Tout au long de l’existence de la Terre, sa surface a continuellement changé. Ce processus se poursuit aujourd'hui. Cela se déroule extrêmement lentement et imperceptiblement pour une personne et même pour plusieurs générations. Or, ce sont ces transformations qui finissent par changer radicalement l’apparence de la Terre. Ces processus sont divisés en exogènes (externes) et endogènes (internes).
Classification
Les processus exogènes sont le résultat de l’interaction de la coquille de la planète avec l’hydrosphère, l’atmosphère et la biosphère. Ils sont étudiés afin de déterminer avec précision la dynamique de l'évolution géologique de la Terre. Sans processus exogènes, les modèles de développement de la planète n’auraient pas pu se développer. Ils sont étudiés par la science de la géologie dynamique (ou géomorphologie).
Les experts ont adopté une classification universelle des processus exogènes, divisés en trois groupes. Le premier est l'altération, qui est un changement de propriétés sous l'influence non seulement du vent, mais également du dioxyde de carbone, de l'oxygène, de l'activité vitale des organismes et de l'eau. Le prochain type de processus exogènes est la dénudation. Il s'agit de la destruction des roches (et non d'une modification de leurs propriétés comme dans le cas de l'altération), de leur fragmentation par les courants d'eau et les vents. Le dernier type est l’accumulation. Il s'agit de la formation de nouveaux sédiments dus aux sédiments accumulés dans les dépressions du relief terrestre à la suite de l'altération et de la dénudation. En utilisant l'exemple de l'accumulation, nous pouvons noter l'interconnexion évidente de tous les processus exogènes.
Altération mécanique
L’altération physique est également appelée altération mécanique. À la suite de ces processus exogènes, les roches se transforment en blocs, en sable et en débris, et se désintègrent également en fragments. Le facteur le plus important dans l’altération physique est l’ensoleillement. En raison du chauffage par les rayons du soleil et du refroidissement ultérieur, des changements périodiques dans le volume de la roche se produisent. Cela provoque des fissures et une rupture des liaisons entre les minéraux. Les résultats des processus exogènes sont évidents : la roche se brise en morceaux. Plus l’amplitude de température est grande, plus cela se produit rapidement.
Le taux de formation de fissures dépend des propriétés de la roche, de sa foliation, de ses stratifications et du clivage des minéraux. Une panne mécanique peut prendre plusieurs formes. À partir d'un matériau à structure massive, des morceaux se détachent qui ressemblent à des écailles, c'est pourquoi ce processus est également appelé mise à l'échelle. Et le granit se brise en blocs en forme de parallélépipède.
Destruction chimique
Entre autres choses, la dissolution des roches est facilitée par l’action chimique de l’eau et de l’air. L'oxygène et le dioxyde de carbone sont les agents les plus actifs et dangereux pour l'intégrité des surfaces. L'eau transporte des solutions salines et son rôle dans le processus d'altération chimique est donc particulièrement important. Une telle destruction peut s’exprimer sous diverses formes : carbonatation, oxydation et dissolution. De plus, l’altération chimique entraîne la formation de nouveaux minéraux.
Pendant des milliers d’années, l’eau coule chaque jour sur les surfaces et s’infiltre à travers les pores formés dans les roches en décomposition. Le liquide emporte un grand nombre d'éléments, entraînant ainsi la décomposition des minéraux. Par conséquent, nous pouvons dire qu’il n’existe pas de substances absolument insolubles dans la nature. La seule question est de savoir combien de temps ils conservent leur structure malgré les processus exogènes.
Oxydation
L’oxydation affecte principalement les minéraux, notamment le soufre, le fer, le manganèse, le cobalt, le nickel et quelques autres éléments. Ce processus chimique est particulièrement actif dans un environnement saturé d’air, d’oxygène et d’eau. Par exemple, au contact de l'humidité, les oxydes métalliques qui composent les roches deviennent des oxydes, les sulfures se transforment en sulfates, etc. Tous ces processus affectent directement la topographie de la Terre.
En raison de l'oxydation, des sédiments de minerai de fer brun (orzands) s'accumulent dans les couches inférieures du sol. Il existe d'autres exemples de son influence sur le terrain. Ainsi, les roches altérées contenant du fer sont recouvertes de croûtes brunes de limonite.
Altération organique
Les organismes participent également à la destruction des roches. Par exemple, les lichens (les plantes les plus simples) peuvent s’installer sur presque toutes les surfaces. Ils soutiennent la vie en extrayant les nutriments à l’aide d’acides organiques sécrétés. Après les plantes les plus simples, la végétation ligneuse s'installe sur les rochers. Dans ce cas, les fissures abritent des racines.
Les caractéristiques des processus exogènes ne peuvent se passer de mentionner les vers, les fourmis et les termites. Ils effectuent de longs et nombreux passages souterrains et contribuent ainsi à la pénétration de l'air atmosphérique, qui contient du dioxyde de carbone et de l'humidité destructeurs, dans le sol.
Influence des glaces
La glace est un facteur géologique important. Il joue un rôle important dans la formation de la topographie terrestre. Dans les régions montagneuses, la glace se déplaçant le long des vallées fluviales modifie la forme des drains et lisse les surfaces. Les géologues ont appelé cette destruction exaration (arrachage). La glace en mouvement remplit une autre fonction. Il transporte des matériaux clastiques qui se sont détachés des roches. Les produits d'altération tombent des pentes des vallées et se déposent à la surface de la glace. Un tel matériau géologique érodé est appelé moraine.
Non moins importante est la glace souterraine, qui se forme dans le sol et remplit les pores du sol dans les zones de pergélisol et de pergélisol. Le climat est également un facteur qui y contribue. Plus la température moyenne est basse, plus la profondeur de congélation est grande. Là où la glace fond en été, des eaux sous pression se précipitent à la surface de la terre. Ils détruisent le terrain et modifient sa forme. Des processus similaires se répètent cycliquement d’année en année, par exemple dans le nord de la Russie.
Facteur marin
La mer occupe environ 70 % de la surface de notre planète et a sans aucun doute toujours été un facteur exogène géologique important. L'eau des océans se déplace sous l'influence du vent, des courants de marée et des courants de marée. Ce processus est associé à une destruction importante de la croûte terrestre. Les vagues, qui éclaboussent même les vagues les plus faibles au large de la côte, minent constamment les rochers environnants. Lors d'une tempête, la force du surf peut atteindre plusieurs tonnes par mètre carré.
Le processus de démolition et de destruction physique des roches côtières par l’eau de mer est appelé abrasion. Il coule de manière inégale. Une baie érodée, un cap ou des rochers isolés peuvent apparaître sur le rivage. De plus, les vagues déferlantes créent des falaises et des corniches. La nature de la destruction dépend de la structure et de la composition des roches côtières.
Au fond des océans et des mers, des processus continus de dénudation ont lieu. Des courants intenses y contribuent. Lors de tempêtes et d'autres catastrophes, de puissantes vagues profondes se forment, qui rencontrent sur leur chemin des pentes sous-marines. Lorsqu'une collision se produit, les boues se liquéfient et détruisent la roche.
Travail du vent
Le vent fait une différence comme rien d'autre. Il détruit les roches, transporte de petits matériaux fragmentaires et les dépose en une couche uniforme. A une vitesse de 3 mètres par seconde, le vent déplace les feuilles, à 10 mètres il secoue des branches épaisses, soulève de la poussière et du sable, à 40 mètres il déracine des arbres et démolit des maisons. Les diables de poussière et les tornades effectuent un travail particulièrement destructeur.
Le processus par lequel le vent souffle les particules de roche est appelé déflation. Dans les semi-déserts et les déserts, il forme en surface d'importantes dépressions composées de marais salants. Le vent agit plus intensément si le sol n'est pas protégé par la végétation. C’est pourquoi il déforme particulièrement fortement les bassins montagneux.
Interaction
L'interaction des processus géologiques exogènes et endogènes joue un rôle important dans la formation. La nature est conçue de telle manière que certains engendrent d’autres. Par exemple, des processus exogènes externes conduisent finalement à l'apparition de fissures dans la croûte terrestre. Par ces trous, le magma entre depuis les entrailles de la planète. Il se propage sous forme de couvertures et forme de nouvelles roches.
Le magmatisme n’est pas le seul exemple du fonctionnement de l’interaction des processus exogènes et endogènes. Les glaciers aident à niveler le terrain. Il s'agit d'un processus exogène externe. En conséquence, une pénéplaine (une plaine avec de petites collines) se forme. Puis, suite à des processus endogènes (mouvement tectonique des plaques), cette surface s'élève. Ainsi, internes et peuvent se contredire. La relation entre les processus endogènes et exogènes est complexe et multiforme. Aujourd'hui, il est étudié en détail dans le cadre de la géomorphologie.
Processus géologiques endogènes et exogènes
Processus endogènes- les processus géologiques associés à l'énergie provenant des entrailles de la Terre. Les processus endogènes comprennent les mouvements tectoniques de la croûte terrestre, le magmatisme, le métamorphisme, les processus sismiques et tectoniques. Les principales sources d'énergie pour les processus endogènes sont la chaleur et la redistribution des matières à l'intérieur de la Terre en fonction de la densité (différenciation gravitationnelle). Ce sont des processus de dynamique interne : ils se produisent sous l’influence de sources d’énergie internes à la Terre.
La chaleur profonde de la Terre, selon la plupart des scientifiques, est principalement d'origine radioactive. Une certaine quantité de chaleur est également libérée lors de la différenciation gravitationnelle. La génération continue de chaleur dans les entrailles de la Terre conduit à la formation de son flux vers la surface (flux de chaleur). À certaines profondeurs des entrailles de la Terre, avec une combinaison favorable de composition matérielle, de température et de pression, des centres et des couches de fusion partielle peuvent apparaître. Une telle couche dans le manteau supérieur est l'asthénosphère - la principale source de formation de magma ; des courants de convection peuvent y surgir, qui sont la cause présumée des mouvements verticaux et horizontaux de la lithosphère. La convection se produit également à l'échelle du manteau entier, éventuellement séparément dans les couches inférieures et supérieures, conduisant d'une manière ou d'une autre à de grands mouvements horizontaux des plaques lithosphériques. Le refroidissement de cette dernière entraîne un affaissement vertical (tectonique des plaques). Dans les zones de ceintures volcaniques des arcs insulaires et des marges continentales, les principales sources de magma du manteau sont associées à des failles inclinées ultra-profondes (zones sismofocales Wadati-Zavaritsky-Benioff) s'étendant en dessous d'elles depuis l'océan (jusqu'à une profondeur d'environ 700km). Sous l'influence du flux de chaleur ou directement de la chaleur apportée par la montée du magma profond, des chambres magmatiques crustales apparaissent dans la croûte terrestre elle-même ; atteignant les parties proches de la surface de la croûte, le magma les pénètre sous forme d'intrusions (plutons) de formes diverses ou se déverse à la surface, formant des volcans. La différenciation gravitationnelle a conduit à la stratification de la Terre en géosphères de densités différentes. À la surface de la Terre, elle se manifeste également sous la forme de mouvements tectoniques qui, à leur tour, conduisent à des déformations tectoniques des roches de la croûte terrestre et du manteau supérieur ; l'accumulation puis la libération de contraintes tectoniques le long des failles actives conduisent à des tremblements de terre. Les deux types de processus profonds sont étroitement liés : la chaleur radioactive, réduisant la viscosité du matériau, favorise sa différenciation, et cette dernière accélère le transfert de chaleur vers la surface. On suppose que la combinaison de ces processus conduit à un transport temporel inégal de la chaleur et de la matière légère vers la surface, ce qui, à son tour, peut expliquer la présence de cycles tectonomagmatiques dans l’histoire de la croûte terrestre. Les irrégularités spatiales des mêmes processus profonds sont utilisées pour expliquer la division de la croûte terrestre en zones plus ou moins géologiquement actives, par exemple en géosynclinaux et en plates-formes. La formation de la topographie de la Terre et la formation de nombreux minéraux importants sont associées à des processus endogènes.
Exogène- processus géologiques provoqués par des sources d’énergie externes à la Terre (principalement le rayonnement solaire) en combinaison avec la gravité. Les processus électrochimiques se produisent à la surface et dans la zone proche de la surface de la croûte terrestre sous la forme d’interactions mécaniques et physicochimiques avec l’hydrosphère et l’atmosphère. Ceux-ci comprennent : l'altération, l'activité géologique du vent (processus éoliens, déflation), l'écoulement des eaux de surface et souterraines (érosion, dénudation), les lacs et les marécages, les eaux des mers et des océans (abrasion), les glaciers (exaration). Les principales formes de manifestation des dommages environnementaux à la surface de la Terre sont : la destruction des roches et la transformation chimique des minéraux qui les composent (altération physique, chimique et organique) ; élimination et transfert des produits détachés et solubles de la destruction des roches par l'eau, le vent et les glaciers ; dépôt (accumulation) de ces produits sous forme de sédiments sur terre ou au fond des bassins hydrographiques et leur transformation progressive en roches sédimentaires (Sédimentogenèse, Diagenèse, Catagenèse). L'énergie, associée aux processus endogènes, participe à la formation de la topographie terrestre et à la formation des strates de roches sédimentaires et des gisements minéraux associés. Ainsi, par exemple, dans des conditions de manifestation processus spécifiques l'altération et la sédimentation forment des minerais d'aluminium (bauxite), de fer, de nickel, etc. ; à la suite du dépôt sélectif de minéraux par les écoulements d'eau, des placers d'or et de diamants se forment ; dans des conditions favorables à l'accumulation de matière organique et de strates de roches sédimentaires qui en sont enrichies, des minéraux combustibles apparaissent.
Radium
9- Informations générales sur les minéraux Minéral (du latin tardif "minera" - minerai) - un solide naturel avec une certaine composition chimique, des propriétés physiques et une structure cristalline, formé à la suite de processus physiques et chimiques naturels et fait partie intégrante de la croûte terrestre, des roches, des minerais, météorites et autres planètes système solaire
Le terme « minéral » désigne une substance cristalline inorganique naturelle solide. Mais parfois, il est considéré dans un contexte injustifié et élargi, classant certains produits organiques, amorphes et autres produits naturels comme minéraux, en particulier certaines roches, qui, au sens strict, ne peuvent pas être classées comme minéraux.
Les exogènes (du grec éxo - dehors, dehors) sont des processus géologiques provoqués par des sources d'énergie extérieures à la Terre : le rayonnement solaire et le champ gravitationnel. Ils se produisent à la surface du globe ou dans la zone proche de la surface de la lithosphère. Il s'agit notamment de l'hypergenèse (altération), de l'érosion, de l'abrasion, de la sédimentogenèse, etc.
À l'opposé des processus exogènes, les processus géologiques endogènes (du grec éndon - à l'intérieur) sont associés à l'énergie survenant dans les profondeurs de la partie solide du globe. Les principales sources de processus endogènes sont considérées comme la différenciation thermique et gravitationnelle de la matière par densité avec immersion d'éléments constitutifs plus lourds. Les processus endogènes comprennent le volcanisme, la sismicité, le métamorphisme, etc.
L'utilisation d'idées sur les processus exogènes et endogènes, illustrant de manière colorée la dynamique des processus dans une coquille de pierre dans la lutte des contraires, confirme la validité de l'affirmation de J. Baudrillard selon laquelle « Tout système unitaire, s'il veut survivre, doit acquérir une régulation binaire. .» S’il y a opposition, alors l’existence d’un simulacre, c’est-à-dire d’une représentation qui cache le fait qu’il n’existe pas, est possible.
Dans le modèle monde réel nature, définie par les lois des sciences naturelles, qui ne connaissent aucune exception, les explications binaires sont inacceptables. Par exemple, deux personnes tiennent une pierre à la main. L'un d'eux déclare que lorsqu'il abaissera la pierre, elle s'envolera vers la Lune. C'est son avis. Un autre dit que la pierre va tomber. Il n’est pas nécessaire de discuter avec eux pour savoir lequel d’entre eux a raison. Il existe une loi de la gravitation universelle selon laquelle la pierre tombera dans 100 % des cas.
Selon la deuxième loi de la thermodynamique, un corps chauffé en contact avec un corps froid se refroidira dans 100 % des cas, réchauffant le corps froid.
Si la structure réelle observée de la lithosphère est constituée de basalte amorphe, sous l'argile, puis d'argile cimentée - argilite, schiste finement cristallin, gneiss moyennement cristallin et limite cristalline grossière, alors la recristallisation de la substance avec la profondeur avec l'augmentation de la taille des cristaux indique clairement que l'énergie thermique ne vient pas de dessous le granit. Sinon, en profondeur, il y aurait des roches amorphes, laissant place à des formations cristallines de plus en plus grossières vers la surface.
Il n’y a donc pas d’énergie thermique profonde, et donc pas de processus géologiques endogènes. S'il n'y a pas de processus endogènes, alors l'identification des processus géologiques exogènes qui leur sont opposés perd son sens.
Qu'y a-t-il ? Dans la coquille rocheuse du globe, ainsi que dans l'atmosphère, l'hydrosphère et la biosphère, interconnectées et constituant un système unique de la planète Terre, il existe une circulation d'énergie et de matière provoquée par l'afflux de rayonnement solaire et la présence d'un champ gravitationnel. énergie. Cette circulation d'énergie et de matière dans la lithosphère constitue un système de processus géologiques.
Le cycle énergétique se compose de trois maillons. 1. Le lien initial est l’accumulation d’énergie par la matière. 2. Lien intermédiaire - libération de l'énergie accumulée. 3. Le dernier maillon est l'élimination de l'énergie thermique libérée.
Le cycle de la matière se compose également de trois maillons. 1. Le lien initial est le mélange de différentes substances avec une moyenne de la composition chimique. 2. Lien intermédiaire - division d'une substance moyennée en deux parties de composition chimique différente. 3. Le dernier maillon est le retrait d'une pièce qui a absorbé la chaleur dégagée et est devenue lâche et légère.
L'essence du maillon initial du cycle énergétique de la matière dans la lithosphère est l'absorption du rayonnement solaire entrant par les roches à la surface de la terre, ce qui conduit à leur destruction en argile et en débris (processus d'hypergenèse). Les produits de destruction accumulent d’énormes quantités de rayonnement solaire sous forme d’énergie potentielle de surface libre, interne et géochimique. Sous l'influence de la gravité, les produits de l'hypergenèse sont transportés vers des zones basses, se mélangeant et faisant la moyenne de leur composition chimique. En fin de compte, l’argile et le sable sont transportés au fond des mers, où ils s’accumulent en couches (processus de sédimentogenèse). Une coquille en couches de la lithosphère se forme, dont environ 80 % est de l'argile. Composition chimique de l'argile = (granit + basalte)/2.
Au stade intermédiaire du cycle, des couches d'argile s'enfoncent dans les profondeurs et se chevauchent avec de nouvelles couches. L'augmentation de la pression lithostatique (la masse des couches sus-jacentes) entraîne l'extraction de l'eau avec les sels et les gaz dissous de l'argile, la compression des minéraux argileux et une diminution des distances entre leurs atomes. Cela provoque la recristallisation de la masse argileuse en schistes cristallins, gneiss et granites. Lors de la recristallisation, l'énergie potentielle (énergie solaire accumulée) se transforme en chaleur cinétique, qui est libérée par le granit cristallin et absorbée par une solution eau-silicate de composition basaltique située dans les pores entre les cristaux de granit.
La dernière étape du cycle implique l'évacuation de la solution basaltique chauffée vers la surface de la lithosphère, où les gens l'appellent lave. Le volcanisme est le dernier maillon du cycle de l'énergie et de la matière dans la lithosphère, dont l'essence est l'élimination de la solution de basalte chauffée formée lors de la recristallisation de l'argile en granit.
L'énergie thermique générée lors de la recristallisation de l'argile, remontant à la surface de la lithosphère, crée pour l'homme l'illusion de recevoir une énergie profonde (endogène). En fait, il s’agit d’énergie solaire libérée transformée en chaleur. Dès que l'énergie thermique apparaît lors de la recristallisation, elle est immédiatement évacuée vers le haut, il n'y a donc pas d'énergie endogène (processus endogènes) en profondeur.
Ainsi, l'idée de processus exogènes et endogènes est un simulacre.
Nootique est la circulation d'énergie et de matière dans la lithosphère, provoquée par l'afflux d'énergie solaire et la présence d'un champ gravitationnel.
L'idée de processus exogènes et endogènes en géologie est le résultat de la perception du monde de la coquille de pierre du globe tel qu'une personne le voit (veut le voir). Cela a déterminé la manière de penser déductive et fragmentaire des géologues.
Mais le monde naturel n’a pas été créé par l’homme et on ne sait pas à quoi il ressemble. Pour le comprendre, il est nécessaire d'utiliser une manière de penser inductive et systématique, qui est mise en œuvre dans le modèle du cycle de l'énergie et de la matière dans la lithosphère, en tant que système de processus géologiques.
Des questions
1.Processus endogènes et exogènes
Tremblement de terre
.Propriétés physiques des minéraux
.Mouvements épiirogènes
.Bibliographie
1. PROCESSUS EXOGÈNES ET ENDOGÈNES
Les processus exogènes sont des processus géologiques se produisant à la surface de la Terre et dans les régions les plus parties supérieures la croûte terrestre (altération, érosion, activité glaciaire, etc.) ; sont causées principalement par l’énergie du rayonnement solaire, la gravité et l’activité vitale des organismes.
L'érosion (du latin erosio - érosion) est la destruction des roches et des sols par les écoulements d'eau de surface et le vent, comprenant la séparation et l'enlèvement de fragments de matériaux et accompagnée de leur dépôt.
Souvent, en particulier dans la littérature étrangère, l'érosion est comprise comme toute activité destructrice de forces géologiques, telles que les vagues, les glaciers, la gravité ; dans ce cas, l'érosion est synonyme de dénudation. Mais il existe aussi pour eux des termes particuliers : abrasion (érosion par les vagues), exaration (érosion glaciaire), processus gravitationnels, solifluxion, etc. Le même terme (déflation) est utilisé en parallèle avec le concept d'érosion éolienne, mais ce dernier est beaucoup plus fréquent.
En fonction de la vitesse de développement, l'érosion est divisée en normale et accélérée. La normale se produit toujours en présence d'un ruissellement prononcé, se produit plus lentement que la formation du sol et n'entraîne pas de changements notables dans le niveau et la forme de la surface de la Terre. L'accélération est plus rapide que la formation du sol, entraîne une dégradation du sol et s'accompagne d'un changement notable de la topographie. Pour certaines raisons, on distingue l'érosion naturelle et l'érosion anthropique. Il convient de noter que l’érosion anthropique n’est pas toujours accélérée, et vice versa.
Le travail des glaciers est l'activité de relief des glaciers de montagne et de couverture, consistant en la capture de particules rocheuses par un glacier en mouvement, leur transfert et leur dépôt lors de la fonte des glaces.
Processus endogènes Les processus endogènes sont des processus géologiques associés à l'énergie survenant dans les profondeurs de la Terre solide. Les processus endogènes comprennent les processus tectoniques, le magmatisme, le métamorphisme et l'activité sismique.
Processus tectoniques - formation de failles et de plis.
Le magmatisme est un terme qui combine des processus effusifs (volcanisme) et intrusifs (plutonisme) dans le développement de zones plissées et de plates-formes. Le magmatisme s'entend comme l'ensemble de tous les processus géologiques dont le moteur est le magma et ses dérivés.
Le magmatisme est une manifestation de l'activité profonde de la Terre ; elle est étroitement liée à son développement, à son histoire thermique et à son évolution tectonique.
On distingue le magmatisme :
géosynclinal
plate-forme
océanique
magmatisme des zones d'activation
Par profondeur de manifestation :
abyssal
hypabyssal
surface
Selon la composition du magma :
ultrabasique
basique
alcalin
À l'ère géologique moderne, le magmatisme est particulièrement développé au sein de la ceinture géosynclinale du Pacifique, des dorsales médio-océaniques, des zones récifales d'Afrique et de Méditerranée, etc. grande quantité divers gisements minéraux.
L'activité sismique est une mesure quantitative du régime sismique, déterminée par le nombre moyen de sources sismiques dans une certaine plage de magnitudes d'énergie qui se produisent sur le territoire considéré pendant une certaine période d'observation.
2. TREMBLEMENTS DE TERRE
croûte terrestre géologique épiirogène
L'action la plus distincte Forces internes La Terre se révèle dans le phénomène des tremblements de terre, qui s'entendent comme des secousses de la croûte terrestre provoquées par des déplacements de roches dans les entrailles de la Terre.
Tremblement de terre- un phénomène assez courant. On l'observe sur de nombreuses parties des continents, ainsi qu'au fond des océans et des mers (en ce dernier cas ils parlent d’un « tremblement de terre »). Le nombre de tremblements de terre sur la planète atteint plusieurs centaines de milliers par an, soit en moyenne un à deux tremblements de terre par minute. La force d'un tremblement de terre varie : la plupart d'entre eux ne sont détectés que par des instruments très sensibles - les sismographes, d'autres sont ressentis directement par une personne. Le nombre de ces derniers atteint deux à trois mille par an et ils sont répartis de manière très inégale: dans certaines régions, de tels tremblements de terre sont très fréquents, tandis que dans d'autres, ils sont exceptionnellement rares, voire pratiquement absents.
Les tremblements de terre peuvent être divisés en endogènesassociés à des processus se produisant au plus profond de la Terre, et exogène, en fonction des processus qui se produisent près de la surface de la Terre.
Aux tremblements de terre naturelsIl s'agit notamment des tremblements de terre volcaniques provoqués par des éruptions volcaniques et des tremblements de terre tectoniques provoqués par le mouvement de la matière dans les profondeurs de la Terre.
Aux tremblements de terre exogènesinclure les tremblements de terre résultant d'effondrements souterrains associés au karst et à certains autres phénomènes, des explosions de gaz, etc. Les tremblements de terre exogènes peuvent également être provoqués par des processus se produisant à la surface même de la Terre : chutes de pierres, impacts de météorites, chutes d'eau de grandes hauteurs et autres phénomènes, ainsi que par des facteurs associés à l'activité humaine (explosions artificielles, fonctionnement des machines, etc.) .
Génétiquement, les tremblements de terre peuvent être classés comme suit : Naturel
Endogène : a) tectonique, b) volcanique. Exogène : a) glissements de terrain karstiques, b) atmosphériques c) dus aux vagues, cascades, etc. Artificiel
a) des explosions, b) des tirs d'artillerie, c) de l'effondrement artificiel des roches, d) du transport, etc.
Dans le cours de géologie, seuls les séismes associés à des processus endogènes sont pris en compte.
Lorsque de forts tremblements de terre se produisent dans des zones densément peuplées, ils causent d’énormes dégâts aux humains. En termes de catastrophes causées à l’homme, les tremblements de terre ne peuvent être comparés à aucun autre phénomène naturel. Par exemple, au Japon, lors du tremblement de terre du 1er septembre 1923, qui n'a duré que quelques secondes, 128 266 maisons ont été entièrement détruites et 126 233 partiellement détruites, environ 800 navires ont été perdus et 142 807 personnes ont été tuées ou portées disparues. Plus de 100 000 personnes ont été blessées.
Il est extrêmement difficile de décrire le phénomène d'un tremblement de terre, car l'ensemble du processus ne dure que quelques secondes ou minutes, et une personne n'a pas le temps de percevoir toute la variété des changements qui se produisent dans la nature pendant cette période. L'attention se concentre généralement uniquement sur les destructions colossales résultant d'un tremblement de terre.
C'est ainsi que M. Gorki décrit le tremblement de terre survenu en Italie en 1908, dont il fut un témoin oculaire : « La terre bourdonnait sourdement, gémissait, se courbait sous nos pieds et s'inquiétait, formant de profondes fissures - comme si dans les profondeurs un énorme ver , endormi depuis des siècles, s'était réveillé et se tournait et se retournait. ... Frémissant et chancelant, les bâtiments s'inclinèrent, des fissures serpentaient le long de leurs murs blancs, comme des éclairs, et les murs s'effondrèrent, recouvrant les rues étroites et les gens parmi eux. .. Le rugissement souterrain, le fracas des pierres, le cri du bois couvraient les appels à l'aide, les cris de folie. La terre est agitée comme la mer, jetant de sa poitrine des palais, des cabanes, des temples, des casernes, des prisons, des écoles, détruisant à chaque frémissement des centaines et des milliers de femmes, d'enfants, de riches et de pauvres. "
À la suite de ce tremblement de terre, la ville de Messine et plusieurs autres colonies ont été détruites.
La séquence générale de tous les phénomènes lors d'un tremblement de terre a été étudiée par I.V. Mushketov lors du plus grand tremblement de terre d'Asie centrale, le tremblement de terre d'Alma-Ata de 1887.
Le 27 mai 1887, dans la soirée, comme l'ont écrit des témoins oculaires, il n'y avait aucun signe de tremblement de terre, mais les animaux domestiques se comportaient de manière agitée, ne prenaient pas de nourriture, se détachaient de leur laisse, etc. Le matin du 28 mai, à 4 heures : Vers 35 heures, un grondement souterrain se fait entendre et une poussée assez forte. La secousse n'a pas duré plus d'une seconde. Quelques minutes plus tard, le bourdonnement reprit ; il ressemblait au tintement sourd de nombreuses cloches puissantes ou au rugissement d'une artillerie lourde qui passait. Le rugissement a été suivi de violents coups écrasants : le plâtre est tombé dans les maisons, les verres se sont envolés, les poêles se sont effondrés, les murs et les plafonds sont tombés : les rues étaient remplies de poussière grise. Les bâtiments massifs en pierre ont été les plus gravement endommagés. Les murs nord et sud des maisons situées le long du méridien sont tombés, tandis que les murs ouest et est ont été conservés. Au début, il semblait que la ville n'existait plus, que tous les bâtiments étaient détruits sans exception. Les secousses et secousses, bien que moins violentes, se sont poursuivies tout au long de la journée. De nombreuses maisons endommagées mais auparavant debout sont tombées à cause de ces secousses plus faibles.
Des glissements de terrain et des fissures se sont formés dans les montagnes, à travers lesquels des courants d'eau souterraine sont remontés à la surface à certains endroits. Le sol argileux des pentes des montagnes, déjà fortement mouillé par la pluie, a commencé à ramper, encombrant le lit des rivières. Collectée par les ruisseaux, toute cette masse de terre, de décombres et de rochers, sous forme d'épaisses coulées de boue, se précipitait au pied des montagnes. L'un de ces ruisseaux s'étendait sur 10 km et mesurait 0,5 km de large.
Les destructions dans la ville d'Almaty elle-même ont été énormes : sur 1 800 maisons, seules quelques maisons ont survécu, mais le nombre de victimes humaines a été relativement faible (332 personnes).
De nombreuses observations ont montré que les murs sud des maisons se sont effondrés en premier (une fraction de seconde plus tôt), puis ceux du nord, et que les cloches de l'église de l'Intercession (au nord de la ville) ont sonné quelques secondes après. les destructions survenues dans la partie sud de la ville. Tout cela indiquait que le centre du tremblement de terre se trouvait au sud de la ville.
La plupart des fissures des maisons étaient également inclinées vers le sud, ou plus précisément vers le sud-est (170°) selon un angle de 40-60°. En analysant la direction des fissures, I.V. Mushketov est arrivé à la conclusion que la source des ondes sismiques était située à une profondeur de 10 à 12 km, à 15 km au sud d'Alma-Ata.
Le centre profond ou foyer d’un tremblement de terre est appelé l’hypocentre. DANSDans le plan, il est délimité par une zone ronde ou ovale.
Zone située en surface La terre au-dessus de l'hypocentre s'appelleépicentre . Elle se caractérise par une destruction maximale, avec de nombreux objets se déplaçant verticalement (rebondissant), et les fissures dans les maisons sont situées très abruptement, presque verticalement.
La zone de l'épicentre du tremblement de terre d'Alma-Ata a été déterminée à 288 km ² (36 *8 km), et la zone où le séisme a été le plus puissant couvrait une superficie de 6000 km ². Une telle zone était appelée pleistoseist (« pleisto » - le plus grand et « seistos » - secoué).
Le tremblement de terre d'Alma-Ata s'est poursuivi pendant plus d'une journée : après les secousses du 28 mai 1887, des secousses de moindre force se sont produites pendant plus de deux ans. à intervalles de plusieurs heures, puis de plusieurs jours. En seulement deux ans, il y a eu plus de 600 grèves, qui se sont progressivement affaiblies.
L’histoire de la Terre décrit des tremblements de terre avec encore plus de secousses. Par exemple, en 1870, des secousses ont commencé dans la province de Phocide en Grèce, qui ont duré trois ans. Au cours des trois premiers jours, les secousses se sont succédées toutes les 3 minutes ; au cours des cinq premiers mois, environ 500 000 secousses se sont produites, dont 300 destructrices et se sont succédées avec un intervalle moyen de 25 secondes. En trois ans, plus de 750 000 grèves ont eu lieu.
Ainsi, un tremblement de terre ne se produit pas à la suite d’un événement ponctuel se produisant en profondeur, mais à la suite d’un processus à long terme de mouvement de matière dans les parties intérieures du globe.
Habituellement, le choc initial important est suivi d’une chaîne de chocs plus petits, et toute cette période peut être appelée la période sismique. Tous les chocs d'une période proviennent d'un hypocentre commun, qui peut parfois se déplacer au cours du développement, et donc l'épicentre se déplace également.
Ceci est clairement visible dans un certain nombre d'exemples de tremblements de terre dans le Caucase, ainsi que dans le tremblement de terre dans la région d'Achgabat, survenu le 6 octobre 1948. Le choc principal a duré 1 heure 12 minutes sans chocs préliminaires et a duré 8 à 10 secondes. Durant cette période, d'énormes destructions ont eu lieu dans la ville et les villages environnants. Les maisons à un étage en briques brutes se sont effondrées et les toits ont été recouverts de piles de briques, d'ustensiles ménagers, etc. Les murs individuels des maisons plus solides sont tombés et les tuyaux et les poêles se sont effondrés. Il est intéressant de noter que les bâtiments ronds (ascenseur, mosquée, cathédrale, etc.) ont mieux résisté au choc que les bâtiments quadrangulaires ordinaires.
L'épicentre du séisme était situé à 25 km. au sud-est d'Achgabat, dans la zone de la ferme d'État de Karagaudan. La région épicentrale s'est avérée allongée vers le nord-ouest. L'hypocentre était situé à une profondeur de 15 à 20 km. La longueur de la région pléistoseiste atteignait 80 km et sa largeur 10 km. La période du tremblement de terre d'Achgabat a été longue et composée de nombreuses secousses (plus de 1000), dont les épicentres étaient situés au nord-ouest de la principale dans une bande étroite située au pied du Kopet-Dag.
Les hypocentres de toutes ces répliques se trouvaient à la même faible profondeur (environ 20 à 30 km) que l’hypocentre du choc principal.
Les hypocentres des tremblements de terre peuvent être situés non seulement sous la surface des continents, mais également sous le fond des mers et des océans. Lors des séismes marins, la destruction des villes côtières est également très importante et s'accompagne de pertes humaines.
Le tremblement de terre le plus puissant s'est produit en 1775 au Portugal. La région pléistoséiste de ce tremblement de terre couvrait une superficie immense ; l'épicentre était situé sous le fond du golfe de Gascogne, près de la capitale du Portugal, Lisbonne, qui a été la plus durement touchée.
Le premier choc s'est produit dans l'après-midi du 1er novembre et s'est accompagné d'un terrible rugissement. Selon des témoins oculaires, le sol s’est élevé puis s’est effondré d’une coudée complète. Les maisons s'écroulèrent dans un fracas terrible. L'immense monastère situé sur la montagne se balançait si violemment d'un côté à l'autre qu'il menaçait de s'effondrer à chaque minute. Les secousses ont continué pendant 8 minutes. Quelques heures plus tard, le tremblement de terre a repris.
Le remblai de Marbre s'est effondré et a été submergé. Les personnes et les navires se trouvant près du rivage ont été attirés dans l'entonnoir d'eau qui en a résulté. Après le tremblement de terre, la profondeur de la baie au niveau du remblai a atteint 200 m.
La mer s'est retirée au début du tremblement de terre, mais ensuite une énorme vague de 26 m de haut a frappé le rivage et a inondé la côte sur une largeur de 15 km. Il y a eu trois vagues de ce type, qui se sont succédées. Ce qui a survécu au tremblement de terre a été emporté par les eaux et emporté vers la mer. Plus de 300 navires ont été détruits ou endommagés rien que dans le port de Lisbonne.
Les vagues du tremblement de terre de Lisbonne ont traversé tout l'océan Atlantique : près de Cadix leur hauteur atteignait 20 m, sur la côte africaine, au large de Tanger et du Maroc - 6 m, sur les îles de Funchal et Madera - jusqu'à 5 m. Les vagues ont traversé l'océan Atlantique et ont été ressenties au large des côtes américaines sur les îles de la Martinique, de la Barbade, d'Antigua, etc. Le tremblement de terre de Lisbonne a tué plus de 60 000 personnes.
De telles vagues surviennent assez souvent lors de tremblements de terre ; elles sont appelées tsutsnas. La vitesse de propagation de ces ondes varie de 20 à 300 m/sec selon : la profondeur de l'océan ; la hauteur des vagues atteint 30 m.
L'assèchement de la côte avant un tsunami dure généralement plusieurs minutes et atteint dans des cas exceptionnels une heure. Les tsunamis se produisent uniquement lors de séismes marins lorsqu'une certaine partie du fond s'effondre ou monte.
L’apparition des tsunamis et des vagues de marée basse s’explique comme suit. Dans la région épicentrale, en raison de la déformation du fond, se forme une onde de pression qui se propage vers le haut. La mer à cet endroit ne gonfle que fortement, des courants à court terme se forment à la surface, divergent dans toutes les directions, ou « bout » avec de l'eau projetée jusqu'à une hauteur allant jusqu'à 0,3 m. Tout cela est accompagné d'un bourdonnement. L'onde de pression se transforme ensuite en surface en vagues de tsunami, se propageant dans différentes directions. Les marées basses précédant un tsunami s'expliquent par le fait que l'eau s'engouffre d'abord dans un trou sous-marin, d'où elle est ensuite poussée vers la région épicentrale.
Lorsque les épicentres se situent dans des zones densément peuplées, les tremblements de terre provoquent d’énormes catastrophes. Les tremblements de terre au Japon ont été particulièrement destructeurs, où 233 tremblements de terre ont été enregistrés sur 1 500 ans. tremblements de terre majeurs avec un nombre de secousses dépassant les 2 millions.
Les tremblements de terre en Chine provoquent de grandes catastrophes. Lors de la catastrophe du 16 décembre 1920, plus de 200 000 personnes sont mortes dans la région du Kansu, la principale cause de décès étant l'effondrement d'habitations creusées dans le loess. Des tremblements de terre d'une magnitude exceptionnelle se sont produits en Amérique. Un tremblement de terre dans la région de Riobamba en 1797 a tué 40 000 personnes et détruit 80 % des bâtiments. En 1812, la ville de Caracas (Venezuela) fut complètement détruite en 15 secondes. La ville de Concepcion au Chili a été presque entièrement détruite à plusieurs reprises, la ville de San Francisco a été gravement endommagée en 1906. En Europe, les plus grandes destructions ont été observées après le tremblement de terre en Sicile, où en 1693 50 villages ont été détruits et plus de 60 000 personnes sont mortes. .
Sur le territoire de l'URSS, les tremblements de terre les plus destructeurs se sont produits dans le sud de l'Asie centrale, en Crimée (1927) et dans le Caucase. La ville de Shemakha en Transcaucasie a particulièrement souvent souffert de tremblements de terre. Elle fut détruite en 1669, 1679, 1828, 1856, 1859, 1872, 1902. Jusqu'en 1859, la ville de Shemakha était le centre provincial de la Transcaucasie orientale, mais à cause du tremblement de terre, la capitale a dû être déplacée à Bakou. En figue. 173 montre l'emplacement des épicentres des tremblements de terre de Shemakha. Tout comme au Turkménistan, ils sont situés le long d’une certaine ligne s’étendant vers le nord-ouest.
Lors des tremblements de terre, des changements importants se produisent à la surface de la Terre, se traduisant par la formation de fissures, de creux, de plis, le soulèvement de zones individuelles sur terre, la formation d'îles dans la mer, etc. Ces perturbations, appelées sismiques, contribuent souvent à la formation de puissants glissements de terrain, glissements de terrain, coulées de boue et coulées de boue en montagne, à l'émergence de nouvelles sources, à l'arrêt des anciennes, à la formation de collines de boue, aux émissions de gaz, etc. Les perturbations formées après les tremblements de terre sont appelées post-sismique.
Phénomènes. Les phénomènes sismiques associés aux tremblements de terre à la surface de la Terre et à l'intérieur de celle-ci sont appelés phénomènes sismiques. La science qui étudie les phénomènes sismiques s'appelle la sismologie.
3. PROPRIÉTÉS PHYSIQUES DES MINÉRAUX
Bien que les principales caractéristiques des minéraux (composition chimique et structure cristalline interne) soient établies sur la base d’analyses chimiques et de diffraction des rayons X, elles se reflètent indirectement dans des propriétés facilement observables ou mesurées. Pour diagnostiquer la plupart des minéraux, il suffit de déterminer leur éclat, leur couleur, leur clivage, leur dureté et leur densité.
Briller(métallique, semi-métallique et non métallique - diamant, verre, gras, cireux, soyeux, nacré, etc.) est déterminé par la quantité de lumière réfléchie par la surface du minéral et dépend de son indice de réfraction. Sur la base de la transparence, les minéraux sont divisés en transparents, translucides, translucides en fragments minces et opaques. La détermination quantitative de la réfraction et de la réflexion de la lumière n'est possible qu'au microscope. Certains minéraux opaques réfléchissent fortement la lumière et ont un éclat métallique. Ceci est courant dans les minerais tels que la galène (minéral de plomb), la chalcopyrite et la bornite (minéraux de cuivre), l'argentite et l'acanthite (minéraux d'argent). La plupart des minéraux absorbent ou transmettent une partie importante de la lumière qui les frappe et ont un éclat non métallique. Certains minéraux ont un éclat qui passe du métallique au non métallique, appelé semi-métallique.
Les minéraux à éclat non métallique sont généralement de couleur claire, certains d'entre eux sont transparents. Le quartz, le gypse et le mica clair sont souvent transparents. D'autres minéraux (par exemple, le quartz blanc laiteux) qui transmettent la lumière, mais à travers lesquels les objets ne peuvent pas être clairement distingués, sont appelés translucides. Les minéraux contenant des métaux diffèrent des autres par la transmission de la lumière. Si la lumière traverse un minéral, au moins dans les bords les plus fins des grains, alors il est, en règle générale, non métallique ; si la lumière ne passe pas à travers, alors c'est du minerai. Il existe cependant des exceptions : par exemple, la sphalérite (minéral de zinc) ou le cinabre (minéral de mercure) de couleur claire sont souvent transparents ou translucides.
Les minéraux diffèrent par les caractéristiques qualitatives de leur éclat non métallique. L'argile a un éclat terne et terreux. Le quartz sur les bords des cristaux ou sur les surfaces de fracture est vitreux, le talc, divisé en fines feuilles le long des plans de clivage, est de la nacre. Brillant, scintillant, comme un diamant, l'éclat s'appelle diamant.
Lorsque la lumière tombe sur un minéral avec un éclat non métallique, elle est partiellement réfléchie par la surface du minéral et partiellement réfractée au niveau de cette limite. Chaque substance est caractérisée par un certain indice de réfraction. Parce qu’il peut être mesuré avec une grande précision, il s’agit d’une caractéristique diagnostique très utile des minéraux.
La nature de l’éclat dépend de l’indice de réfraction, et tous deux dépendent de la composition chimique et de la structure cristalline du minéral. En général, les minéraux transparents contenant des atomes de métaux lourds se caractérisent par un éclat élevé et un indice de réfraction élevé. Ce groupe comprend des minéraux courants tels que l'anglésite (sulfate de plomb), la cassitérite (oxyde d'étain) et la titanite ou le sphène (silicate de calcium et de titane). Les minéraux composés d'éléments relativement légers peuvent également avoir un éclat élevé et un indice de réfraction élevé si leurs atomes sont étroitement emballés et maintenus solides. liaisons chimiques. Un exemple frappant est un diamant constitué d’un seul élément léger, le carbone. Dans une moindre mesure, cela est également vrai pour le corindon minéral (Al 2Ô 3), dont les variétés de couleur transparente - rubis et saphirs - sont des pierres précieuses. Bien que le corindon soit composé d’atomes légers d’aluminium et d’oxygène, ils sont si étroitement liés les uns aux autres que le minéral a un éclat assez fort et un indice de réfraction relativement élevé.
Certains brillants (huileux, cireux, mat, soyeux, etc.) dépendent de l'état de surface du minéral ou de la structure de l'agrégat minéral ; un éclat résineux est caractéristique de nombreuses substances amorphes (y compris les minéraux contenant les éléments radioactifs uranium ou thorium).
Couleur- un signe de diagnostic simple et pratique. Les exemples incluent la pyrite jaune de laiton (FeS 2), la galène gris plomb (PbS) et l'arsénopyrite blanc argenté (FeAsS 2). Dans d'autres minerais à éclat métallique ou semi-métallique, la couleur caractéristique peut être masquée par le jeu de lumière dans une fine pellicule superficielle (ternissement). Ceci est commun à la plupart des minéraux de cuivre, en particulier la bornite, appelée « minerai de paon » en raison de sa ternissure bleu-vert irisée qui se développe rapidement lorsqu'elle est fraîchement fracturée. Cependant, d'autres minéraux de cuivre sont peints dans des couleurs familières : malachite - vert, azurite - bleu.
Certains minéraux non métalliques sont indéniablement reconnaissables à la couleur déterminée par l'élément chimique principal (jaune - soufre et noir - gris foncé - graphite, etc.). De nombreux minéraux non métalliques sont constitués d'éléments qui ne leur confèrent pas de couleur spécifique, mais ils ont des variétés colorées dont la couleur est due à la présence d'impuretés d'éléments chimiques en petites quantités, non comparables à l'intensité de la couleur. ils causent. Ces éléments sont appelés chromophores ; leurs ions sont caractérisés par une absorption sélective de la lumière. Par exemple, l’améthyste violet foncé doit sa couleur à une trace de fer dans le quartz, tandis que la couleur vert foncé de l’émeraude est due à la petite quantité de chrome dans le béryl. Les couleurs des minéraux normalement incolores peuvent résulter de défauts dans la structure cristalline (causés par des positions atomiques non remplies dans le réseau ou par l'incorporation d'ions étrangers), qui peuvent provoquer une absorption sélective de certaines longueurs d'onde dans le spectre de la lumière blanche. Ensuite, les minéraux sont peints dans des couleurs supplémentaires. Rubis, saphirs et alexandrites doivent précisément leur couleur à ces effets de lumière.
Les minéraux incolores peuvent être colorés par des inclusions mécaniques. Ainsi, une fine dissémination dispersée d'hématite donne au quartz une couleur rouge, la chlorite - verte. Le quartz laiteux est trouble avec des inclusions gaz-liquides. Bien que la couleur minérale soit l’une des propriétés les plus faciles à déterminer en diagnostic minéral, elle doit être utilisée avec prudence car elle dépend de nombreux facteurs.
Malgré la variabilité de la couleur de nombreux minéraux, la couleur de la poudre minérale est très constante et constitue donc un élément de diagnostic important. En règle générale, la couleur d'une poudre minérale est déterminée par la ligne (appelée « couleur de ligne ») que le minéral laisse lorsqu'il est passé sur une assiette en porcelaine non émaillée (biscuit). Par exemple, le minéral fluorine se décline en différentes couleurs, mais sa strie est toujours blanche.
Clivage- très parfait, parfait, moyen (clair), imparfait (peu clair) et très imparfait - s'exprime dans la capacité des minéraux à se diviser dans certaines directions. Une fracture (lisse, étagée, inégale, éclatée, conchoïdale, etc.) caractérise la surface de fente d'un minéral qui ne s'est pas produite le long du clivage. Par exemple, le quartz et la tourmaline, dont la surface de fracture ressemble à un éclat de verre, présentent une fracture conchoïdale. Dans d'autres minéraux, la fracture peut être décrite comme rugueuse, irrégulière ou éclatée. Pour de nombreux minéraux, la caractéristique n’est pas la fracture, mais le clivage. Cela signifie qu’ils se clivent selon des plans lisses directement liés à leur structure cristalline. Les forces de liaison entre les plans du réseau cristallin peuvent varier en fonction de la direction cristallographique. S'ils sont beaucoup plus gros dans certaines directions que dans d'autres, le minéral se divisera à travers la liaison la plus faible. Puisque le clivage est toujours parallèle aux plans atomiques, il peut être désigné en indiquant des directions cristallographiques. Par exemple, l'halite (NaCl) a un clivage cubique, c'est-à-dire trois directions mutuellement perpendiculaires de division possible. Le clivage se caractérise également par la facilité de manifestation et la qualité de la surface de clivage qui en résulte. Le mica a un clivage très parfait dans une direction, c'est-à-dire se divise facilement en feuilles très fines avec une surface lisse et brillante. Topaz a un clivage parfait dans une direction. Les minéraux peuvent avoir deux, trois, quatre ou six directions de clivage, le long desquelles ils se fracturent également facilement, ou plusieurs directions de clivage à des degrés divers. Certains minéraux n’ont aucun clivage. Étant donné que le clivage, en tant que manifestation de la structure interne des minéraux, est leur propriété constante, il constitue un élément de diagnostic important.
Dureté- la résistance que procure le minéral lorsqu'il est rayé. La dureté dépend de la structure cristalline : plus les atomes de la structure d'un minéral sont étroitement liés les uns aux autres, plus il est difficile de le rayer. Le talc et le graphite sont des minéraux mous en forme de plaques, constitués de couches d'atomes liés entre eux par des forces très faibles. Ils sont gras au toucher : lorsqu'on les frotte contre la peau de la main, de fines couches individuelles glissent. Le minéral le plus dur est le diamant, dans lequel les atomes de carbone sont si étroitement liés qu'il ne peut être rayé que par un autre diamant. Au début du 19ème siècle. Le minéralogiste autrichien F. Moos a classé 10 minéraux par ordre croissant de dureté. Depuis lors, ils sont utilisés comme normes pour la dureté relative des minéraux, ce qu'on appelle. Échelle de Mohs (tableau 1)
Tableau 1. ÉCHELLE DE DURETÉ MOH
MinéralDureté relativeTalc 1 Gypse 2 Calcite 3 Fluorine 4 Apatite 5 Orthose 6 Quartz 7 Topaze 8 Corindon 9 Diamant 10
Pour déterminer la dureté d’un minéral, il est nécessaire d’identifier le minéral le plus dur qu’il puisse rayer. La dureté du minéral examiné sera supérieure à la dureté du minéral qu'il a gratté, mais inférieure à la dureté du minéral suivant sur l'échelle de Mohs. Les forces de liaison peuvent varier en fonction de la direction cristallographique et, comme la dureté est une estimation approximative de ces forces, elle peut varier dans différentes directions. Cette différence est généralement faible, à l'exception de la cyanite, qui a une dureté de 5 dans le sens parallèle à la longueur du cristal et de 7 dans le sens transversal.
Pour une détermination moins précise de la dureté, vous pouvez utiliser l’échelle suivante, plus simple et pratique.
2 -2,5 Miniature 3 Pièce d'argent 3,5 Pièce de bronze 5,5-6 Lame de canif 5,5-6 Vitre de fenêtre 6,5-7 Lime
Dans la pratique minéralogique, la mesure des valeurs absolues de dureté (appelées microdureté) à l'aide d'un scléromètre, exprimée en kg/mm2, est également utilisée. .
Densité.La masse des atomes des éléments chimiques varie de l'hydrogène (le plus léger) à l'uranium (le plus lourd). Toutes choses étant égales par ailleurs, la masse d’une substance constituée d’atomes lourds est supérieure à celle d’une substance constituée d’atomes légers. Par exemple, deux carbonates - l'aragonite et la cérusite - ont une structure interne similaire, mais l'aragonite contient des atomes de calcium légers et la cérusite contient des atomes de plomb lourds. De ce fait, la masse de cérusite dépasse la masse d’aragonite de même volume. La masse par unité de volume d’un minéral dépend également de la densité atomique. La calcite, comme l'aragonite, est du carbonate de calcium, mais dans la calcite, les atomes sont moins densément emballés, elle a donc moins de masse par unité de volume que l'aragonite. La masse relative, ou densité, dépend de la composition chimique et de la structure interne. La densité est le rapport de la masse d'une substance à la masse du même volume d'eau à 4°C. Ainsi, si la masse d'un minéral est de 4 g et la masse du même volume d'eau est de 1 g, alors la densité du minéral est de 4. En minéralogie, il est d'usage d'exprimer la densité en g/ cm3 .
La densité est une caractéristique diagnostique importante des minéraux et n’est pas difficile à mesurer. L’échantillon est d’abord pesé dans l’air, puis dans l’eau. Puisqu’un échantillon immergé dans l’eau est soumis à une force de poussée ascendante, son poids y est moindre que dans l’air. La perte de poids est égale au poids de l’eau déplacée. Ainsi, la densité est déterminée par le rapport entre la masse d’un échantillon dans l’air et sa perte de poids dans l’eau.
Pyro-électricité.Certains minéraux, comme la tourmaline, la calamine, etc., s'électrifient lorsqu'ils sont chauffés ou refroidis. Ce phénomène peut être observé en pollinisant un minéral réfrigérant avec un mélange de poudres de soufre et de minium. Dans ce cas, le soufre recouvre les zones chargées positivement de la surface minérale et le minium recouvre les zones chargées négativement.
Magnéticité -C'est la propriété de certains minéraux d'agir sur une aiguille magnétique ou d'être attirés par un aimant. Pour déterminer le magnétisme, utilisez une aiguille magnétique placée sur un trépied pointu, ou un sabot ou une barre magnétique. Il est également très pratique d'utiliser une aiguille ou un couteau magnétique.
Lors des tests de magnétisme, trois cas sont possibles :
a) lorsqu'un minéral sous sa forme naturelle (« par lui-même ») agit sur une aiguille magnétique,
b) lorsque le minéral ne devient magnétique qu'après calcination dans la flamme réductrice d'un chalumeau
c) lorsque le minéral ne présente aucun magnétisme avant ou après calcination dans une flamme réductrice. Pour calciner avec une flamme réductrice, vous devez prendre de petits morceaux de 2-3 mm.
Briller.De nombreux minéraux qui ne brillent pas d’eux-mêmes commencent à briller dans certaines conditions particulières.
Il existe la phosphorescence, la luminescence, la thermoluminescence et la triboluminescence des minéraux. La phosphorescence est la capacité d'un minéral à briller après exposition à l'un ou l'autre rayon (willite). La luminescence est la capacité de briller au moment de l'irradiation (scheelite lorsqu'elle est irradiée par des rayons ultraviolets et cathodiques, calcite, etc.). Thermoluminescence - brille lorsqu'elle est chauffée (fluorite, apatite).
Triboluminescence - brille au moment du grattage avec une aiguille ou du fendage (mica, corindon).
Radioactivité.De nombreux minéraux contenant des éléments tels que le niobium, le tantale, le zirconium, les terres rares, l'uranium, le thorium ont souvent une radioactivité assez importante, facilement détectable même par les radiomètres domestiques, qui peut servir de signe diagnostique important.
Pour tester la radioactivité, la valeur de fond est d'abord mesurée et enregistrée, puis le minéral est rapproché, éventuellement plus près du détecteur de l'appareil. Une augmentation des lectures de plus de 10 à 15 % peut servir d'indicateur de la radioactivité du minéral.
Conductivité électrique.Un certain nombre de minéraux ont une conductivité électrique importante, ce qui leur permet de se distinguer clairement des minéraux similaires. Peut être vérifié avec un testeur domestique ordinaire.
4. MOUVEMENTS ÉPIROGÈNES DE LA CROÛTE TERRE
Mouvements épiirogènes- des soulèvements et affaissements séculaires lents de la croûte terrestre, qui n'entraînent pas de modifications dans l'apparition primaire des couches. Ces mouvements verticaux sont de nature oscillatoire et réversibles, c'est-à-dire la hausse peut être remplacée par une baisse. Ces mouvements comprennent :
Les modernes, qui sont enregistrés dans la mémoire humaine et peuvent être mesurés instrumentalement par des nivellements répétés. La vitesse des mouvements oscillatoires modernes ne dépasse pas en moyenne 1 à 2 cm/an, et dans les zones montagneuses, elle peut atteindre 20 cm/an.
Les mouvements néotectoniques sont des mouvements qui se sont produits au cours de la période Néogène-Quaternaire (25 millions d'années). Fondamentalement, ils ne diffèrent pas des modèles modernes. Les mouvements néotectoniques sont enregistrés dans le relief moderne et la principale méthode de leur étude est géomorphologique. La vitesse de leur déplacement est d'un ordre de grandeur inférieure, dans les zones montagneuses - 1 cm/an ; en plaine - 1 mm/an.
D'anciens mouvements verticaux lents sont enregistrés dans des sections de roches sédimentaires. La vitesse des anciens mouvements oscillatoires, selon les scientifiques, est inférieure à 0,001 mm/an.
Mouvements orogéniquesse produisent dans deux directions - horizontale et verticale. La première conduit à l'effondrement des roches et à la formation de plis et de chevauchements, c'est-à-dire à la réduction de la surface terrestre. Les mouvements verticaux entraînent un soulèvement de la zone de plissement et souvent l'apparition de structures montagneuses. Les mouvements orogéniques se produisent beaucoup plus rapidement que les mouvements oscillatoires.
Ils s'accompagnent d'un magmatisme effusif et intrusif actif, ainsi que d'un métamorphisme. Au cours des dernières décennies, ces mouvements ont été expliqués par la collision de grandes plaques lithosphériques, qui se déplacent horizontalement le long de la couche asthénosphérique du manteau supérieur.
TYPES DE FAILLES TECTONIQUES
Types de perturbations tectoniques
a - formulaires pliés (pliés) ;
Dans la plupart des cas, leur formation est associée au compactage ou à la compression de la substance terrestre. Les failles plissées sont morphologiquement divisées en deux types principaux : convexes et concaves. Dans le cas d'une coupe horizontale, les couches les plus âgées sont situées au cœur du pli convexe et les couches plus jeunes sont situées sur les ailes. Les courbures concaves, en revanche, présentent des dépôts plus jeunes dans leur noyau. Dans les plis, les ailes convexes sont généralement inclinées sur les côtés depuis la surface axiale.
b - formes discontinues (disjonctives)
Les perturbations tectoniques discontinues sont les changements dans lesquels la continuité (l'intégrité) des roches est perturbée.
Les failles sont divisées en deux groupes : les failles sans déplacement des roches séparées par elles les unes par rapport aux autres et les failles avec déplacement. Les premières sont appelées fissures tectoniques, ou diaclases, les secondes sont appelées paraclases.
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Processus endogènes :
Les processus endogènes sont des processus géologiques associés à l'énergie survenant dans les profondeurs de la Terre solide. Les processus endogènes comprennent les processus tectoniques, le magmatisme, le métamorphisme et l'activité sismique.
Processus tectoniques - formation de failles et de plis.
Le magmatisme est un terme qui combine des processus effusifs (volcanisme) et intrusifs (plutonisme) dans le développement de zones plissées et de plates-formes. Le magmatisme s'entend comme l'ensemble de tous les processus géologiques dont le moteur est le magma et ses dérivés. Le magmatisme est une manifestation de l'activité profonde de la Terre ; elle est étroitement liée à son développement, à son histoire thermique et à son évolution tectonique.
Le métamorphisme est le processus de modifications minérales et structurelles en phase solide dans les roches sous l'influence de la température et de la pression en présence d'un fluide.
L'activité sismique est une mesure quantitative du régime sismique, déterminée par le nombre moyen de sources sismiques dans une certaine plage de magnitudes d'énergie qui se produisent sur le territoire considéré pendant une certaine période d'observation.
Processus exogènes :
Processus exogènes - processus géologiques se produisant à la surface de la Terre et dans les parties les plus élevées de la croûte terrestre (altération, érosion, activité glaciaire, etc.) ; sont causées principalement par l’énergie du rayonnement solaire, la gravité et l’activité vitale des organismes.
L'érosion est la destruction des roches et des sols par les écoulements des eaux de surface et le vent, comprenant le détachement et l'enlèvement de fragments de matériaux et accompagnés de leur dépôt.
En fonction de la vitesse de développement, l'érosion est divisée en normale et accélérée. La normale se produit toujours en présence d'un ruissellement prononcé, se produit plus lentement que la formation du sol et n'entraîne pas de changements notables dans le niveau et la forme de la surface de la Terre. L'accélération est plus rapide que la formation du sol, entraîne une dégradation du sol et s'accompagne d'un changement notable de la topographie.
Pour certaines raisons, on distingue l'érosion naturelle et l'érosion anthropique.
Interactions :
Le relief est formé à la suite de l'interaction de processus endogènes et exogènes.
21. Altération physique des roches :
L'altération physique des roches est le processus de fragmentation mécanique des roches sans modifier la composition chimique des minéraux qui les forment.
L'altération physique se produit activement lors de grandes fluctuations des températures quotidiennes et saisonnières, par exemple dans les déserts chauds, où la surface du sol se réchauffe parfois jusqu'à 60 - 70°C et se refroidit jusqu'à près de 0°C la nuit.
Le processus de destruction s'intensifie lorsque l'eau se condense et gèle dans les fissures des roches, car lorsqu'elle gèle, l'eau se dilate et puissance énorme appuie sur les murs.
Dans les climats secs, les sels qui cristallisent dans les fissures des roches jouent un rôle similaire. Ainsi, le sel de calcium CaSO4, se transformant en gypse (CaSO4 - 2H2O), augmente de volume de 33 %. En conséquence, des fragments individuels commencent à se détacher de la roche, brisés par un réseau de fissures, et, avec le temps, sa surface peut subir une destruction mécanique complète, ce qui favorise l'altération chimique.
22. Altération chimique des roches :
L'altération chimique est le processus de modification chimique des roches et des minéraux et de formation de nouveaux composés plus simples par des réactions de dissolution, d'hydrolyse, d'hydratation et d'oxydation. Les facteurs les plus importants dans l'altération chimique sont l'eau, le dioxyde de carbone et l'oxygène. L'eau agit comme un solvant actif pour les roches et les minéraux, et le dioxyde de carbone dissous dans l'eau renforce l'effet destructeur de l'eau. La principale réaction chimique de l'eau avec les minéraux des roches ignées - l'hydrolyse - conduit au remplacement des cations des éléments alcalins et alcalino-terreux du réseau cristallin par les ions hydrogène des molécules d'eau dissociées. L'hydratation est également associée à l'activité de l'eau - le processus chimique consistant à ajouter de l'eau aux minéraux. À la suite de la réaction, la surface des minéraux est détruite, ce qui renforce leur interaction avec la solution aqueuse environnante, les gaz et d’autres facteurs d’altération. La réaction d'ajout d'oxygène et de formation d'oxydes (acides, basiques, amphotères, salifiants) est appelée oxydation. Les processus oxydatifs sont répandus lors de l'altération des minéraux contenant des sels métalliques, en particulier du fer. En raison de l'altération chimique, l'état physique des minéraux change et leur réseau cristallin est détruit. La roche s'enrichit de nouveaux minéraux (secondaires) et acquiert des propriétés telles que la cohésion, la capacité d'humidité, la capacité d'absorption, etc.
23. Altération organique des roches :
L'altération des roches est un processus complexe dans lequel il existe plusieurs formes de manifestation. 1ère forme - concassage mécanique des roches et minéraux sans les modifier de manière significative propriétés chimiques- appelée altération mécanique ou physique. La deuxième forme – un changement chimique dans une substance, conduisant à la transformation des minéraux d'origine en de nouveaux – est appelée altération chimique. 3ème forme - altération organique (biologique-chimique) : les minéraux et les roches sont modifiés physiquement et principalement chimiquement sous l'influence de l'activité vitale des organismes et de la matière organique formée lors de leur décomposition.
Altération organique :
La destruction des roches par les organismes s'effectue par des moyens physiques ou chimiques. Les plantes les plus simples - les lichens - sont capables de s'installer sur n'importe quelle roche et d'en extraire des nutriments grâce aux acides organiques qu'elles sécrètent ; ceci est confirmé par des expériences de plantation de lichens sur du verre lisse. Après un certain temps, un trouble est apparu sur le verre, indiquant sa dissolution partielle. Les plantes les plus simples préparent le terrain à la vie à la surface des roches des plantes plus organisées.
La végétation ligneuse apparaît parfois à la surface des roches dépourvues de couverture de sol meuble. Les racines des plantes utilisent les fissures de la roche et les élargissent progressivement. Ils sont capables de déchirer même des roches très denses, car la turgescence, ou pression, développée dans les cellules du tissu racinaire atteint 60 à 100 atm. Les vers de terre, les fourmis et les termites jouent un rôle important dans la destruction de la croûte terrestre dans sa partie supérieure, qui effectuent de nombreux passages souterrains, facilitant la pénétration de l'air contenant de l'humidité et du CO2 dans le sol - de puissants facteurs d'altération chimique.
24. Minéraux formés lors de l'altération des roches :
DÉPÔTS altérés - dépôts de minéraux apparus dans la croûte altérée lors de la décomposition des roches proches de la surface de la Terre sous l'influence de l'eau, du dioxyde de carbone, de l'oxygène, ainsi que des matières organiques et acides inorganiques. Parmi les dépôts d'altération, on distingue les dépôts d'infiltration et les dépôts résiduels. Les gisements d'altération comprennent certains gisements de minerais de Fe, Mn, S, Ni, de bauxite, de kaolin, d'apatite et de barytine.
Les gisements d'infiltration comprennent des gisements de minerais d'uranium, de cuivre et de soufre natif. Un exemple en est les gisements répandus de minerais d'uranium dans les couches de grès (par exemple, le plateau du Colorado). Les gisements minéraux résiduels comprennent des gisements de minerais de silicate de nickel, de fer, de manganèse, de bauxite, de magnésite et de kaolin. Parmi eux, les plus typiques sont les gisements de nickel du CCCP (Oural du Sud), de Kuba et du Nord de la Calédonie.
25. Activité géologique du vent :
L'activité éolienne est l'un des facteurs les plus importants du relief. Les processus associés à l'activité du vent sont appelés éoliens (Éole est le dieu des vents dans la mythologie grecque).
L'influence du vent sur le terrain se produit dans deux directions :
L'altération est la destruction et la transformation des roches.
Mouvement de matière – accumulations géantes de particules de sable ou d’argile.
L'activité destructrice du vent se compose de deux processus : la déflation et la corrosion.
La déflation est le processus par lequel le vent souffle et disperse des particules de roches meubles.
La corrosion (grattage, grattage) est le processus d'abrasion mécanique des roches par les débris charriés par le vent. Cela implique le tournage, le meulage et le forage de roches.
26. Activité géologique de la mer :
Les mers et océans occupent environ 361 millions de km2. (70,8% de la surface totale de la Terre). Le volume total d’eau est 10 fois supérieur au volume de terre s’élevant au-dessus du niveau de l’eau, soit 1 370 millions de km2. Cette énorme masse d’eau est en mouvement constant et effectue donc un grand travail de destruction et de création. Au cours de la longue histoire du développement de la croûte terrestre, les mers et les océans ont changé plus d'une fois leurs limites. Presque toute la surface des terres modernes a été inondée à plusieurs reprises par leurs eaux. D'épaisses couches de sédiments se sont accumulées au fond des mers et des océans. À partir de ces sédiments, diverses roches sédimentaires se sont formées.
L'activité géologique de la mer se résume principalement à la destruction des roches de la côte et du fond, au transfert de fragments de matière et au dépôt de sédiments, à partir desquels se forment ensuite des roches sédimentaires d'origine marine.
L'activité destructrice de la mer consiste en la destruction des rivages et des fonds marins et est appelée abrasion, qui est plus évidente près des rivages escarpés et à de grandes profondeurs côtières. Cela est dû à la hauteur élevée des vagues et à la haute pression. L'activité destructrice est renforcée par les débris contenus dans l'eau de mer et les bulles d'air, qui éclatent et se produisent une différence de pression dix fois supérieure à l'abrasion. Sous l'influence des vagues, le rivage s'éloigne progressivement et à sa place (à une profondeur de 0 à 20 m) se forme une plate-forme plate - une terrasse découpée par les vagues ou d'abrasion, dont la largeur peut être > 9 km, pente ~ 1°.
Si le niveau de la mer reste longtemps constant, la côte escarpée recule progressivement et une plage de galets et de galets apparaît entre elle et la terrasse d'abrasion. La côte passe d’abrasif à cumulatif.
Les rives sont intensément détruites lors de la transgression (avancée) de la mer et se transforment, émergeant du dessous du niveau de l'eau, en terrasse marine lors de la régression de la mer. Exemples : les côtes de la Norvège et de Novaya Zemlya. L'abrasion ne se produit pas lors de soulèvements rapides et continus et sur des berges douces.
La destruction des côtes est également facilitée par les flux et reflux marins et les courants marins (Gulf Stream).
L'eau de mer transporte des substances à l'état colloïdal, dissous et sous forme de suspensions mécaniques. Il entraîne les matériaux les plus grossiers vers le fond.
27. Sédiments de la zone du plateau marin :
Les mers et les océans occupent environ 71 % de la surface de la Terre. L'eau est dans mouvement constant, ce qui entraîne la destruction des berges (abrasion), le mouvement énorme montant matières clastiques et substances dissoutes charriées par les rivières, et enfin leur dépôt pour former une variété de sédiments.
Plateau (de l'anglais) - un plateau continental, est une plaine sous-marine légèrement inclinée. Le plateau est une partie nivelée de la marge sous-marine du continent, adjacente à la terre et caractérisée par une structure géologique commune. Côté océan, le plateau est limité par une bordure clairement définie située à des profondeurs de 100 à 200 m.
Les principaux facteurs qui déterminent le type de sédiments marins sont la nature du relief et la profondeur des fonds marins, le degré d'éloignement de la côte et les conditions climatiques.
La zone littorale est la partie côtière peu profonde de la mer, qui est périodiquement inondée à marée haute et drainée à marée basse. Cette zone contient beaucoup d'air, de lumière et de lumière. nutriments. Les sédiments de la zone littorale se caractérisent principalement par une forte variabilité, conséquence du régime hydrodynamique de l'eau qui change périodiquement.
Une plage se forme dans la zone littorale. La plage est une accumulation de débris dans la zone de surf. Les plages sont composées d'une grande variété de matériaux - des gros blocs au sable fin. Les vagues qui se déversent sur la plage trient les matériaux qu'elles transportent. En conséquence, des zones enrichies en minéraux lourds peuvent apparaître dans la zone de la plage, ce qui conduit à la formation de placers côtiers-marins.
Dans les zones du littoral où il n'y a pas de fortes vagues, la nature des sédiments est sensiblement différente. Les sédiments ici sont majoritairement à grains fins : limoneux et argileux. Parfois, toute la zone de marée est occupée par des limons sablo-argileux.
La zone néritique est la zone d'eau peu profonde qui s'étend de la profondeur où les vagues cessent de se produire jusqu'au bord extérieur du plateau. Dans cette zone s'accumulent des sédiments terrigènes, organogènes et chimiogéniques.
Les sédiments terrigènes sont les plus répandus, en raison de la proximité des terres. Parmi eux, on distingue les sédiments grossiers : blocs, rochers, galets et graviers, ainsi que les sédiments sableux, limoneux et argileux. En général, la répartition suivante des sédiments est observée dans la zone du plateau : des matériaux clastiques grossiers et des sables s'accumulent près du rivage, les sables sont suivis de sédiments limoneux, et encore plus loin, de sédiments argileux (limons). Le tri des sédiments s'aggrave lorsqu'ils touchent le rivage en raison de l'affaiblissement du travail de tri des vagues.
28. Sédiments du talus continental, du pied continental et du fond océanique :
Les principaux éléments de la topographie du fond des bassins océaniques sont :
1) Plateau continental, 2) Pente continentale avec canyons sous-marins, 3) Pied continental, 4) Système de dorsales médio-océaniques, 5) Arcs insulaires, 6) Fond océanique avec plaines abyssales, reliefs positifs (principalement volcans, guillotines et atolls) et des tranchées en haute mer.
Pente continentale - représente les marges des continents, submergés jusqu'à 200 à 300 m sous le niveau de la mer au niveau de leur bord extérieur, d'où commence une descente plus abrupte du fond marin. La superficie totale du plateau continental est d'environ 7 millions de km2, soit environ 2 % de la superficie du fond de l'océan mondial.
Pente continentale avec canyons. À partir du bord du plateau, le fond descend plus abruptement, formant une pente continentale. Sa largeur est de 15 à 30 km et il plonge jusqu'à une profondeur de 2 000 à 3 000 m. Il est découpé par de profondes vallées - canyons allant jusqu'à 1 200 m de profondeur et présentant un profil transversal en forme de V. Dans la partie inférieure, les canyons atteignent une profondeur de 2 000 à 3 000 m et en dessous du niveau de la mer. Les parois des canyons sont rocheuses et les sédiments de fond déposés à leur embouchure sur le pied continental indiquent que les canyons jouent le rôle de plateaux le long desquels les matières sédimentaires fines et grossières du plateau sont transportées vers de grandes profondeurs.
Le pied continental est une frange sédimentaire présentant une surface légèrement inclinée à la base du talus continental. C'est un analogue des plaines alluviales du piémont formées par les sédiments fluviaux au pied des chaînes de montagnes.
En plus des plaines profondes, le fond océanique comprend également d’autres reliefs, petits et grands.
29. Minéraux et reliefs d'origine marine :
Un pourcentage important de minéraux se trouve dans l’océan.
Les coquillages et les sables coquilliers sont extraits pour l’industrie du ciment. La mer fournit également d’importantes quantités de matériaux pour les rives alluviales, les îles et les barrages.
Cependant, les nodules de fer-manganèse et les phosphorites suscitent le plus grand intérêt. Les nodules ronds ou en forme de disque et leurs agrégats se trouvent sur de vastes zones du fond océanique et gravitent vers les zones de développement de volcans et d'hydrothermes métallifères.
Les nodules de pyrite sont typiques de l'océan Arctique géologiquement calme, et des disques de nodules de fer-manganèse ont été découverts au fond de la vallée du rift de la mer Noire.
Une quantité importante de phosphore est dissoute dans l’eau des océans. La concentration de phosphates à une profondeur de 100 mètres varie de 0,5 à 2 microgrammes ou plus par litre. Les concentrations de phosphate sont particulièrement importantes sur le plateau. Ces concentrations sont probablement secondaires. La source originale de phosphore provient des éruptions volcaniques survenues dans un passé lointain. Le phosphore était ensuite transféré dans une course à relais des minéraux à la matière vivante et vice versa. De grandes sépultures de sédiments riches en phosphore forment des gisements de phosphorites, généralement enrichis en uranium et autres métaux lourds.
Topographie des fonds marins :
Le relief du fond océanique n'est pas très différent dans sa complexité du relief des terres, et souvent l'intensité de la dissection verticale du fond est supérieure à celle de la surface des continents.
La majeure partie du fond océanique est occupée par des plates-formes océaniques, qui sont des zones de la croûte qui ont perdu une mobilité et une capacité de déformation significatives.
Il existe quatre formes principales de relief du fond océanique : la marge sous-marine des continents, la zone de transition, le fond océanique et les dorsales médio-océaniques.
La marge sous-marine est constituée d'un plateau, d'un talus continental et d'un pied continental.
*Le plateau est constitué de zones d'eau peu profondes autour des continents, s'étendant du littoral jusqu'à un coude prononcé de la surface inférieure à une profondeur moyenne de 140 m (dans des cas précis, la profondeur du plateau peut varier de plusieurs dizaines à plusieurs centaines de mètres) . La largeur moyenne du plateau est de 70 à 80 km, et la plus grande se trouve dans la zone de l'archipel arctique canadien (jusqu'à 1 400 km)
*La forme suivante de marge continentale sous-marine, le talus continental, est une partie relativement abrupte (pente de 3 à 6°) du fond située au bord extérieur du plateau. Au large des îles volcaniques et coralliennes, les pentes peuvent atteindre 40-50°. La largeur de la pente est de 20 à 100 km.
*Le pied continental est une plaine inclinée, souvent légèrement ondulée, bordant la base du talus continental à des profondeurs de 2 à 4 km. Le pied continental peut être à la fois étroit et large (jusqu'à 600 à 1 000 km de large) et avoir une pente en gradins. surface. Il se caractérise par une épaisseur importante de roches sédimentaires (jusqu'à 3 km ou plus).
*La superficie des fonds océaniques dépasse 200 millions de km2, soit représente environ 60% de la superficie de l'océan mondial. Les traits caractéristiques du lit sont le développement généralisé d'un relief plat, la présence de grands systèmes montagneux et de collines non associées aux crêtes médianes, ainsi que le type océanique de la croûte terrestre.
Les formes les plus étendues du fond océanique sont les bassins océaniques, submergés jusqu'à une profondeur de 4 à 6 km et représentant des plaines abyssales plates et vallonnées.
*Les dorsales médio-océaniques sont caractérisées par une forte activité sismique, exprimée par un volcanisme moderne et des foyers sismiques.
30. Activité géologique des lacs :
Elle se caractérise par un travail à la fois destructeur et créatif, c'est-à-dire accumulation de matière sédimentaire.
L'érosion côtière est provoquée uniquement par les vagues et rarement par les courants. Naturellement, dans les grands lacs dotés d'une grande surface d'eau, l'effet destructeur des vagues est plus fort. Mais si le lac est ancien, alors les côtes sont déjà déterminées, le profil d'équilibre est atteint et les vagues, déferlant sur des plages étroites, ne transportent que du sable et des galets sur de courtes distances. Si le lac est jeune, l'abrasion a tendance à couper les rives et à atteindre un profil d'équilibre. Le lac semble donc élargir ses frontières. Un phénomène similaire est observé dans les grands réservoirs récemment créés, dans lesquels les vagues coupent les berges à une vitesse de 5 à 7 m par an. En règle générale, les rives des lacs sont recouvertes de végétation, ce qui réduit l'impact des vagues. La sédimentation dans les lacs se produit à la fois en raison de l'apport de matières clastiques par les rivières et par des voies biogéniques et chimiogéniques. Les rivières qui se jettent dans les lacs, comme des cours d'eau temporaires, transportent avec elles des matières de différentes tailles, qui se déposent près des rives ou se répandent dans tout le lac, où les matières en suspension précipitent.
La sédimentation organogène est provoquée par une végétation abondante dans des eaux peu profondes, bien chauffées par le Soleil. Les berges sont recouvertes de diverses herbes. Et les algues poussent sous l’eau. En hiver, après la mort de la végétation, elle s’accumule au fond, formant une couche riche en matière organique. Le phytoplancton se développe dans la couche superficielle de l’eau et fleurit en été. En automne, quand il y a des algues, de l'herbe et du phytoplancton. Ils coulent au fond, où se forme une couche limoneuse saturée de matière organique. Parce que Au fond des lacs stagnants, il n'y a presque pas d'oxygène, puis les bactéries anaérobies transforment les boues en une masse grasse et gélatineuse - le sapropèle, contenant jusqu'à 60 à 65 % de carbone, qui est utilisé comme engrais ou boue thérapeutique. Les couches de sapropèle ont une épaisseur de 5 à 6 mètres, même si elles atteignent parfois 30 et même 40 m, comme par exemple dans le lac Pereyaslav dans la plaine russe. Les réserves de sapropel précieux sont énormes et s'élèvent rien qu'en Biélorussie à 3,75 milliards de m3, où a lieu leur extraction intensive.
Dans certains lacs, des couches de calcaire non durcies se forment - des coquillages ou des diatomites, formés de diatomées avec un squelette en silex. De nos jours, de nombreux lacs sont soumis à une forte charge anthropique, qui modifie leur régime hydrologique, réduit la transparence de l'eau et augmente fortement la teneur en azote et en phosphore. L’impact technogénique sur les lacs consiste à réduire les bassins versants, à redistribuer les débits souterrains et à utiliser les eaux des lacs comme caloporteur pour les centrales électriques, y compris les centrales nucléaires.
Les dépôts chimiogéniques sont particulièrement caractéristiques des lacs des zones arides, où l'eau s'évapore intensément et donc les sels de table et de potassium (NaCl), (KCl, MgCl2), les composés du bore, le soufre et autres précipitent. Selon les sédiments chimiogènes les plus caractéristiques, les lacs sont divisés en sulfate, chlorure et borate. Ces derniers sont caractéristiques de la plaine caspienne (Baskunchak, Elton, Aral).
31. Activité géologique de l'eau courante :
Les rivières déplacent la terre, les pierres et autres roches. L'eau courante n'a pas une petite force ; dans son écoulement rapide et désordonné, les grosses pierres s'effondrent en petits morceaux. L'activité géologique des rivières, comme des autres eaux courantes, s'exprime principalement par : 1) l'érosion, la destruction des roches, 2) le transfert de matériaux érodés soit sous forme dissoute, soit en suspension mécanique, 3) le dépôt de matériaux transportés vers des endroits plus ou moins éloigné de cette zone. L'érosion est plus prononcée dans les cours supérieurs où les pentes sont plus raides. Les eaux souterraines comprennent toutes les eaux naturelles situées sous la surface de la Terre à l'état mobile, qui emportent la couche de sol. Les sédiments fluviaux fertilisent le sol et nivellent la surface de la terre.
32. Notions de profil d'équilibre, d'érosion de fond et latérale :
Profil d'équilibre (cours d'eau) - le profil longitudinal du lit du cours d'eau sous la forme d'une courbe douce, plus raide dans le cours supérieur et presque horizontale dans le cours inférieur ; Sur toute sa longueur, un tel écoulement ne devrait pas produire d'érosion du fond. La forme du profil d'équilibre dépend de l'évolution d'un certain nombre de facteurs le long du fleuve (débit d'eau, nature des sédiments, caractéristiques des roches, forme du chenal, etc.) qui influencent les processus d'érosion-accumulation. Cependant, le facteur déterminant est la nature du relief le long de la vallée fluviale. Ainsi, la sortie d'une rivière d'une région montagneuse vers une plaine provoque une diminution rapide des pentes du lit de la rivière.
Le profil d'équilibre d'une rivière est la forme limite du profil vers lequel tend un cours d'eau avec une base d'érosion stable.
L'érosion (du latin erosio - érosion) est la destruction des roches et des sols par les écoulements d'eau de surface et le vent, comprenant la séparation et l'enlèvement de fragments de matériaux et accompagnée de leur dépôt.
L'érosion linéaire se produit sur de petites zones de la surface et conduit au démembrement de la surface terrestre et à la formation de diverses formes d'érosion (rigoles, ravins, poutres, vallées).
Types d'érosion linéaire
Profond (fond) - destruction du fond du lit du cours d'eau. L'érosion du fond est dirigée depuis l'embouchure vers l'amont et se produit jusqu'à ce que le fond atteigne le niveau de base de l'érosion.
Latéralement - destruction des berges.
Dans tout cours d'eau permanent et temporaire (rivière, ravin), les deux formes d'érosion peuvent toujours être trouvées, mais dans les premiers stades de développement prédomine l'érosion profonde et dans les stades ultérieurs, l'érosion latérale.
33. Reliefs et minéraux d'origine fluviale :
Les reliefs fluviaux sont des reliefs érosifs et accumulés qui résultent du travail des eaux courantes, à la fois temporaires et permanentes. Il s'agit notamment de différents types de vallées, de corniches et de pentes érosives (également formées par des processus gravitationnels), de terrasses, de plaines inondables, compliquées par des lacs morts, des digues de lit de rivière, des dunes de lit de rivière, des cascades, des rapides, des cônes alluviaux, des deltas secs, des deltas (avec la mer ). Roches carbonatées cf. Carbonifères, calcaires, argiles, schistes carbonés.
34. Activité géologique des marécages :
Un marécage est une zone de terrain (ou de paysage) caractérisée par un excès d'humidité, d'eaux usées ou d'eau courante, mais sans couche d'eau permanente en surface. Un marécage se caractérise par le dépôt à la surface du sol de matière organique incomplètement décomposée, qui se transforme ensuite en tourbe. La couche de tourbe dans les marécages mesure au moins 30 cm ; si elle est inférieure, il s'agit simplement de zones humides.
Le principal résultat du travail géologique des tourbières est l’accumulation de tourbe. En plus de la tourbe, d'autres sédiments, notamment minéraux, se forment souvent. La couleur de la tourbe est généralement sombre. Dans la tourbe fraîche (non compactée), l'humidité est de 85 à 95 %, les impuretés minérales représentent de 2 à 20 % du poids sec de la tourbe. La tourbe des tourbières varie en termes de quantité de résidus de cendres. La plus grande quantité de cendres est produite par la tourbe de plaine (8 à 20 %), la moins par la tourbe de transition (4 à 6 %) et la moins par la tourbe des hautes landes (2 à 4 %). Selon la prédominance de la végétation, on distingue la tourbe ligneuse, herbacée et mousseuse.
35. Travaux géologiques des glaciers :
Les masses de glace en mouvement effectuent un énorme travail géologique. La glace transporte des blocs de pierre gelés (Fig. 3), grattant le lit du courant de glace, arrachant des morceaux de roche et les broyant, déplaçant les couches de roches, formant des rainures et des bassins dans lesquels se forment des pierres. la glace lisse et recouvre les rochers de stries, formant des fronts de mouton, des rochers bouclés et des rochers striés.
En descendant vers la mer, le glacier se brise et des montagnes de glace flottante se forment - des icebergs qui fondent au fil des années. Les icebergs peuvent transporter des rochers, des blocs et d’autres matériaux rocheux brisés.
À mesure que vous vous déplacez des montagnes situées sous la ligne des neiges et à travers le continent, la glace fond, tout comme la glace continentale des périodes glaciaires a fondu dans un passé géologique relativement récent. La glace fondue laisse derrière elle un matériau clastique grossier, hétérogène, non trié et sans couches. Le plus souvent, il s'agit de loams et d'argiles sableux rouge-brun ou de sables argileux gris hétérogènes avec des rochers. Les blocs rocheux de différentes tailles (de quelques centimètres à plusieurs mètres de diamètre) sont constitués de granite, de gabbro, de quartzite, de calcaire et généralement de roches de composition pétrographique différente. Cela s'explique par le fait que le glacier apporte de la matière de loin et capture en même temps des fragments et des blocs de roche locale.
37. Classification génétique des roches sédimentaires :
En fonction de leur origine et de leurs caractéristiques géologiques, toutes les roches sont divisées en 3 classes :
Sédimentaire
Igné
Métamorphique.
Selon leur mode de formation, les roches sédimentaires sont divisées en trois groupes génétiques principaux :
Les roches clastiques (brèches, conglomérats, sables, limons) sont des produits grossiers de destruction majoritairement mécanique des roches mères, héritant généralement des associations minérales les plus stables de ces dernières ;
Les roches argileuses sont des produits dispersés de transformation chimique profonde des minéraux silicatés et aluminosilicates des roches mères, transformés en nouvelles espèces minérales ;
Les roches chimiogéniques, biochimiogènes et organogènes sont des produits de précipitation directe à partir de solutions (par exemple, des sels), avec la participation d'organismes (par exemple, des roches siliceuses), d'accumulation de substances organiques (par exemple, des charbons) ou de déchets d'organismes (par exemple exemple, calcaires organogènes).
Un trait caractéristique des roches sédimentaires, associé aux conditions de formation, est leur stratification et leur apparition sous forme de corps géologiques (couches) plus ou moins réguliers.
38. Structures et textures des roches sédimentaires :
Les roches sédimentaires se forment uniquement à la surface de la croûte terrestre lors de la destruction de toute roche préexistante, en raison de l'activité vitale et de la mort d'organismes et des précipitations de solutions sursaturées.
Par structure, on entend la structure interne d'une roche, un ensemble de caractéristiques déterminées par le degré de cristallinité, les tailles absolues et relatives, la forme, la position relative et les méthodes de combinaison des composants minéraux.
La structure est la caractéristique la plus importante d’une roche, exprimant sa granulométrie.
La texture fait référence aux caractéristiques de la structure externe d'une roche, caractérisant son degré d'homogénéité et de continuité.
Les textures internes sont divisées en non-couches et en couches.
39. Formes des corps géologiques composés de roches sédimentaires :
Les roches sédimentaires forment des couches, des couches, des lentilles et d'autres corps géologiques formes différentes et de taille, se trouvant dans la croûte terrestre normalement horizontalement, obliquement ou sous la forme de plis complexes. La structure interne de ces corps, déterminée par l'orientation et la disposition mutuelle des grains (ou particules) et la façon dont l'espace est rempli, est appelée texture des roches sédimentaires. La plupart de ces roches sont caractérisées par une texture en couches : les types de texture dépendent des conditions de leur formation (principalement de la dynamique du milieu).
La formation des roches sédimentaires se déroule selon le schéma suivant : émergence des produits initiaux par destruction des roches mères, transfert de matière par l'eau, le vent et les glaciers et dépôt à la surface des terres et dans les bassins hydrographiques. En conséquence, il se forme un sédiment meuble et poreux, saturé d'eau, totalement ou partiellement, composé de composants hétérogènes.
40. Origine et formes d'occurrence des eaux souterraines :
En fonction de leur origine, les eaux souterraines peuvent être divisées en infiltration et sédimentation.
L'eau d'infiltration se forme par infiltration, pénétration des précipitations atmosphériques et des eaux de surface dans des roches poreuses et fracturées. Les eaux souterraines et certaines eaux artésiennes sont d'origine infiltration.
Les eaux de sédimentation sont des eaux formées lors du processus de sédimentation. Les sédiments déposés dans un milieu aquatique sont saturés de l'eau du bassin dans lequel s'effectue la sédimentation.
Formes d'occurrence des eaux souterraines :
L'eau, remplissant les pores, les fissures et les vides des roches, peut y être présente en trois phases : liquide, vapeur et solide. La dernière phase est la plus typique des zones de pergélisol, ainsi que des régions du globe où les températures hivernales sont négatives.
L'eau gravitationnelle, c'est-à-dire l'eau soumise aux forces de gravité, peut remplir les pores et les vides des couches rocheuses (dans les sables, les grès, etc.) - c'est de l'eau de formation ou se trouver dans les fissures des roches (dans les granites, les basaltes, etc.). ) sont des eaux de fissures. On connaît également des eaux de fissures stratifiées, contenues dans des fissures de roches poreuses (certains grès et autres dépôts sédimentaires). Enfin, l'eau peut remplir des vides, des canaux, des tubes de roches karstiques - ce sont des eaux karstiques (en calcaires, dolomies, sels, etc.).
41. Propriétés de l'eau des roches :
Les principales propriétés de l’eau des sols comprennent l’humidité, la capacité hydrique, la perte en eau, la perméabilité à l’eau et la capillarité.
La capacité de rétention d’humidité est la propriété d’une roche de contenir une certaine quantité d’eau dans ses pores.
La capacité totale d’humidité est la quantité d’eau qui remplit tous les vides de la roche.
La capacité réelle de rétention d’eau est déterminée par la quantité d’eau réellement contenue dans la roche.
La capacité capillaire en eau est la quantité d'eau retenue par une roche dans les capillaires lorsqu'elle s'écoule librement. Plus la perméabilité à l’eau de la roche est grande, plus la capacité d’humidité capillaire est faible.
Le rendement en fluide fait référence à la quantité d'eau gravitationnelle qui peut être contenue dans une roche et qu'elle peut rejeter lorsqu'elle est pompée. La perte d’eau peut être exprimée en pourcentage du volume d’eau s’écoulant librement de la roche par rapport au volume de la roche.
La saturation en eau des roches représente la quantité d’eau dégagée par la roche. Selon le degré d'abondance de l'eau, les roches sont divisées en roches très riches en eau avec un débit de puits supérieur à 10 l/s, riches en eau avec un débit de puits de 1 à 10 l/s, peu abondantes en eau. - 0,1 - 1 l/s.
Les roches pompant l'eau, ainsi que les couches, lentilles, etc., sont celles dans lesquelles les pores, fissures et autres vides sont remplis d'eaux gravitationnelles - eaux aquifères gravitationnelles, capillaires et aquifères filmiques.
La perméabilité à l'eau est la propriété des roches de laisser passer l'eau en raison de la présence de pores, de fissures et d'autres vides. Le degré de perméabilité à l'eau est déterminé par le coefficient de perméabilité à l'eau. Selon le degré de perméabilité à l'eau, les roches peuvent être divisées en roches perméables, semi-perméables et imperméables.
La résistance à l’eau est la propriété des roches de ne pas laisser passer l’eau. Il s'agit par exemple des calcaires non fracturés, des schistes cristallins, etc.