт разного расширения в этих минералах возникают большие напряжения, неоднократное действие которых приводит, в конце концов, к ослаблению связей между минералами, и порода рассыпается, превращаясь, скопление мелких обломков, щебня, грубого песка.

В пустынных районах Сирии несколько тысячелетий назад происходили излияния базальтовых лав. В наши дни пейзаж этих мест поражает своей мрачностью: вокруг лишь бесконечный хаос грубых чёрных обломков базальтов, образовавшихся на лавовых потоках за счёт температурного выветривания. Температурное выветривание особенно активно происходит в областях с жарким континентальным климатом — в пустынных районах, где очень велики суточные перепады температуры.

Иногда выветривание приводит к своеобразному шелушению, отслаиванию тонких пластинок от поверхности обнажения горных пород. В результате неправильные по форме глыбы со временем превращаются в почти правильные шары, напоминающие каменные пушечные ядра. В Восточной Сибири, в долине реки Нижняя Тунгуска, на пластовых базальтовых интрузиях такие шары разбросаны в огромном количестве. Их даже принимали за валуны, обкатанные рекой.

Разрушающее действие на горные породы в пустыне оказывают кристаллики солей, образующиеся при испарении воды в тончайших трещинках и увеличивающие давление на их стенки. Капиллярные трещинки под действием этого давления расширяются, и монолитность породы нарушается.

В полярных областях расклинивающее воздействие замерзающей воды на горные породы особенно велико. Чем больше в породе пор, способных заполняться водой, тем быстрее она разрушается. В высокогорных областях скалистые вершины, как правило, разбиты многочисленными трещинами, а их подножия скрыты шлейфом осыпей, которые сформировались за счёт выветривания.

Поскольку прочность и монолитность даже у одной и той же горной породы разная, то одни её участки поддаются выветриванию быстрее, чем другие. Такое избирательное выветривание приводит к образованию углублений, ямок, ниш, и горные породы приобретают ячеистый облик. Так, например, в Крыму, в окрестностях Бахчисарая, в песчанистых известняках верхнемеловой эпохи наблюдается неравномерное окремнение (т.е. замещение кремнезёмом). Более плотные, окремнённые участки горных пород выступают, а более рыхлые выветриваются быстрее и образуют небольшие углубления — ячеи.

Для многих районов Кавказа и других гор очень характерны так называемые «истуканы» — пирамидальные столбы, увенчанные крупными камнями, даже целыми глыбами размером 5—10 м и более. Эти глыбы предохраняют от выветривания и размыва нижележащие отложения (образующие столб) и похожи на шляпки гигантских грибов. На северном склоне Эльбруса около знаменитых горячих источников Джилысу есть овраг, называемый Кала-кулак, что по-балкарски означает «овраг замков». «Замки» представлены огромными столбами, сложенными относительно рыхлыми вулканическими туфами. Эти столбы увенчаны крупными глыбами лав, раньше слагавшими морену — ледниковые отложения, возраст которых 50 тыс. лет. Морена впоследствии разрушилась, а часть глыб сыграла роль «шляпки» гриба, предохранившей «ножку» от размыва. Такие же «пирамиды» есть и в долинах рек Чегем, Терек и в других местах Северного Кавказа.

Необходимо напомнить, что и современная хозяйственная деятельность человека также усиливает процессы физического выветривания. Когда при вспашке сдирается дёрн на миллионах гектаров, вырубаются леса, кустарники, осушаются болота, прокладываются дороги, туннели, роются гигантские карьеры, всё это нарушает природное равновесие. Эрозия (разрушение пород водными потоками) и выветривание начинают происходить быстрее.

  Химическое выветривание - это разрушение горных пород под действием воздуха, воды и растворенных в ней веществ. Они способны разъедать породы, тем самым образуя с ним новые минералы и породы. Так, твердый полевой шпат превращается в мягкую глину. Химическое выветривание включает следующие процессы: растворение, гидролиз, гидратацию, окисление. Важнейшими факторами химического выветривания являются вода, углекислый газ и кислород. Вода — энергичный растворитель горных пород и минералов. Растворяющее действие воды усиливается с повышением температуры. Углекислый газ, содержащийся в воде, ускоряет разрушение горных пород. Наиболее интенсивно химическое выветривание происходит в районах с влажным и теплым климатом.

Органическое (биологическое) выветривание - это разрушение горных пород организмами. Чаще всего его начинают бактерии, мхи и лишайники, которые поселяются на породах. Корни растений, попадая в трещины пород, также способствуют растрескиванию. Среди животных ощутимо влияют на породы землеройные, дождевые черви, муравьи и др. Вследствие выветривания образуются рыхлые отложения, которые легко развеиваются ветрами и размываются текучими водами.

2.2.Различные факторы окружающей среды при выветривании совершают различную работу.

2.2.1.Работа ветра. Ветер выполняет три вида работы: разрушительную, транспортную и творческую. Разрушительная работа выражается в выдувании и развенчании рыхлых пород. Ветер может сдувать огромные массы пород и почвы. Например, в США во время бури в 1934 г. только за один день было снесено около 300 млн т грунта. Подхваченные ветром песчинки ударяются о скалы и обтачивают, шлифуют каменные выступы. В результате образуются не только царапины, но и удивительные скульптурные формы. Часто они напоминают столбы, грибы, фигуры людей и т.д. Их называют останцами. Прежде чем процессы эрозии окончательно выровняют рельеф, какое-то время еще сохраняются остатки разрушенных гор. А называются они по-разному: в умеренных широтах — останцы и холмы, в жарких и влажных карстовых районах — кегли, во влажных тропиках — «сахарные головы».

Транспортная работа заключается в переносе ветром обломков пород на большие расстояния. Так, пылевая буря в 1926 г. с юга Украины донесла пыль и чернозем до Балтийского моря. Творческая работа ветра - это откладывание перенесенных обломков и образование  различных эоловых форм поверхности (по имени мифического древнегреческого бога ветров Эола). Везде, где есть песок, формируются рябь - мелкие песчаные валики, объединенные в цепочки. На побережьях морей, в долинах рек ветер нагребает дюны - песчаные холмы высотой 10-20 м, редко -100 м. В песчаных пустынях образуются барханы - холмы из песка высотой 70-150 м в виде полумесяца. Их много в пустынях Сахаре, Кызылкум, Каракумы. Дюны и барханы, гонимые ветром, постоянно перемещаются и за год могут "пройти" сотни метров. 

2.2.2. Работа вод. Поверхностные воды - временные (что образуются после сильных дождей или таяния снега) и постоянные (реки) потоки - осуществляют большую работу и изменяют поверхность. Разрушительная работа поверхностных вод заключается в размывании пород. Этот процесс называют эрозией (От лат. эрозия - разъедание). Временные потоки воды прорезают на поверхности промоины - углубление в 1-2 м. Если промоины не закреплены корнями растений, то после очередных ливней углубляются и расширяются. В результате промоины превращаются на овраги. Овраги растут после каждого дождя. Со временем эрозия уменьшается. Склоны оврага становятся пологими. На них вырастают травы и кустарники. Тогда овраг постепенно превращается в балку, что дальше уже не растет. Влекут возникновения промоин и оврагов обильные осадки и наличие горных пород, которые легко размываются. Реки же выпахивают себе вытянутые углубления - речные долины, а также размывают берега. Кроме того, они переносят и откладывают разрушенный материал в русле и устье реки. Подземные воды растворяют некоторые горные породы, например известняк, мел, гипс, соль. Вследствие этого под землей образуются полости - пещеры. Вымывание и вынос подземными водами рыхлых пород обусловливает проседание поверхности и движения впадин. Они неглубокие и напоминают блюдца.
Многие минералы растворяются в воде. Растворенные частицы уносятся водой и образуют либо соляные отложения (в основном в результате выпаривания), либо натеки в пещерах в виде сталактитов и сталагмитов, состоящих из кристаллов кальцита. Особенно чувствительны к этим так называемым карстовым явлениям известняковые породы. Термин «карст» происходит от названия плато в Югославии, на редкость богатого гротами и пещерами, которые возникли при вымывании известняка.

2.2.3.Работа морей. Разрушительную работу моря обеспечивают удары волн (прибоя) о берег. Во время штормов ударная сила волн сильнейшая у крутых берегов. Многочисленные удары волн образуют в берегу ниши. Впоследствии часть берега, нависающая над ней, обваливается. Волны подхватывают обломки и бомбардируют ими новообразованный уступ, разрушая его с еще большей силой. Берег постепенно отступает вглубь суши, а крупные обломки пород измельчаются. Одновременно происходит творческая работа моря. Морские волны переносят и откладывают обломки пород, образуя полосы рыхлых наносов – пляжи. Иногда волны вдоль берега намывают узкие косы. 

 2.2.4.Работа ледников. Деятельность ледников, покрывающих вершины гор и полярные районы, похожа на работу поверхностных вод. Сползая, ледники шлифуют поверхность и выпахивают углубления. При движении в ледник вмерзают различные обломки пород, перемещаются вместе с ним. Когда край ледника тает, все, что он принес, откладывается. Эти отложения называются мореной. Лед — самая могучая из сил эрозии. Он переносит огромные валуны и камни, словно теркой обрабатывая дно и склоны долины. Когда он тает, пейзаж хранит его глубокий след — так называемый ледниковый желоб.

2.2.5.Работа человека. Деятельность человека все ощутимее влияет на земную поверхность. С помощью мощной техники люди научились изменять естественную поверхность планеты, приспосабливая ее для своих нужд. Как и силы природы, они разрушают поверхность, когда добывают полезные ископаемые, разоряют сельскохозяйственные угодья, строят различные сооружения и пути. Человек создает на поверхности рукотворные (неестественные) формы - углубления-карьеры, повышение в виде насыпей т.д. 

3.Биологический вид выветривания связан с почвообразованием. Если при физическом и химическом выветривании происходит только превращение магматических горных пород в осадочные, то при биологическом выветривании образуется почва, в ней накапливаются элементы питания растений и органическое вещество. В почвообразовательном процессе участвуют бактерии, грибы, зеленые растения, а также различные животные (дождевые черви, землеройные животные, насекомые и др.). Горные породы разлагают и многочисленные микроорганизмы. Так, нитрифицирующие бактерии образуют сильную азотную кислоту, а серобактерии — серную кислоту, которые энергично разлагают алюмосиликаты и другие минералы. Силикатные бактерии, выделяя органические кислоты и диоксид углерода, разрушают полевые шпаты, фосфориты и переводят калий и фосфор в форму, доступную для растений. Вряд ли можно переоценить роль микроорганизмов как разрушителей горных пород и создателей горючих ископаемых — каменного угля, торфа, сапропелей, нефти.

Водоросли (диатомовые, сине-зеленые, зеленые и др.) также разрушают горные породы. Особенно велика роль диатомовых водорослей, которые для построения своего скелета извлекают из алюмосиликатов кремниевую кислоту.

Лишайники, поселившиеся на горных породах, разрушают их посредством выделения специфических лишайниковых кислот и диоксида углерода. Кроме того, гифы лишайника способны проникать в тончайшие поры горных пород, что приводит к их физическому разрушению. Под лишайниками происходит некоторое накопление фосфора, калия, серы и других элементов, наличие которых обусловливает поселение на их месте мхов, а затем и высших растений. Мхи задерживают много влаги, что еще усиливает разрушение пород.

Зеленые растения выделяют органические кислоты и другие биогенные вещества, которые взаимодействуют с минеральной частью, образуя сложные органоминеральные соединения. Корневые системы избирательно усваивают зольные элементы. После отмирания растений в верхних почвенных горизонтах происходит накопление азота, фосфора, калия, кальция, серы и других биогенных элементов. Кроме того, корни растений, особенно древесных, проникая вглубь горных пород по трещинам, оказывают давление на породы и разрушают их механически.

Таким образом, под влиянием физического, химического и биологического выветривания горные породы, разрушаясь, обогащаются мелкоземом, глинистыми и коллоидными частицами, приобретают поглотительную способность, становятся влагоемкими, водо- и воздухопроницаемыми; в них накапливаются элементы питания растений и органическое вещество. Это приводит к возникновению существенного свойства почвы — плодородия, которого не имеют горные породы.

4.Разрушение гранита. Состоящий из плотно спаянных между собою зерен кварца, кусочков полевого шпата и листочков слюды гранит подвергается механическому выветриванию (разрушению) под влиянием резких колебаний температуры (днем и ночью) и проникающей в трещины замерзающей и оттаивающей воды. Это механическое выветривание приводит к образованию дресвы, т.е. смеси отдельных зерен кварца, слюды и полевого шпата.

Кроме того, полевой шпат и слюда разлагаются химически под влиянием углекислого газа и воды. При этом образуются растворимые в воде углекислые соли калия и натрия, углекислый кальций, растворимый в содержащей углекислоту воде, и нерастворимый каолин (глина), уносимый водой во взмученном состоянии.

Попавшие случайно на гранит небольшие количества органического вещества дают возможность размножаться многим сапрофитным бактериям, которые, выделяя углекислоту, способствуют дальнейшему выветриванию горных пород, частично растворяя их.

С другой стороны, на тех же голых скалах могут поселяться не нуждающиеся в органическом веществе хемотрофные нитрифицирующие бактерии, образующие азотную кислоту. Незначительные количества аммиака, необходимые им для окисления, могут образовать сапрофитные микроорганизмы.

Дальше поселяются некоторые сине-зеленые водоросли, фиксирующие атмосферный азот самостоятельно или в сообществе с азотфиксаторами; затем корковые лишайники, также являющиеся пионерами заселения таких местообитаний. Лишайники могут фиксировать атмосферный азот или за счет сине-зеленых организмов, или присутствующих в них азотфиксирующих бактерий. Затем уже появляются мхи и некоторые высшие растения. Так постепенно идет разрушение горных пород и одновременно создается почвенный перегной (гумус), растворимый в щелочах и осаждаемый в кислотах. Гумус образуется в результате разложения органического вещества микроорганизмами, одновременно синтезирующими это сложное вещество, обусловливающее многие физические и химические свойства почвы и ее плодородие.

Превращение горной породы в почву происходит в результате одновременно идущих процессов — выветривания и почвообразования, которые тесно связаны друг с другом. Процесс выветривания часто предшествует процессу почвообразования.

Горные породы и минералы на поверхности Земли под влиянием колебаний температуры, атмосферных осадков, газов, химических и биохимических процессов, связанных с деятельностью живых организмов и других факторов, разрушаются. Процессы разрушения и изменения поверхностных пород земной коры называются выветриванием. В зависимости от факторов, оказывающих влияние на выветривание, различают физическое, химическое и биологическое выветривание.

Внешние процессы действуют постоянно и одновременно с внутренними процессами. В результате такого взаимодействия поверхность Земли получает сложного вида и непрерывно меняется.

Практическая часть

После изучения теоретических вопросов моей работы, я провела запланированные опыты. Для опытов я взяла гранит, каолин, известняк, медный колчедан и кварц. Но большинство опытов я проводила с гранитом. Это один из наиболее распространенных и доступных камней. Не все опыты оказались удачными.

Первый опыт предполагал нагревание и охлаждение гранита, которое должно было привести к разрушению горной породы. Перед опытом я попыталась разломить кусочек гранита, но мне это не удалось. Я взяла кусочек гранита и нагревала на пламени спиртовки в течение 1 минуты, затем опустила в стакан с водой. Так я проделала более 10 раз. Я попробовала разломить кусочек гранита. На этот раз гранит разломился. Я сравнила этот кусок гранита с гранитом, который не подвергался нагреванию, и увидела, что он стал темнее и казался сделанным из более мелких частиц. Моя гипотеза о том, что под воздействием нагревания и охлаждения гранит разрушится, подтвердилась. Подобным образом происходит разрушение гранита в природе под воздействием перепада температур и воды.

Второй опыт предполагал воздействие на горные породы кислот. Для опыта я взяла гранит, каолин, известняк, медный колчедан и кварц. В качестве кислоты я взяла соляную кислоту. Эта кислота, например, содержится в нашем желудке, помогая переваривать пищу. Все эти горные породы я поместила в отдельные фарфоровые чашки и по очереди приливала кислоту и наблюдала, что происходит. Гранит поменял цвет - стал желтоватым, каолин – распался на мелкие частицы, известняк – растворился, при этом выделялся углекислый газ, от медного колчедана отделилась медь, а кварц распался на мелкие частицы. Моя гипотеза о том, что кислоты разрушают горные породы, также подтвердилась. Подобные процессы происходят в природе, когда горные породы разрушаются под воздействием лишайниковых кислот или кислот, содержащихся в окружающей воде.

Третий опыт предполагал воздействие на гранит растений. Этот опыт оказался неудачным. Сначала я посадила в почву в углублении камня семена укропа и периодически их поливала. Но семена так и не взошли. Камень лежал на подоконнике и, возможно, было много света и тепла, и семена перегрелись и не взошли. Во второй раз я попыталась посадить отростки комнатного растения каланхоэ. Но они не погибали и не росли. Видимо им было мало почвы. Но я наблюдала в природе, как на камнях растут лишайники, мхи, а среди скал в трещинах растут травы и деревья. Также растения пробивают асфальт и растут, разрушая его.

Четвертый опыт предполагал воздействие замерзающей и оттаивающей воды. Перед опытом я пыталась разломить кусочек гранита, но у меня не получилось. Я налила в чашку немного воды так, чтобы она скрыла гранит наполовину. Затем я поставила ее в морозильную камеру на ночь. Утром достала и поставила в теплое место, чтобы вода растаяла. Так я делала 3 раза. После опыта я попыталась разломить гранит, и на этот раз мне удалось. Моя гипотеза о том, что воздействие замерзающей и оттаивающей воды также способствует разрушению горных пород, подтвердилась.

Итак, горные породы подвергаются разрушению под воздействием воды, перепада температур, кислот, растений.

Таким же образом разрушению под воздействием внешних факторов подвергаются различные памятники, здания и другие сооружения, сделанные человеком из горных пород (мрамора, гранита, известняка и т. д.). На памятники также воздействуют и кислотные дожди, и перепады температур, и ветер, и вода.

Заключение

В процессе выполнения своей работы я изучила, как происходит разрушение горных пород под воздействием внутренних и внешних факторов. Большее внимание я уделила воздействию внешних факторов: таких как ветер, вода с растворенными в ней веществами, ледники, солнце, живые организмы (лишайники, бактерии, водоросли, зеленые растения), деятельность человека.

Также я провела опыты, показывающие, как происходит разрушение горных пород в природе под действием внешних факторов.

Моя работа может быть использована на уроках природоведения, географии, химии, физики.

 

ПРИЛОЖЕНИЕ

Рис. 1.Физическое выветривание 

Рис. 2 Следы физического выветривания - каменистые осыпи

Рис. 3. Органическое выветривание. Лишайники, поселившиеся на скалах, ежесекундно ведут разрушительную работу.

Рис. 4. Останцы в пустыне

Рис 5. Дюны, барханы, рябь

Рис. 6. Разрушение горных пород растениями

Рис. 7 Работа воды

Конец формы

31