Эндогенные и экзогенные процессы

Эндогенные – это внутренние процессы; экзогенные – внешние, поверхностные, для них источник энергии – это энергия Солнца и сила тяжести (гравитационное поле Земли).

К эндогенным процессам относятся:

- магматизм (от слова магма) – процесс, с которым связано рождение, движение и превращение магмы в магматическую горную породу;

- тектоника (тектонические движения) – любые механические движения земной коры – поднятия, опускания, горизонтальные перемещения и т.д.;

- землетрясения – являются следствием тектонических движений, но обычно рассматриваются самостоятельно;

- метаморфизм – процессы, приводящие к изменению состава, строения горных пород внутри Земли при изменении физико-химических параметров (давление, температура и пр.).

К экзогенным процессам относятся процессы, протекающие на поверхности или вблизи нее, изменяющие облик Земли и связанные с деятельностью атмосферы, гидросферы и биосферы:

- выветривание (гипергенез);

- геологическая деятельность ветра;

- геологическая деятельность текучих вод;

- геологическая деятельность подземных вод;

- геологическая деятельность снега, льда, вечной мерзлоты;

- геологическая деятельность морей, озер, болот;

- геологическая деятельность человека.

Эндогенные процессы создают неровности поверхности Земли. Самые крупные из них создаются тектоническими движениями. При нисходящих движениях (опускании) участков земной коры возникают впадины крупных озер, морей, океанов. При восходящих движениях (поднятии) отдельных участков земной коры возникают горные поднятия, горные страны и целые континенты.

Экзогенные процессы разрушают приподнятые участки земной поверхности и стремятся заполнить возникающие впадины. Таким образом, рельеф Земли является ареной никогда не прекращающейся борьбы эндогенных и экзогенных сил, причем проявление, противоборство этих сил невозможны друг без друга. Такую неразрывную связь называют диалектической.

Денудация и пенепелнизация

Под денудацией подразумевается процесс разрушения пород на поверхности Земли, сопровождаемый удалением разрушаемой массы. Естественно денудация приводит к понижению приподнятых участков рельефа (рисунок 4).

Рисунок 4 – Схема понижения рельефа в процессе денудации: 1 – первоначальная поверхность, 2 – поверхность после денудации

В результате денудации воздействию экзогенных процессов и разрушению подвергаются все новые порции пород, ранее прикрытые от воздействия вышележащими массами.

На ограниченных территориях денудация протекает чаще всего как результат деятельности какого-либо из внешних факторов: речной эрозии, морской абразии и т.д. Обширные пространства понижаются под совокупным воздействием многих внешних геодинамических процессов. Денудация горных стран протекает тем быстрее, чем они выше, и может достигать скорости 5-6 см в год для наиболее высоких хребтов (Кавказ, Альпы). На равнинах скорость денудации много меньше (доли миллиметров в год), а местами сменяется накоплением осадков. Приблизительные расчеты показывают, что горные страны постепенно снижаются, когда денудация перебарывает тектоническое воздымание, и на их месте могут возникнуть холмистые равнины – пенеплены, как их принято называть, а необходимое для этого время составляет от 20 до 50 млн лет. Эти же расчеты показывают, что для полного разрушения континентов, при допущении прекращения действия тектонических сил, потребуется 200-250 млн лет. Разрушаться континенты могут до уровня океанических вод. Ниже этого уровня процессы денудации практически прекращаются: уровень океана принят в качестве предела денудации.

Самостоятельные – местные – уровни денудации могут существовать на континентах, как правило, это уровень крупных бессточных впадин (Каспийское, Аральское, Мертвое моря).

Плутонизм и вулканизм

Магматизмом называют явления, связанные с образованием, изменением состава и движением магмы из недр Земли к ее поверхности.

Магма представляет собой природный высокотемпературный расплав, образующийся в виде отдельных очагов в литосфере и верхней мантии (главным образом, в астеносфере). Основной причиной плавления вещества и возникновения магматических очагов в литосфере является повышение температуры. Подъем магмы и прорыв ее в вышележащие горизонты происходят вследствие так называемой инверсии плотностей, при которой внутри, литосферы появляются очаги менее плотного, но мобильного расплава. Таким образом, магматизм — это глубинный процесс, обусловленный тепловым и гравитационным полями Земли.

В зависимости от характера движения магмы различают магматизм интрузивный и эффузивный. При интрузивном магматизме (плутонизме) магма не достигает земной поверхности, а активно внедряется во вмещающие вышележащие породы, частично расплавляя их, и застывает в трещинах и полостях коры. При эффузивном магматизме (вулканизме) магма через подводящий канал достигает поверхности Земли, где образует вулканы различных типов, и застывает на поверхности. В обоих случаях при застывании расплава образуются магматические горные породы. Температуры магматических расплавов, находящихся внутри земной коры, судя по экспериментальным данным и результатам изучения минерального состава магматических пород, находятся в пределах 700—1100°С. Измеренные температуры магм, излившихся на поверхность, в большинстве случаев колеблются в интервале 900—1100°С, изредка достигая 1350 °С. Более высокая температура наземных расплавов обусловлена тем, что в них протекают процессы окисления под воздействием атмосферного кислорода.

С точки зрения химического состава магма представляет сложную многокомпонентную систему, образованную в основном кремнеземом SiO2 и веществами, химически эквивалентными силикатам Al, Na, K, Ca. Преобладающим компонентом магмы является кремнезем. В природе существует несколько типов магм, различающихся по химическому составу. Состав магм зависит от состава материала, за счет плавления которого они образуются. Однако при подъеме магмы происходит частичное плавление и растворение вмещающих пород земной коры, или их ассимиляция; при этом первичный ее состав меняется. Таким образом, состав магм изменяется в процессе как внедрения их в верхние горизонты коры, так и кристаллизации. На больших глубинах в магмах в растворенном состоянии присутствуют летучие компоненты — пары воды и газов (H2S, H2, CO2, HCl, и др.) В условиях высоких давлений их содержание может достигать 12 %. Они являются химически очень активными, подвижными веществами и удерживаются в магме только благодаря высокому внешнему давлению.

В процессе подъема магмы к поверхности, по мере снижения температур и давлений происходит распад системы на две фазы — расплав и газы. Если движение магмы медленное, ее кристаллизация начинается в процессе подъема, и тогда она превращается в трехфазную систему: газы, расплав и плавающие в нем кристаллы минералов. Дальнейшее охлаждение магмы приводит к переходу всего расплава в твердую фазу и к образованию магматической породы. При этом выделяются летучие компоненты, основная часть которых удаляется по трещинам, окружающим магматическую камеру, или непосредственно в атмосферу в случае излияния магмы на поверхность. В затвердевшей породе сохраняется лишь незначительная часть газовой фазы в виде мельчайших включений в минеральных зернах. Таким образом, состав исходной магмы определяет состав главных, породообразующих минералов сформировавшейся породы, но не является строго идентичным ему в отношении содержания летучих компонентов.

Процессы магматизма играют исключительно важную роль в формировании земной коры, поставляя в нее материал из мантии, наращивая кору и приводя к перераспределению материала внутри самой коры. Магматические породы составляют основную часть земной коры, занимая более 90% ее объема. Характерными их особенностями являются массивное строение и залегание в большинстве случаев в виде несогласных, резко ограниченных тел, активно контактирующих с вмещающей осадочной толщей. Наличие таких активных контактов связано с температурным воздействием магмы на окружающие породы и с деформацией пород кровли при подъеме магмы.