ВЫВЕ́ТРИВАНИЕ

ВЫВЕ́ТРИВАНИЕ, про­цес­сы ме­ха­нич. раз­ру­ше­ния и хи­мич. из­ме­не­ния гор­ных по­род на по­верх­но­сти су­ши или не­боль­шой глу­би­не (ат­мо­сфер­ное В.) и на дне во­до­ёмов (см. Галь­ми­ро­лиз). Осн. фак­то­ра­ми, воз­дей­ст­вую­щи­ми на гор­ные по­ро­ды, яв­ля­ют­ся се­зон­ные и су­точ­ные ко­ле­ба­ния темп-ры, хи­мич. и ме­ха­нич. воз­дей­ст­вия ат­мо­сфер­но­го и грун­то­во­го воз­ду­ха (в т. ч. O₂, CO₂ и во­дя­ных па­ров), жид­кой во­ды (ат­мо­сфер­ной и грун­то­вой), за­мер­заю­щей во­ды, кри­стал­ли­зую­щих­ся со­лей, мак­ро- и мик­ро­ор­га­низ­мов. Ско­рость, сте­пень и вид В., мощ­ность чех­ла про­дук­тов В., их гра­ну­ло­мет­рич. и ми­не­ра­ло­гич. со­ста­вы за­ви­сят от кли­ма­та, рель­е­фа, гео­ло­гич. строе­ния, со­ста­ва и струк­ту­ры ма­те­рин­ских гор­ных по­род. По ви­ду воз­дей­ст­вия вы­де­ля­ют два осн. ти­па В. – фи­зи­че­ское и хи­ми­чес­кое. Био­ло­ги­че­ское (ор­га­ни­че­ское) В. сво­дит­ся к био­ме­ха­нич. и био­хи­мич. из­ме­не­нию гор­ной по­ро­ды. Обыч­но ти­пы В. дей­ст­ву­ют од­но­вре­мен­но, но в за­ви­си­мо­сти от кли­ма­та тот или иной из них пре­об­ла­да­ет.

Физическое выветривание

при­во­дит к ме­ха­нич. рас­па­ду ис­ход­ной мо­но­лит­ной гор­ной по­ро­ды на об­лом­ки без за­мет­но­го пре­об­ра­зо­ва­ния её ми­нер. со­ста­ва. В чис­том ви­де оно на­блю­да­ет­ся в ус­ло­ви­ях де­фи­ци­та вла­ги или при её низ­ких темп-рах. В арид­ных об­лас­тях про­ис­хо­дит бы­строе из­ме­не­ние объ­ё­ма гор­ных по­род под воз­дей­ст­ви­ем рез­ких су­точ­ных ко­ле­ба­ний темп-ры при на­гре­ва­нии сол­неч­ны­ми лу­ча­ми и по­сле­дую­щем ноч­ном ох­ла­ж­де­нии (ин­со­ля­ци­он­ное, тем­пе­ра­тур­ное В.). Осо­бен­но эф­фек­тив­но та­кое В. в по­ли­ми­не­раль­ных кри­стал­лич. по­ро­дах, час­ти­цы ко­то­рых име­ют раз­лич­ную те­п­ло­про­вод­ность. Рас­трес­ки­ва­ние по­ро­ды спо­соб­ст­ву­ет рас­кли­ни­ваю­ще­му дей­ст­вию плё­ноч­ной во­ды, рас­ши­ре­нию тре­щин за счёт рос­та кри­стал­лов из вы­сы­хаю­щих рас­тво­ров. Су­ще­ст­вен­но так­же рас­трес­ки­ва­ние при усы­ха­нии ра­нее на­бух­ших ув­лаж­нён­ных рых­лых грун­тов. В вы­со­ко­ши­рот­ных и вы­со­ко­гор­ных об­лас­тях с час­ты­ми ко­ле­ба­ния­ми темп-ры ок. 0 °C ме­ха­нич. раз­ру­ше­ние по­род свя­за­но с за­мер­за­ни­ем во­ды, про­ник­шей в уже имею­щие­ся тре­щи­ны (мо­роз­ное В.). Раз­ру­ше­ние по­верх­но­сти гор­ных по­род за счёт рас­ши­ре­ния раз­но­на­прав­лен­ных пе­ре­се­каю­щих­ся тре­щин при­во­дит к вы­ка­лы­ва­нию мно­го­гран­ни­ков по­ро­ды разл. раз­ме­ров и фор­мы. Для фрак­ций <20 мм ти­пич­на фор­ма об­лом­ка в ви­де не­пра­виль­ной гра­ну­лы. Раз­ру­ше­ние по­ро­ды про­ис­хо­дит при на­ли­чии скры­тых тре­щин и де­фек­тов в строе­нии кри­стал­лич. ре­шёт­ки ми­не­ра­лов. По­пе­ре­мен­ное силь­ное про­мер­за­ние и от­таи­ва­ние по­род (крио­ген­ное В.) мо­гут со­про­вож­дать­ся на­ко­п­ле­ни­ем тон­ких пы­ле­ва­тых про­дук­тов.

Химическое выветривание

Грубообломочный чехол продуктов физического выветривания в хребте Кодар (Становое нагорье). Фото А. А. Лукашова

Хи­ми­че­ское вы­вет­ри­ва­ние при­во­дит к из­ме­не­нию хи­мич. со­ста­ва по­ро­ды, обыч­но с уда­ле­ни­ем от­но­си­тель­но по­движ­ных ио­нов и с об­ра­зо­ва­ни­ем ми­не­ра­лов, стой­ких в ус­ло­ви­ях зем­ной по­верх­но­сти. Ха­рак­тер­но для об­лас­тей с тё­п­лым, уме­рен­но или из­бы­точ­но влаж­ным кли­ма­том. Осо­бен­но ин­тен­сив­но оно про­ис­хо­дит при вы­со­кой дис­перс­но­сти и во­до­про­ни­цае­мо­сти по­род, под­го­тов­лен­ных фи­зич. В. Энер­гич­ным окис­ли­те­лем яв­ля­ет­ся O₂ воз­ду­ха и грун­то­вых вод, рас­тво­рён­ный CO₂ по­вы­ша­ет хи­мич. ак­тив­ность вод. На­гре­тая сол­неч­ны­ми лу­ча­ми во­да дей­ст­ву­ет на по­ро­ду пу­тём не­по­сред­ст­вен­но­го рас­тво­ре­ния, гид­ра­та­ции и гид­ро­ли­за. При хи­мич. В. из по­род в рас­тво­рах вы­но­сят­ся пре­им. Ca, Mg, K, Na и при­сое­ди­ня­ют­ся H₂O, O₂, CO₂. Все об­ра­зо­вав­шие­ся вто­рич­ные ми­не­ра­лы со­дер­жат сорб­ци­он­ную и кри­стал­ли­за­ци­он­ную во­ду. Окис­ле­ние ха­рак­тер­но для В. по­род, бо­га­тых суль­фи­да­ми или обо­га­щён­ных двух­ва­лент­ны­ми ио­на­ми Fe и Mg. В вос­ста­но­ви­тель­ных ус­ло­ви­ях про­ис­хо­дит ог­лее­ние по­род, при­во­дя­щее к вы­но­су из них Fe, Mn, Co, Ni, Zn. Окис­ле­ние, сорб­ция, гид­ра­та­ция осу­ще­ст­в­ля­ют­ся с вы­де­ле­ни­ем энер­гии. При гид­ро­ли­зе алю­мо­си­ли­ка­тов пер­вич­ные по­ро­до­об­ра­зую­щие ми­не­ра­лы прев­ра­ща­ют­ся во вто­рич­ные гли­ни­стые. Про­цесс со­про­во­ж­да­ет­ся час­тич­ным или пол­ным вы­но­сом ио­нов Ca, Na и K из кри­стал­лич. ре­шёт­ки по­ле­вых шпа­тов – наи­бо­лее рас­про­стра­нён­ных ми­не­ра­лов маг­ма­тич. и ме­та­мор­фич. по­род. При этом про­ис­хо­дит пе­ре­груп­пи­ров­ка ис­ход­ной кар­кас­ной ре­шёт­ки в слои­стую, свой­ст­вен­ную гли­нам.

Биологическое выветривание

Мелкозернистый чехол продуктов химического выветривания в северной части Сахары (Ливия). Фото Л. С. Пантелеева

свя­за­но с воз­дей­ст­ви­ем на гор­ные по­ро­ды рас­ти­тель­ных и жи­вот­ных ор­га­низ­мов. Ха­рак­тер­но для об­лас­тей с влаж­ным кли­ма­том. Боль­шую ме­ха­нич. ра­бо­ту, со­про­во­ж­даю­щую­ся мно­го­об­раз­ны­ми хи­мич. про­цес­са­ми, про­из­во­дят кор­ни рас­те­ний. Мик­ро­ор­га­низ­мы уча­ст­ву­ют в кру­го­во­ро­те N, S, P, Fe и др. эле­мен­тов. Вы­де­ляю­щие­ся в хо­де раз­ло­же­ния ор­га­нич. ос­тат­ков CO₂ и гу­ми­но­вые ки­сло­ты рез­ко уси­ли­ва­ют рас­тво­ряю­щую спо­соб­ность поч­вен­ных вод. За счёт био­хи­мической дея­тель­но­сти ли­шай­ни­ков да­же в пус­ты­нях по­яв­ля­ют­ся гли­ни­стые про­дук­ты В. При раз­ру­ше­нии гор­ных по­род воз­ни­ка­ют рас­тво­ры и ми­нер. но­во­об­ра­зо­ва­ния, на­хо­дя­щие­ся в фи­зи­ко-хи­ми­че­ском рав­но­ве­сии с по­верх­но­ст­ной сре­дой. Взаи­мо­дей­ст­вие ор­га­низ­мов и про­дук­тов их рас­па­да с вы­вет­ре­лы­ми по­ро­да­ми яв­ля­ет­ся сущ­но­стью поч­во­об­ра­зо­ва­ния.

В ре­зуль­та­те В. по­яв­ля­ет­ся не­сор­ти­ро­ван­ный рых­лый ма­те­ри­ал – элю­вий, со­хра­няю­щий струк­тур­ные при­зна­ки ис­ход­ных гор­ных по­род. Фи­зическое В. фор­ми­ру­ет об­ло­моч­ный элю­вий, хи­ми­че­ское В. – гли­ни­стый. На­ка­п­ли­ва­ясь на го­ри­зон­таль­ных и сла­бо­на­клон­ных по­верх­но­стях, элю­вий об­ра­зу­ет ко­ру вы­вет­ри­ва­ния, в ко­то­рой про­сле­жи­ва­ет­ся зо­наль­ность, от­ра­жаю­щая ста­дий­ность про­цес­са. С В. свя­зан оп­ре­де­лён­ный ге­не­ти­че­ский тип ме­сто­ро­ж­де­ний по­лез­ных ис­ко­пае­мых (см. Вы­вет­ри­ва­ния ме­сто­рож­де­ния).

В. яв­ля­ет­ся са­мым по­сто­ян­ным и мощ­ным фак­то­ром де­зин­те­гра­ции гор­ных по­род. Оно го­то­вит рых­лый ма­те­ри­ал, ко­то­рый ста­но­вит­ся дос­туп­ным для пе­ре­ме­ще­ния дру­ги­ми эк­зо­ген­ны­ми аген­та­ми (напр., во­да, ве­тер) или пе­ре­ме­ща­ет­ся на бо­лее низ­кие гип­со­мет­рич. уров­ни под дей­ст­ви­ем си­лы тя­же­сти. В тех слу­ча­ях, ко­гда про­дук­ты В. не ос­та­ют­ся на мес­те сво­его об­ра­зо­ва­ния, не­ред­ко за счёт из­би­ра­тель­ной де­ну­да­ции воз­ни­ка­ют свое­об­раз­ные фор­мы рель­е­фа, за­ви­ся­щие как от ха­рак­те­ра В., так и от свойств гор­ных по­род. Для маг­ма­ти­че­ских по­род (гра­ни­ты, диа­ба­зы и др.) ха­рак­тер­ны мас­сив­ные ок­руг­лён­ные фор­мы В.; для слои­стых оса­доч­ных и ме­та­мор­фи­че­ских – сту­пен­ча­тые (кар­ни­зы, ни­ши и т. п.). Не­од­но­род­ность по­род и не­оди­на­ко­вая ус­той­чи­вость их разл. уча­ст­ков к В. ве­дут к об­ра­зо­ва­нию ос­тан­цов в ви­де изо­ли­ро­ван­ных гор, стол­бов, ба­шен и т. п.