Geologiniai ciklai

Geologiniai ciklai yra didžiausias nustatyto periodiškumo vienetas „Kalesnik S.V. Bendrieji žemės geografiniai modeliai: vadovėlis universitetų geografiniams fakultetams / S.V. Kalesnik. - M.: Mysl, 1970. - P. 85 .. Jie atsispindėjo sedimentacijos režimų pasikeitime, vulkanizme ir magmatizme, skilimo ir reljefo išlyginimo epochose, atmosferos plutos ir eluvinių darinių susidarymo laikotarpiuose. jūrų pažeidimų ir regresijų, ledynų ir tarpledynų, dėl planetos klimato kaitos ir atmosferos dujų kiekio.

Visa mums žinoma Žemės geologinė istorija atskleidžia kelių šimtų milijonų metų ciklus, tarnauja kaip trumpesnių (dešimčių milijonų, milijonų, šimtų tūkstančių metų ir kt.) Ciklų fonas, kurio pobūdis yra kitoks. Ilgiausias astronominis laikotarpis yra galaktikos metai - laikas tarp dviejų iš eilės einančių Saulės takų per tą patį galaktikos orbitos tašką. Šis laikotarpis yra 180-200 milijonų metų Ten pat. P. 86 .. Žemės plutos svyruojantys judesiai ir dėl to vykstantys sausumos bei jūros pasiskirstymo pokyčiai lemia geologinį periodiškumą 35–45 milijonų metų ritmu, kuris yra laikotarpių paskirstymo pagrindas. Nurodyti laikotarpiai atspindi tam tikrus galaktikos metų „sezonus“, kuriais apsiriboja įvairūs planetinės sistemos reiškiniai: dideli tektoniniai-magmatiniai ciklai, nusižengimų ir regresijų epochos, žemės išlyginimas ir suskaidymas, visuotinio ledo atsiradimas. amžius ir kt.

Yra ciklas, kurio trukmė yra 85–90 milijonų metų (kosminis pusmetis arba astronomų drakoniškasis laikotarpis) dėl Saulės sistemos ekliptinės plokštumos padėties pasikeitimo tos pačios Saulės sistemos plokštumos atžvilgiu. visata. Analizuojant dideles žemės plutos ir jos paviršiaus deformacijas, yra nurodomas 500–570 milijonų metų (trigubų galaktikos metų) periodiškumas, kurio priežastis dar nėra aiški.

Žemės raidos istorija per pastaruosius 570 mln. (Mezozojaus, cenozojaus), trunkantis apie 240 milijonų metų. Pastaroji dažnai skirstoma į ankstyvąją Alpių (Kimmerijos), kurios trukmė yra apie 170 milijonų metų, ir į Vėlyvąją Alpių (Alpių), kuri prasidėjo maždaug prieš 70–90 milijonų metų. Yu.P. Dekretas. Op. S. 98 ..

Su tam tikru trukmės skirtumu šie etapai turi bendrų bruožų, leidžiančių kalbėti apie cikliškumą: kiekvieno etapo pradžią žymi bendras žemės plutos nusėdimas, o pabaigą - pakilimas. Nusileidimo epochoje vyrauja jūros režimas ir monotoniškas klimatas, pakilimų, sausumos, galingų sulankstomų ir kalnus formuojančių judėjimų bei įvairių klimato epochų metu. Vidutinė (170–190 milijonų metų) šių etapų trukmė maždaug atitinka galaktikos metų trukmę. Tiesioginis atspindys negali būti atliktas laiku, nes būtina atsižvelgti į vėlavimą atspindėti poveikį konkrečiam objektui. Yra prielaidų apie galimą didžiųjų apledėjimų, kurie pasikartojo po maždaug 150–160 milijonų metų, cikliškumo ir galaktikos metų trukmės palyginimą (1 pav.) Seliverstovas Yu.P. Dekretas. Op. S. 99 ..

Geologinių ciklų problemos sudėtingumą sudaro ne tik jų priežasčių nustatymas, bet ir jų egzistavimo patikimumo laipsnis. Be to, vienas nuo kito nutolę regionai tektoniškai vystosi skirtingai. Pavyzdžiui, kai kuriose Pietų Sibiro vietovėse raukšlių apraiškos Kaledonijos eroje buvo skirtingos: pagrindinis sulenkimas Tuvoje buvo ankstyvojo ordoviko, Vakarų Sajano - Silūro viduryje, Kuznecko Alatau - vidurio ir vėlyvojo kambro siena.

Ritminius žemės plutos judesius reguliuojantis mechanizmas dar nėra išaiškintas ir gali būti siejamas su vidiniais Žemės vystymosi ypatumais arba dėl galaktikos metų trukmės.

2 ir 3 paveiksluose parodytas bendras svarbiausių geologinių ritmų S.V. Kalesniko vaizdas. Dekretas. Op. S. 86 ..

Geologija√ vienas pagrindinių gamtos mokslų, tiriantis Žemės sandarą, sudėtį, kilmę ir raidą. Ji tyrinėja sudėtingus reiškinius ir procesus, vykstančius jo paviršiuje ir gilumoje. Šiuolaikinė geologija remiasi šimtmečių patirtimi Žemės pažinimo srityje ir įvairiais specialiais tyrimo metodais. Skirtingai nuo kitų geomokslų, geologija yra susijusi su jos interjero tyrimu. Pagrindiniai geologijos uždaviniai yra ištirti išorinį uolų planetos apvalkalą - žemės plutą ir su ja sąveikaujančius išorinius bei vidinius Žemės apvalkalus (išorinė - atmosfera, hidrosfera, biosfera; vidinė - mantija ir šerdis).

Tiesioginio geologijos tyrimo objektai yra mineralai, uolienos, iškastinės organinės liekanos, geologiniai procesai.

2. Geologijos mokslų ciklas.

Geologija yra glaudžiai susijusi su kitais žemės mokslais, pavyzdžiui, astronomija, geodezija, geografija, biologija. Geologija remiasi tokiais pagrindiniais mokslais kaip matematika, fizika, chemija. Geologija yra sintetinis mokslas, nors tuo pat metu jis suskyla į daugybę tarpusavyje susijusių šakų, mokslo disciplinų, kurios tiria Žemę įvairiais aspektais ir gauna informaciją apie atskirus geologinius reiškinius ir procesus. Taigi, litosferos sudėties tyrimas susijęs su: petrologija, tiriančia magmines ir metamorfines uolienas, litologija, kuri tiria nuosėdines uolienas, mineralogija - mokslas, tiriantis mineralus kaip natūralius cheminius junginius ir geochemija - mokslas apie pasiskirstymą ir cheminių elementų migracija žemės žarnyne.

Geologinius procesus, sudarančius žemės paviršiaus reljefą, tiria dinaminė geologija, kurios dalis yra geotektonika, seismologija ir vulkanologija.

Geologijos šaka, nagrinėjanti žemės plutos ir visos Žemės raidos istoriją, apima stratigrafiją, paleontologiją, regioninę geologiją ir vadinama „Istorinė geologija“.

Yra geologijos mokslų, kurie turi didelę praktinę reikšmę. Tokie kaip mineralų telkiniai, hidrogeologija, inžinerinė geologija, geokriologija.

Pastaraisiais dešimtmečiais atsirado mokslas, susijęs su kosmoso tyrimais (kosmoso geologija), jūrų ir vandenynų dugnu (jūrų geologija) ir įgauna vis didesnę reikšmę.

Be to, yra geologijos mokslų, kurie yra sąsajoje su kitais gamtos mokslais: geofizika, biogeochemija, kristalų chemija, paleobotanika. Tai taip pat apima geochemiją ir paleogeografiją. Artimiausias ir universaliausias geologijos ir geografijos ryšys. Geografiniams mokslams, tokiems kaip kraštovaizdžio mokslas, klimatologija, hidrologija, okeanografija, svarbiausi yra geologijos mokslai, tiriantys procesus, turinčius įtakos žemės paviršiaus reljefo formavimuisi ir visos Žemės žemės plutos susidarymo istorijai.

3. Žemės vidaus tyrimo metodai.

Geologijoje naudojami tiesioginiai, netiesioginiai, eksperimentiniai ir matematiniai metodai.

Tiesioginis√ tai yra tiesioginio žemės ir nuotolinio (nuo troposferos, kosmoso) žemės plutos sudėties ir sandaros tyrimo metodai. Pagrindinis yra geologinis tyrimas ir kartografavimas. Žemės plutos sudėties ir sandaros tyrimas atliekamas tiriant natūralias atodangas (upių uolas, daubas, kalnų šlaitus), dirbtines kasyklų operacijas (kanalus, šulinius, karjerus, kasyklas) ir gręžinius (maks. √ 3,5 √ 4 km. Indijoje ir Pietų Afrikoje Kolos šulinys √ daugiau nei 12 km., Projektas 15 km.) Kalnuotose vietovėse upių slėniuose galima stebėti natūralias atkarpas, atskleidžiant uolienų sluoksnius, surinktus sudėtingose ​​raukšlėse ir iškeltus kalnų statyboje iš 16 gylio. √ 20 km. Taigi tiesioginio uolienų sluoksnių stebėjimo ir tyrimo metodas taikomas tik nedidelei, viršutinei žemės plutos daliai. Tik vulkaninėse vietovėse, iš ugnikalnių išsiveržusios lavos ir kietų išmetimų, galima spręsti apie medžiagos sudėtį 50 √ 100 km gylyje. ir daugiau, kur paprastai yra vulkaniniai centrai.

Netiesioginis√ geofiziniai metodai, pagrįsti natūralių ir dirbtinių Žemės fizinių laukų tyrimu, leidžiantys ištirti reikšmingus žarnyno gylius.

Yra seisminiai, gravimetriniai, elektriniai, magnetometriniai ir kiti geofiziniai metodai. Svarbiausias iš jų yra seisminio („seismism“ √ drebėjimo) metodas, pagrįstas elastingų vibracijų, kurios atsiranda žemės drebėjimų ar dirbtinių sprogimų metu, sklidimo Žemėje greičiu. Šios vibracijos vadinamos seisminėmis bangomis, kurios skiriasi nuo žemės drebėjimų šaltinio. Yra 2 tipai: išilginis Vp, atsirandantis kaip terpės reakcija į tūrio pokyčius, sklinda kietosiose medžiagose ir skysčiuose ir pasižymi didžiausiu greičiu, ir skersinės bangos Vs, atspindinčios terpės reakciją į formos pasikeitimą ir dauginasi tik kietomis medžiagomis. Seisminių bangų judėjimo greitis skirtingose ​​uolienose yra skirtingas ir priklauso nuo jų elastingumo savybių ir tankio. Kuo didesnis terpės elastingumas, tuo greičiau bangos sklinda. Seisminių bangų sklidimo pobūdžio tyrimas leidžia spręsti apie skirtingų rutulio apvalkalų, turinčių skirtingą elastingumą ir tankį, buvimą.

Eksperimentinis tyrimais siekiama modeliuoti įvairius geologinius procesus ir dirbtinę įvairių mineralų bei uolienų gamybą.

Matematinis geologijos metodai yra skirti didinti geologinės informacijos efektyvumą, patikimumą ir vertę.

4. Žemės sandara.

Žemėje yra 3 apvalkalai: šerdis, mantija ir žemės pluta.

Šerdis√ tankiausias Žemės apvalkalas. Manoma, kad išorinė šerdis yra skysčio artėjimo būsenoje. Medžiagos temperatūra siekia 2500 √ 3000 0 С, o slėgis yra ~ 300 GPa. Manoma, kad vidinė šerdis yra tvirta. Išorinės ir vidinės ~ sudėtis yra ta pati √ Fe √ Ni, artima meteoritų sudėčiai.

Mantija√ didžiausias apvalkalas Žemėje. Masė √ 2/3 planetos masės. Viršutinei mantijai būdingas vertikalus ir horizontalus nevienalytiškumas. Jo struktūra labai skiriasi žemynuose ir vandenynuose. Vandenynuose ~ 50 km gylyje., O žemynuose - 80 √ 120 km. prasideda mažo seisminio greičio sluoksnis, kuris vadinamas seisminiu bangolaidžiu arba astenosfera (t. y. geosfera „be jėgos“) ir pasižymi padidėjusiu plastiškumu. (Bangolaidis tęsiasi iki 300 √ 400 km po vandenynais ir 100–150 km po žemynais.) Dauguma žemės drebėjimų centrų yra tik jame. Manoma, kad jame atsiranda magmos kameros, taip pat subkontralinių konvekcinių srovių zona ir svarbiausių endogeninių procesų kilmė.

V. V. Belousovas vienija žemės plutą, viršutinę mantiją, įskaitant astenosferą tektonosferoje.

Tarpiniam sluoksniui ir apatinei mantijai būdinga vienalytė aplinka nei viršutinei mantijai.

Viršutinę mantiją daugiausia sudaro feromagnetiniai silikatai (olivinas, piroksenas, granatai), o tai atitinka uolienų peridotito sudėtį. Pereinamajame C sluoksnyje pagrindinis mineralas yra olivinas.

Cheminė sudėtis: oksidai Si, Al? Fe (2+, 3+), Ti, Ca, Mg, Na, K, Mn. Vyrauja Si ir Mg.

5. Žemės pluta.

Žemės pluta√ Tai yra viršutinis Žemės apvalkalas, sudarytas iš magminių, metamorfinių ir nuosėdinių uolienų, kurio storis yra nuo 7 iki 70 √ 80 km. Tai yra aktyviausias Žemės sluoksnis. Jai būdingas magmatizmas ir tektoninių procesų apraiškos.

Žemutinė žemės plutos riba yra simetriška žemės paviršiui. Po žemynais jis giliai skęsta mantijoje, o po vandenynais artėja prie paviršiaus. Žemės pluta su viršutine mantija iki viršutinės astenosferos ribos (t. Y. Be astenosferos) sudaro litosferą.

Vertikalioje žemės plutos struktūroje išskiriami trys sluoksniai, susidedantys iš skirtingos sudėties, savybių ir kilmės uolienų.

1 sluoksnis√ viršutinė arba nuosėdinė (stratosfera) susideda iš nuosėdinių ir vulkaninių-nuosėdinių uolienų, molio, molio skalūnų, smėlingų, vulkaninių ir karbonatinių uolienų. Sluoksnis apima beveik visą Žemės paviršių. Gilių įdubų storis siekia 20 √ 25 km, vidutiniškai √ 3 km.

Nuosėdų dangos uolienoms būdingas silpnas išnirimas, palyginti mažas tankis ir nedideli pokyčiai, atitinkantys diagenetinius.

2 sluoksnis√ vidutinio ar granito (granito √ gneiso), uolienos panašios į granito savybes. Sukrauti: gneisai, granodioritai, dioritai, oksidai, taip pat gabros, rutuliai, silinitai ir kt.

Šio sluoksnio uolienos yra įvairios sudėties ir išnirimo laipsnio. Jie gali būti nepakeisti ir pertvarkyti. Apatinė granito sluoksnio riba vadinama Konrado seisminiu pjūviu. Sluoksnio storis yra nuo 6 iki 40 km. Kai kuriose Žemės dalyse šio sluoksnio nėra.

3 sluoksnis√ žemesnis, bazalto, susideda iš sunkesnių uolienų, kurios savybėmis yra panašios į magmines uolienas, bazaltus.

Kai kuriose vietose tarp bazalto sluoksnio ir mantijos yra vadinamasis eklogito sluoksnis, kurio tankis didesnis nei bazalto.

Vidutinis sluoksnio storis žemyninėje dalyje yra ~ 20 km. Po kalnų grandinėmis jis siekia 30 √ 40 km, o po įdubomis sumažėja iki 12 √ 13 ir 5-7 km.

Vidutinis žemės plutos storis žemyninėje dalyje (N. A. Belyavsky) √40,5 km., Min. √ 7 √ 12 km. vandenynuose, maks. √ 70 √ 80 km. (aukštumos žemynuose).

Geologija ir geologijos mokslų ciklas

Geologija- vienas iš pagrindinių gamtos mokslų, tiriantis Žemės sandarą, sudėtį, kilmę ir raidą. Ji tyrinėja sudėtingus reiškinius ir procesus, vykstančius jo paviršiuje ir gilumoje. Šiuolaikinė geologija remiasi šimtmečių Žemės pažinimo patirtimi ir įvairiais specialiais tyrimo metodais. Skirtingai nuo kitų geomokslų, geologija yra susijusi su jos interjero tyrimu. Pagrindiniai geologijos uždaviniai yra ištirti išorinį uolėtąjį planetos apvalkalą - žemės plutą ir su ja sąveikaujančius išorinius ir vidinius Žemės apvalkalus (išorinė - atmosfera, hidrosfera, biosfera; vidinė - mantija ir šerdis).

Tiesioginio geologijos tyrimo objektai yra mineralai, uolienos, iškastinės organinės liekanos, geologiniai procesai.

Geologija yra glaudžiai susijusi su kitais žemės mokslais, tokiais kaip astronomija, geodezija, geografija, biologija. Geologija remiasi tokiais pagrindiniais mokslais kaip matematika, fizika, chemija. Geologija yra sintetinis mokslas, nors tuo pat metu jis suskaidomas į daugybę tarpusavyje susijusių šakų, mokslo disciplinų, kurios tiria Žemę įvairiais aspektais ir gauna informaciją apie atskirus geologinius reiškinius ir procesus. Taigi, litosferos sudėties tyrimas susijęs su: petrologija, tiriančia magmines ir metamorfines uolienas, litologija, kuri tiria nuosėdines uolienas, mineralogija - mokslas, tiriantis mineralus kaip natūralius cheminius junginius ir geochemija - mokslas apie pasiskirstymą ir cheminių elementų migracija žemės žarnyne.

Geologinius procesus, sudarančius žemės paviršiaus reljefą, tiria dinaminė geologija, kurios dalis yra geotektonika, seismologija ir vulkanologija.

Geologijos skyrius, kuriame nagrinėjamas žemės plutos ir visos Žemės raidos istorijos tyrimas, apima stratigrafiją, paleontologiją, regioninę geologiją ir vadinasi „Istorinė geologija.

Yra geologijos mokslų, kurie turi didelę praktinę reikšmę. Tokie kaip mineralų telkiniai, hidrogeologija, inžinerinė geologija, geokriologija.

Pastaraisiais dešimtmečiais atsirado mokslas, susijęs su kosmoso tyrimais (kosmoso geologija), jūrų ir vandenynų dugnu (jūrų geologija) ir įgauna vis didesnę reikšmę.

Be to, yra geologijos mokslų, kurie yra sąsajoje su kitais gamtos mokslais: geofizika, biogeochemija, kristalų chemija, paleobotanika. Tai taip pat apima geochemiją ir paleogeografiją. Artimiausias ir universaliausias geologijos ir geografijos ryšys. Geografijos mokslams, tokiems kaip kraštovaizdžio mokslas, klimatologija, hidrologija, okeanografija, svarbiausi yra geologijos mokslai, kurie tiria procesus, turinčius įtakos žemės paviršiaus reljefo susidarymui ir visos Žemės žemės plutos susidarymo istoriją.

Absoliutus ir santykinis žemės amžius, geochronologinė skalė.

Naujausiais duomenimis, Žemės, kaip planetos, amžius yra ~ 4,6 milijardo metų. Meteoritų ir mėnulio uolienų tyrimas taip pat patvirtina šį skaičių. Tačiau seniausios Žemės uolienos, kurias galima tiesiogiai tirti, yra maždaug 3,8 milijardo metų. Todėl visas senesnis Žemės istorijos etapas vadinamas geologine. Geologinių tyrimų objektas - Žemės istorija per pastaruosius 3,8 milijardo metų, išsiskirianti savo geologine stadija.

Išaiškinti miesto gyvenviečių formavimosi modelius ir sąlygas būtina žinoti jų susidarymo seką ir amžių, t.y. nustatyti jų geologinę chronologiją.

Išskirti santykinis amžius G. p. (santykinė geochronologija) ir absoliutus amžius G. p. (absoliuti geochronologija).

Daikto miesto amžiaus nustatymas užsiima mokslu stratigrafija(Lot. Stratum - sluoksnis).

Absoliutus uolienų amžius ir jo nustatymo metodai.

Absoliuti geochronologija nustato g.p. laiko vienetais. Absoliutusis amžius yra būtinas norint koreguoti ir palyginti skirtingų Žemės dalių biostratigrafinius padalinius, taip pat nustatyti nepasiturinčių paleontologinių Fanerozojaus ir prieš Kambrijos uolienų liekanų amžių.

Absoliutaus uolienų amžiaus nustatymo metodai apima branduolinius (arba izotopų geochronologijos) ir neradiologinius metodus.

Branduolinės geochronologijos metodai mūsų laikais yra tiksliausi absoliutiam gp amžiui nustatyti, kurie yra pagrįsti vieno elemento radioaktyvaus izotopo savaiminio virsmo reiškiniu į stabilaus kito izotopo reiškiniu. Metodų esmė - nustatyti ryšį tarp radioaktyviųjų elementų kiekio ir stabilių jų skilimo produktų kiekio uolienoje. Pagal izotopo irimo greitį, kuris yra pastovi tam tikro radioaktyvaus izotopo vertė, apskaičiuojamas radioaktyviųjų ir susidariusių stabilių izotopų kiekis, laikas, praėjęs nuo mineralo (ir uolienos) susidarymo pradžios.

Buvo sukurta daug radioaktyviųjų metodų absoliutaus amžiaus nustatymui: švino, kalio-argono, rubidžio-stroncio, radioaktyviosios anglies ir kt. (Virš nustatyto Žemės amžiaus 4,6 milijardo metų nebuvo nustatyta naudojant švino metodą) .

Neradiologiniai metodai yra prastesni nei branduoliniai.

Druskos metodas buvo naudojamas vandenynų amžiui nustatyti. Jis grindžiamas prielaida, kad vandenyno vandenys iš pradžių buvo švieži, tada, žinant šiuolaikinį žemynų druskų kiekį, galima nustatyti Pasaulio vandenyno gyvavimo laiką (~ 97 mln. Metų).

Sedimentacijos metodas remiantis nuosėdų uolienų jūrose tyrimu. Žinant jūrų nuosėdų tūrį ir storį wc atskirose sistemose ir kasmet į žemes į žemes nešamų mineralinių medžiagų kiekį galima apskaičiuoti jų užpildymo trukmę.

Biologinis metodas remiasi santykinai vienodo org plėtros idėja. pasaulis. Pradinis parametras yra ketvirčio laikotarpio trukmė, 1,7 - 2 milijonai metų.

Juostinių molio sluoksnių skaičiavimo metodas, kaupiasi tirpstančių ledynų periferijoje. Molio nuosėdos nusėda žiemą, o smėlėtos vasarą ir pavasarį. kiekviena tokių sluoksnių pora yra kasmetinių kritulių kaupimosi rezultatas (paskutinis Baltijos jūros ledynas nustojo judėti prieš 12 tūkstančių metų).

Mineralinė spalva

Mineralų spalvos spalvos pobūdžio klausimas yra labai sudėtingas. Kai kurių mineralų spalvos pobūdis dar nenustatytas. Geriausiu atveju mineralo spalva nustatoma pagal mineralinės spinduliuotės atspindėtos šviesos spinduliuotės spektrinę sudėtį arba vidines jo savybes, tam tikras cheminis elementas, kuris yra mineralo dalis, smulkiai išsklaidyti kitų mineralų intarpai. reikalas ir kitos priežastys. Dažantis pigmentas kartais pasiskirsto netolygiai, juostelėmis, suteikiant įvairiaspalvius raštus (pavyzdžiui, agatuose).

Kai kurie skaidrūs mineralai keičia spalvą, kai krintanti šviesa atsispindi nuo vidinių paviršių, įtrūkimų ar intarpų. Tai chalkopirito, pirito ir vaivorykštės mineralų vaivorykštės spalvos reiškiniai - mėlyni, mėlyni Labradoro perpildymai.

Kai kurie mineralai yra daugiaspalviai (polichrominiai) ir turi skirtingas spalvas išilgai kristalo (turmalinas, ametistas, berilis, gipsas, fluoritas ir kt.).

Mineralų spalva kartais gali būti diagnostinė. Pavyzdžiui, vandeninės vario druskos yra žalios arba mėlynos spalvos. Mineralų spalvos pobūdis nustatomas vizualiai, dažniausiai lyginant stebimą spalvą su gerai žinomomis sąvokomis: pieno baltumo, šviesiai žalios, vyšnių raudonos ir kt. ši savybė ne visada būdinga mineralams, nes daugelio jų spalvos labai skiriasi.

Linijos spalva

Patikimesnė diagnostinė savybė nei mineralo spalva yra jo miltelių spalva, kuri lieka, kai bandomasis mineralas subraižo matinį porceliano plokštelės paviršių. Kai kuriais atvejais jis sutampa su paties mineralo spalva, kitais - visiškai kitoks. Taigi, cinobre mineralo ir miltelių spalva yra raudona, o žalvario geltoname pirite linija yra žalsvai juoda. Savybę suteikia minkšti ir vidutinio kietumo mineralai, o kieti tik subraižo plokštelę ir palieka vagas.

Skaidrumas

Pagal jų gebėjimą perduoti šviesą mineralai yra suskirstyti į kelias grupes:

• skaidrus(akmens kristalas, akmens druska) - praleidžia šviesą, pro juos aiškiai matomi objektai;
• permatomas(chalcedonas, opalas) - objektai, per kuriuos blogai matomi objektai;
• permatomas tik labai plonose plokštelėse;
• nepermatomas- šviesa nepraleidžiama net plonose plokštelėse (piritas, magnetitas).

Šviesti

Blizgesys yra mineralo savybė atspindėti šviesą. Nėra griežto mokslinio blizgesio apibrėžimo. Yra mineralų su metaliniu blizgesiu, pavyzdžiui, poliruoti mineralai (piritas, galena); su pusiau metaliniu (deimantas, stiklas, matinis, riebus, vaškas, perlamutras, su švytinčiais atspalviais, šilkinis). Daug fizinių savybių yra svarbios diagnostinės savybės nustatant mineralus.

Skilimas

Mineralų skilimo reiškinį lemia dalelių sanglauda kristalų viduje ir dėl jų kristalinių gardelių savybių. Mineralų skilimas vyksta lengviausiai lygiagrečiai tankiausiems kristalų gardelių tinklams. Šie tinkleliai dažniausiai ir geriausiai besivystantys taip pat pasireiškia išoriniais kristalo apribojimais.

Skirtingų mineralų skilimo plokštumų skaičius yra nevienodas, siekia šešis, o skirtingų plokštumų tobulumo laipsnis gali būti skirtingas. Skiriami šie skilimo tipai:

• labai tobula, kai mineralas be didelių pastangų suskyla į atskirus lapus ar plokštes lygiu blizgiu paviršiumi - skilimo plokštumas (gipsą).
• puikus, randamas lengvai pataikant į mineralą, kuris subyra į gabalus, apsiriboja tik lygiais blizgiais paviršiais. Nelygus paviršius, esantis ne išilgai skilimo plokštumos, gaunamas labai retai (kalcitas suskyla į įprastus skirtingo dydžio romboedrus, akmens druska - į kubelius, sfaleritas - į rombinius dodekaedrus).
• vidutinis, kuris išreiškiamas tuo, kad smogus mineralui, lūžiai susidaro tiek išilgai skilimo plokštumų, tiek išilgai nelygaus paviršiaus (lauko špatai - ortoklazė, mikroklinija, labradoras)
• netobulas... Skilimo plokštumos minerale yra sunkiai aptinkamos (apatitas, olivinas).
• labai netobula... Minerale nėra skilimo plokštumų (kvarco, pirito, magnetito). Tuo pačiu metu kartais kvarcas (kalnų krištolas) randamas gerai supjaustytuose kristaluose. Todėl būtina atskirti natūralius krištolo paviršius nuo skilimo plokštumų, kurios atsiskleidžia mineralinio skilimo metu. Plokštumos gali būti lygiagrečios kraštams ir turėti šviežesnę išvaizdą bei didesnį blizgesį.

Pertrauka

Paviršiaus, susidarančio lūžus (suskaidant) mineralą, pobūdis yra skirtingas:

1. Sklandi pertrauka jei mineralas yra suskaidytas išilgai skilimo plokštumų, kaip, pavyzdžiui, žėručio, gipso ir kalcito kristaluose.

2. Pakopinis lūžis gaunamas, kai minerale yra susikertančios skilimo plokštumos; tai galima pastebėti lauko šparate, kalcite.

3. Nelygus išlinkimas būdingas blizgančių skilimo sričių nebuvimas, kaip, pavyzdžiui, kvarco.

4. Grūdėtas lūžis pastebėta mineralų, turinčių granuliuotą-kristalinę struktūrą (magnetitas, chromitas).

5. Žemiškas lūžis būdingas minkštiems ir labai porėtiems mineralams (limonitui, boksitui).

6. Vėžiagyviai- su išgaubtomis ir įgaubtomis vietomis, tokiomis kaip kriauklės (apatitas, opalas).

7. Skaldinys(akikulinis) - nelygus paviršius, kurio atplaišos nukreiptos viena kryptimi (selenitas, chrizotilo asbestas, ragas).

8. Užsikabinęs- skilimo paviršiuje atsiranda užsikabinusių nelygumų (vietinis varis, auksas, sidabras). Šis lūžis būdingas kaliamiems metalams.

Kietumas

Mineralų kietumas- tai yra jų išorinio paviršiaus atsparumo kito, kietesnio mineralo prasiskverbimo laipsnis ir priklauso nuo kristalinės gardelės tipo ir atomų (jonų) ryšių stiprumo. Nustatykite kietumą, subraižydami mineralo paviršių nagu, peiliu, stiklu ar mineralais, kurių kietumas žinomas pagal Moho skalę, į kurią įeina 10 mineralų, kurių kietumas palaipsniui didėja (santykiniais vienetais).

Lyginant matoma santykinė mineralų padėtis pagal jų kietumo padidėjimo laipsnį: tikslūs deimanto kietumo (kietumo 10 skalėje) nustatymai parodė, kad jis yra daugiau nei 4000 kartų didesnis nei talko (kietumas) - 1).

Moho skalė

Daugumos mineralų kietumas yra nuo 2 iki 6. Kietesni mineralai yra bevandeniai oksidai ir kai kurie silikatai. Nustatydami mineralą uoloje, įsitikinkite, kad bandomas ne mineralas, o mineralas.

Specifinė gravitacija

Savitasis svoris svyruoja nuo 0,9 iki 23 g / cm 3. Daugumos mineralų kiekis yra 2–3,4 g / cm 3, rūdos mineralai ir natūralūs metalai turi didžiausią savitąjį svorį - 5,5–23 g / cm 3. Tikslus savitasis svoris nustatomas laboratorijos sąlygomis, o įprastoje praktikoje - „pasveriant“ mėginį ant rankos:

Lengvas (kurio savitasis svoris yra iki 2,5 g / cm3) - siera, akmens druska, gipsas ir kiti mineralai;

Vidutinė (2,6 - 4 g / cm3) - kalcitas, kvarcas, fluoritas, topazas, rudoji geležies rūda ir kiti mineralai;

Su dideliu savituoju tankiu (daugiau nei 4). Tai baritas (sunkusis šparas) - kurio savitasis tankis yra 4,3 - 4,7, sieros turinčios švino ir vario rūdos - savitasis sunkis 4,1 - 7,6 g / cm 3, vietiniai elementai - auksas, platina, varis, geležis ir kt. d. kurių savitasis svoris yra nuo 7 iki 23 g / cm 3 (osmozinė iridžio - 22,7 g / cm 3, platinos iridžio - 23 g / cm 3).

Magnetinis

Mineralų savybė pritraukti magnetą arba nukreipti magnetinę kompaso adatą yra vienas iš diagnostinių požymių. Magnetitas ir pirotitas yra labai magnetiniai mineralai.

Lankstumas ir trapumas

Kalieji yra mineralai, kurie plakdami plaktuku keičia savo formą, bet nesuyra (varis, auksas, platina, sidabras). Trapus - sutrenkiamas smūgio metu į mažus gabalėlius.

Elektrinis laidumas

Mineralų elektros laidumas Ar mineralų gebėjimas praleisti elektros srovę veikiant elektriniam laukui. Priešingu atveju mineralai priskiriami dielektrikams, t.y. nelaidus.

Degumas ir kvapas

Kai kurie mineralai užsidega nuo degtukų ir sukuria būdingus kvapus (siera - sieros dioksidas, gintaras - aromatinis kvapas, ozokeritas - dusinantis anglies monoksido kvapas). Vandenilio sulfido kvapas atsiranda trenkiantis į markazitą, piritą, trinant kvarcą, fluoritą, kalcitą. Kai fosforito gabaliukai trinasi vienas į kitą, atsiranda sudegusio kaulo kvapas. Drėkinamas kaolinitas įgauna krosnies kvapą.

Skonis

Tik vandenyje lengvai tirpstantys mineralai sukelia skonio pojūčius (halitas - sūrus skonis, silvinas - karčiai sūrus).

Grubumas ir riebumas

Talkas, kaolinitas yra riebūs, šiek tiek tepantys, šiurkštūs - boksitas, kreida.

Higroskopiškumas

Tai yra mineralų savybė drėkinti, pritraukiant vandens molekules iš aplinkos, įskaitant iš oro (karnalitas).

Kai kurie mineralai reaguoja su rūgštimis. Norint nustatyti mineralus, kurie pagal cheminę sudėtį yra anglies rūgšties druskos, patogu naudoti jų virimo reakciją su silpna (5–10%) druskos rūgštimi.

Metamorfizmo veiksniai.

Magminių ir nuosėdinių uolienų pasikeitimas kietoje būsenoje veikiant endogeniniams veiksniams vadinamas metamorfizmu.

Lemiamą įtaką uolienų metamorfizmui daro slėgis, temperatūra ir skysčiai.

Temperatūra. Šilumos šaltiniai žemės plutoje yra radioaktyviųjų elementų irimas; magmatiškas tirpimas, kuris atvėsdamas atiduoda šilumą aplinkinėms uolienoms; šildomi gilūs skysčiai; tektoninius procesus ir daugelį kitų veiksnių. Geoterminis gradientas t.y. laipsnių skaičius 1 km gylyje įvairiose Žemės rutulio vietose skiriasi, o skirtumas gali būti beveik 100o C. Stabiliuose, standžiuose žemės plutos blokuose, pavyzdžiui, ant senovinių platformų skydų, geoterminis gradientas neviršyti 6-10o C, tuo tarpu kaip ir jaunose augančiose kalnų struktūrose, ji gali siekti beveik 100o C. Temperatūra smarkiai pagreitina cheminių reakcijų eigą, skatina medžiagos perkristalizaciją ir stipriai veikia mineralų susidarymo procesus. Temperatūros padidėjimas sukelia mineralų dehidrataciją (dehidrataciją), aukštesnės temperatūros mineralinių junginių, neturinčių vandens, susidarymą, kalkakmenių dekarbonizavimą ir kt. uolų, išsivysčiusių tam tikroje vietoje ...

Slėgis yra padalintas į visapusišką (litostatinį) dėl dengiamų uolienų masės ir streso, arba vienpusio, susijusio su tektoniniais nukreiptais judesiais. Visapusiškas litostatinis slėgis yra susijęs ne tik su gyliu, bet ir su uolienų tankiu, o 10 km gylyje gali viršyti 200 MPa, o 30 km gylyje - 600-700 MPa. Esant 25 laipsnių / km geoterminiam gradientui, uolienų tirpimas gali prasidėti maždaug 20 km gylyje. Esant dideliam slėgiui uolienos virsta plastiška būsena - vienašalis įtempio slėgis geriausiai pasireiškia viršutinėje sulankstytų zonų žemės plutos dalyje ir išreiškiamas formuojant tam tikras struktūrines ir tekstūrines uolienų savybes bei specifinius įtempio mineralus, pvz. glaukofanas, distenas ir kt. Įtampos slėgis sukelia mechaninę uolienų deformaciją, jų susmulkinimą, apvalkalą, padidina mineralų tirpumą slėgio kryptimi. Skysčiai prasiskverbia į tokias mielonizuotas zonas, kurių įtakoje uolienos persikristalizuoja.

Skysčiai, į kuriuos įeina H2O, CO2, CO, CH4, H2, H2S, SO2 ir kiti, perduoda šilumą, ištirpina uolienų mineralus, perneša cheminius elementus, aktyviai dalyvauja cheminėse reakcijose ir atlieka katalizatoriaus vaidmenį. Skysčių svarbą iliustruoja faktas, kad m<сухих системах>, t. s. Neturint skysčių, net esant aukštam slėgiui ir temperatūrai, metamorfiniai pokyčiai beveik neįvyksta.

Nuosėdinės uolienos.

Litosferos paviršiuje susidarė nuosėdinės uolienos, susikaupusios mineralinėms masėms, gautoms naikinant magmines, metamorfines ir nuosėdines uolienas. Litosferos uolienų sunaikinimo ir naujų uolienų kaupimosi žemės paviršiuje procesai vyksta visur: dykumose, kur vėjas atlieka energingą darbą; palei jūros ir vandenyno krantus, kur bangos perkelia šiukšles; gilių jūrų ir vandenynų dalių dugne, kur mirštantys organizmai sukelia nuosėdinių uolienų sluoksnius. Susidarymo sąlygos palieka didelį pėdsaką nuosėdinių uolienų išvaizdai. Kai kuriais atvejais jie susideda iš anksčiau sunaikintų uolienų fragmentų, kitais - dėl organinių liekanų susikaupimo, trečiuoju - iš kristalinių grūdų, iškritusių iš tirpalo.

Nuosėdinės uolienos, priklausomai nuo jų kilmės, smarkiai skiriasi viena nuo kitos. Todėl jie paprastai skirstomi į tris grupes:

Elastinė kilmė

Cheminė kilmė

Organogeninė kilmė

Nuosėdinės uolienos ypač domina statybininkus, nes jos tarnauja kaip pagrindas ir aplinka įvairioms konstrukcijoms ir yra visur prieinamos kaip statybinės medžiagos. Jie yra antrinės kilmės, nes pradinė jų susidarymo medžiaga yra esamų uolienų sunaikinimo produktai. Nuosėdinių uolienų susidarymo procesas vyksta pagal schemą: fizinis ir cheminis uolienų dūlėjimas, mechaninis ir cheminis perkėlimas, jų sunaikinimo produktų nusodinimas ir kaupimas ir, galiausiai, purių nuosėdų sutankinimas ir cementavimas, paverčiant jas uoliena. Bendrosios nuosėdinių uolienų savybės yra tos pačios patalynės formos lysvių pavidalu, su kuriomis susijusios jų būdingos tekstūros ypatybės - sluoksniavimasis ir poringumas. Pastarasis yra ypač svarbus, nes jis daro didelę įtaką fizinėms ir mechaninėms uolienų savybėms: stiprumui, tankiui ir vidutiniam tankiui, vandens absorbcijai, atsparumui šalčiui, mechaniniam apdorojimui ir kt.

Nuosėdinės uolienos išsiskiria įvairiomis struktūromis, kurių forma, dalelių dydis ir jų santykis labai skiriasi. Jiems būdinga daug įvairių mineralinių komponentų, kurie yra paprastesnės cheminės sudėties ir daugiausia yra nuosėdinės naujos formacijos, kurių sudėtis sutampa su kai kuriais magminiais mineralais. Tarp uolienų formuojančių mineralų yra karbonatų, sulfatų ir vandeninio silicio dioksido, nusodinto iš vandeninių tirpalų; pirminių uolienų antriniai (molio) atmosferos produktai - kaolinitas, montmorilonitas; žėručio mineralai, A1 ir Fe hidroksidai; nepakitę relikviniai mineralai yra magminiai kvarcai, lauko špatai, taip pat įvairios kilmės uolienų fragmentai ir organizmų liekanos. Kai kurie nuosėdinių uolienų atstovai ištirpsta vandenyje, pavyzdžiui, akmens druska, gipsas, kalkakmenis.

Dirvožemio klasifikavimas.

Dirvožemių klasifikacija apima šiuos taksonominius vienetus, kurie išskiriami pagal charakteristikų grupes:

Klasė - pagal bendrą konstrukcinių jungčių pobūdį;

Grupė - pagal struktūrinių obligacijų pobūdį (atsižvelgiant į jų stiprumą);

Pogrupis - pagal kilmę ir išsilavinimo sąlygas;

Tipas - pagal medžiagos sudėtį;

Tipas - pagal dirvožemio pavadinimą (atsižvelgiant į dalelių dydį ir savybių rodiklius);

Veislės - kiekybiniais medžiagos sudėties, dirvožemio savybių ir struktūros rodikliais.

Natūralių uolėtų dirvožemių klasė - dirvožemiai su standžiais struktūriniais ryšiais (kristalizacija ir cementavimas) pagal 1 lentelę yra suskirstyti į grupes, pogrupius, tipus, tipus ir veisles.

Natūralių išsklaidytų dirvožemių klasė - dirvožemiai, turintys koloidinių ir mechaninių struktūrinių jungčių, yra suskirstyti į grupes, pogrupius, tipus, tipus ir veisles

Natūralių užšalusių dirvožemių klasė * - dirvožemiai su kriogeninėmis struktūrinėmis jungtimis yra suskirstyti į grupes, pogrupius, tipus, tipus ir veisles

Technogeninių (uolėtų, išsklaidytų ir užšalusių) dirvožemių klasė - dirvožemiai su įvairiomis struktūrinėmis jungtimis, susidarę dėl žmogaus veiklos, yra suskirstyti į grupes, pogrupius, tipus ir tipus

Ypatingos uolėtų, išsklaidytų ir užšalusių dirvožemių (veislių) sudėties, savybių ir struktūros klasifikacijos pateiktos B priedėlyje.

Pagal savo kilmę uolienos skirstomos į:

Magmatinis, kietas, susidaręs dėl magmos kietėjimo; jie yra kristaliniai ir klasifikuojami kaip uolėti;

Nuosėdos; jie susidarė sunaikinus ir ištirpus uolienoms vandens ir oro pagalba ir sudarydami uolėtus ir ne uolėtus dirvožemius;

Metamorfiniai, susidarantys veikiant aukštos temperatūros ir aukšto slėgio metamorfinėms ir nuosėdinėms uolienoms; jie priskiriami uolėtam dirvožemiui.

Verkhovoda, būdinga.

Verkhovodka yra laikinas požeminio vandens kaupimasis aeracijos zonoje. Ši zona yra nedideliame gylyje nuo paviršiaus, virš požeminio vandens horizonto, kur dalį uolienų porų užima surištas vanduo, kitą - oras.

Viršutinis vandens kelias yra suformuotas virš atsitiktinių akliuzijų (arba pusiau akvakliuzų), kurių vaidmenį gali atlikti molio ir priemolio lęšiai smėlyje, tankesnių uolienų sluoksniai. Infiltracijos metu vanduo laikinai sulaikomas ir sudaro savotišką vandeningąjį sluoksnį. Dažniausiai tai siejama su stipraus sniego tirpimo, lietaus periodu. Likusį laiką viršutinio vandens vanduo išgaruoja ir prasiskverbia į požeminį vandenį.

Kitas viršutinio vandens bruožas yra jo susidarymo galimybė, net jei aeracijos zonoje nėra vandeniui atsparių tarpsluoksnių. Pavyzdžiui, vanduo gausiai teka į priemolio sluoksnį, tačiau dėl mažo pralaidumo lėtai nutekėja, o viršutinėje sluoksnio dalyje susidaro perforacija. Po kurio laiko šis vanduo ištirpsta.

Apskritai verkhovodkai būdingas: laikinas, dažniau sezoninis pobūdis, nedidelis platinimo plotas, mažas pajėgumas ir laisvas srautas. Lengvai pralaidžiose uolienose, pavyzdžiui, smėliuose, perforacija įvyksta palyginti retai. Jam būdingiausi įvairūs priemoliai ir ledinių uolienų.

„Verchovodka“ kelia didelį pavojų statyboms. Gulint požeminėse pastatų ir konstrukcijų dalyse (katilinių rūsiuose), gali kilti jų potvynis, jei iš anksto nebuvo numatytos drenažo ar hidroizoliacijos priemonės. Pastaruoju metu dėl didelio vandens nutekėjimo (vandens vamzdžiai, baseinai) pastebėta, kad pramoninių objektų teritorijoje ir naujose gyvenamosiose vietovėse, esančiose lėlių uolienų zonoje, atsirado aukštupio horizontai. Tai kelia rimtą pavojų, nes pamatų dirvožemis sumažina jų stabilumą, o pastatų ir konstrukcijų eksploatavimas tampa sunkesnis.

Atliekant inžinerinius ir geologinius tyrimus, atliktus sausuoju metų laiku, ne visada randamas geriausias vanduo. Todėl jo atsiradimas statybininkams gali būti netikėtas.

Vanduo aeracijos zonoje.

Paprastai aeracijos zonoje yra skirtingo vandens pralaidumo dirvožemio sluoksniai. Todėl kritulių metu aeracijos zonoje gali susidaryti laikinas vandeningojo sluoksnio sluoksnis, vadinamas viršutiniu vandeniu. Viršutinis vanduo ypač būdingas žiemos atlydžio metu ir pavasarį, kai dirvožemyje vis dar išlieka vandeniui atsparus sezoninio amžino įšalo sluoksnis, o paviršiuje tirpstantis sniegas intensyviai prisotina vandenį. Pavasario potvyniai dažnai yra pastatų rūsių užtvindymo priežastis.

Drėgmės buvimas aeracijos zonoje paaiškinamas tuo, kad visos kapiliarinės-akytos sistemos, ypač iš kurių aeracijos zona sudaryta iš smėlio, turi galimybę sugerti drėgmę iš oro, sulaikyti ir kaupti ją savo porose. Po to susikaupusi drėgmė gali „nutekėti“ iš aeracijos zonos į vandeningąjį sluoksnį, papildydama jo atsargas. Šis gebėjimas didėja, kai sumažėja dirvožemio drėgmė, sumažėja jo temperatūra ir padidėja druskos kiekis. Dėl vandens garų kondensacijos dirvožemyje procesų, net dykumose, kur oro drėgmė yra minimali, po kopomis susidaro gėlo vandens lęšiai.

Aeracijos zona yra tarp žemės paviršiaus ir vandens lygio. Uolienų prisotinimo zona yra žemiau požeminio vandens lygio. Požeminis vanduo prisotinimo zonoje cirkuliuoja amžino įšalo, požeminio vandens, amatininkų, plyšių ir amžino įšalo vandens pavidalu. Verkhovodki yra laikinos požeminio vandens sankaupos aeracijos zonoje. Viršutiniai vandenys susidaro virš atsitiktinių vandeningųjų sluoksnių - molio ir priemolio lęšių; infiltracijos metu vanduo sulaiko ir sudaro vandeningus sluoksnius. Taip yra dėl stipraus sniego tirpimo, liūčių laikotarpio. Tai taip pat pasirodo dėl mažo dirvožemio pralaidumo vandeniui.

Siekiant užtikrinti vėdinimo zoną, kad šaknys galėtų kvėpuoti, dirvožemyje tinkamai suskaidyti organinės medžiagos, turėtų vykti dujų mainai, kurių metu visas oro kiekis šaknies sluoksnyje bus atnaujintas ne vėliau kaip per 8 dienas. Normaliam augalų augimui ir vystymuisi dirvožemyje vienu metu turi būti tam tikru santykiu oro ir vandens. Trūkstant vandens, augalų šaknys negali tiekti reikiamo jo kiekio į lapus (dirvožemio sausra). Sausame dirvožemyje yra daug oro, todėl suaktyvėja aerobinių bakterijų veikla, o tai lemia greitą organinių medžiagų skilimą. Esant mažam vandens kiekiui dirvožemyje, padidėja dirvožemio tirpalo koncentracija ir augalai negali jo naudoti. Esant vandens pertekliui, sumažėja oro kiekis ir pablogėja šaknų kvėpavimas, sulėtėja organinių medžiagų skilimo procesai.

Taigi, vandens kiekis dirvožemyje lemia jo tiekimo į augalus laipsnį, oro kiekį dirvožemyje, terminį ir mitybos režimą dirvožemyje, t.y. jos vaisingumas. Skirtingiems augalams optimali dirvožemio drėgmė yra skirtinga (lentelė). kuo daugiau maistinių medžiagų dirvožemyje, tuo didesnis optimalus drėgmės kiekis.

Greiti smėliai ir pseudo plaukikai.

MAUDYMAS (a. Dreifuojantis smėlis, plaukiojantis smėlis, bėgantis smėlis, sraunus smėlis; n. Schwimmsand; f. Reljefinis paviršius, sabalinis vandens telkinys; ir. Arena moveiza, roca pastosa, fluidez de suelo) - laisvas, šiek tiek lituotas, prisotintas vandens, daugiausia smėlio uolos, galinčios plisti ir plaukti.

Atskirkite teisingą ir klaidingą smėlio smėlį. Tikrąjį greitąjį smėlį sudaro smulkiagrūdis ir purvinas smėlis, taip pat dirvožemis, kuriame yra hidrofilinių koloidų, kurie veikia kaip tepalas. Būdingas šių pliūpsnių bruožas yra didelis jų judrumas ir galimybė greitai virsti pliūpsnio būsena, esant nedideliam mechaniniam įtempiui, ypač esant smūgiui ar vibracijai. Esant mažai drėgmei ir dideliam tankiui, smėlio smėlis pasižymi dideliu stiprumu. Esant drėgmei, viršijančiai tam tikrą kritinį lygį, veikiant smulkioms apkrovoms, spartus smėlis gali tekėti kaip visuma. Kai užšąla, tikrasis smėlio smėlis stipriai pakyla, silpnai filtruoja vandenį, išdžiūsta ir įgauna sanglaudos. Priešingai nei labai išsisklaidę plastikiniai dirvožemiai, tikrojo smėlio smėlio plastinės savybės yra laikinos ir pamažu išnyksta pašalinus krovinį. Klaidingame smėlio sluoksnyje nėra koloidinių dalelių, o jų smėlio savybės pasireiškia esant dideliems slėgio gradientams. Didėjant tankiui, melagingos smėlio smiltys dažnai praranda savo smėlio savybes.

Vandens smėlis apsunkina kasybos operacijų vykdymą važiuojant minų darbais, statant duobes, konstrukcijas, tunelius ir tt Kaip apsaugos priemonės važiuojant pėsčiomis, naudojami specialūs skydai, kesonai, smegduobės, užšalimas, pažangus vairavimas ir pėsčiųjų smėlio konsolidavimas.

Vandens rūšys uolienose.

Priklausomai nuo fizinės būklės, judrumo ir ryšio su žeme pobūdžio, dirvožemyje išskiriamos kelios vandens rūšys: chemiškai ir fiziškai surištas, kapiliarinis, laisvas, kietas ir garinis vanduo.

Chemiškai surištas vanduo yra kai kurių mineralų, tokių kaip gipsas, vario sulfatas, dalis. Vanduo iš tokių mineralų daugeliu atvejų gali būti pašalintas tik kaitinant iki 300–400 C.

Fiziškai surištas vanduo sulaikomas mineralų ir dirvožemio dalelių paviršiuje molekulinėmis jėgomis ir gali būti pašalintas iš dirvožemio tik esant ne žemesnei kaip 90–120 ° C temperatūrai. Šio tipo vanduo yra suskirstytas į higroskopinį ir plėvelinį vandenį.

Higroskopinis vanduo susidaro dėl vandens molekulių adsorbcijos dirvožemio dalelėmis. Dalelių paviršiuje higroskopinį vandenį laiko molekulinės ir elektrinės jėgos.

Plėvelės vanduo sudaro plėvelę virš higroskopinio vandens, kai dirvožemio drėgmė viršija maksimalų jo higroskopiškumą. Šis vanduo gali judėti iš vienos dirvožemio dalelės į kitą.

Kapiliarinis vanduo susidaro dirvožemio porose po to, kai jos yra prisotintos plėveliniu vandeniu, užpildo poras ir plonus įtrūkimus ir juda jose veikiant kapiliarinėms jėgoms. kapiliaras pakeltas, esantis kapiliarų zonos pavidalu virš požeminio vandens lygio ir glaudžiai susijęs su juo; atjungtas kapiliaras, esantis likusioje dirvoje. Kapiliarinis vanduo išgaruoja per dirvos paviršių arba augalų lapus ir atlieka svarbų vaidmenį prisotinant dirvožemį, požeminio vandens režimą ir augalų mitybą.

Nemokamas vanduo yra judriausias ir svarbiausias požeminio vandens komponentas. Šis skystas vanduo yra dirvožemio porose ir įtrūkimuose ir juda veikiamas gravitacijos ir hidrostatinio slėgio gradientų.

Kietasis vanduo yra žemėje kristalų, tarpsluoksnių ir ledo lęšių pavidalu.

Garingos būsenos vanduo kartu su oru užpildo tuštumą dirvožemiuose, neužimtuose vandens.

Dirvožemio lauko bandymai.

Lauko dirvožemio tyrimo metodai naudojami atliekant inžinerinius ir geologinius tyrimus, siekiant įvertinti dirvožemio stiprumą ir deformacijos savybes, gauti hidrogeologinius parametrus natūralios uolienų pakrovos sąlygomis. Tyrimai atliekami suprojektuotų ar rekonstruotų inžinerinių statinių vietoje (trasoje). Atliekant darbus reikia specialios mašinos ir įrangos. Lauko dirvožemio tyrimo metodai turi skirtingus tikslus ir išsprendžia įvairias problemas:

dirvožemio fizinių, stiprumo ir deformacinių savybių tyrimas jų natūralaus atsiradimo sąlygomis;

informacijos apie požeminio vandens atsiradimo sąlygas, uolienų sluoksnius, jų genezę gavimas;

gauti hidrogeologinius parametrus ir dirvožemio masės charakteristikas.

dirvožemio lauko tyrimo metodai:

statinis skambesys;

Mirties testas;

slėgio matuoklio bandymas;

stulpų šlyties bandymas;

eksperimentinis filtravimo darbas.

Statinis zondavimas reiškia specialius inžinerinės ir geologinės informacijos gavimo metodus. Šiuolaikinės galimybės gerokai išplėtė informacijos, kurią galima gauti naudojant šį dirvožemio tyrimo metodą, spektrą. Bandymo gylis žymiai padidėjo iki 45 m (priklausomai nuo masyvo litologinės sudėties).

Statinis zondavimas, kaip dirvožemio lauko tyrimo metodas, turi plačias technologines galimybes imti uolienas ir požeminio vandens mėginius, taip pat specialius dirvožemio tyrimus natūraliomis pakratomis.

Medžiagos, gautos statinio zondavimo metu, gali būti naudojamos šioms pagrindinėms užduotims spręsti:

geologinės atkarpos skaidymas į atskirus sluoksnius (inžineriniai-geologiniai elementai), jų identifikavimas pagal plotą ir gylį;

dirvožemių tipizavimas ir klasifikavimas pagal sudėtį, būklę ir savybes;

dirvožemio savybių erdvinio kintamumo tyrimas, siekiant parinkti labiausiai pagrįstus pamatų skaičiavimo modelius;

dirvožemių fizinių ir mechaninių savybių rodiklių nustatymas remiantis empirinėmis aiškinimo formulėmis ir analitiniais sprendimais;

sprendžiant pamatų projektavimo ir skaičiavimo problemas (pavyzdžiui, projektinės krūvos apkrovos nustatymas, projektinis grunto atsparumas, krūvos ir polių pamatų nusėdimas).

Anotacija.

Bendrojo geologijos mokslų istorijos ir metodikos kurso tikslas yra suteikti absolventui specialistui bendrą idėją apie geologijos mokslų raidą, atskleisti esminius mokslinių tyrimų metodikos klausimus ir mokslinių tyrimų konstravimo logiką. ; atspindi šiuolaikines idėjas apie kai kurias filosofines geologijos problemas. Svarbus kurso tikslas yra ištirti Rusijos geologijos istoriją atsižvelgiant į bendrą geologinių žinių raidos foną. Kūrybinis kurso tobulinimas apima savarankišką geologinės ir metodinės literatūros studijas ir kurso plano santraukos rašymą.

Įvadas.

Geologijos istorija, kaip bendrosios gamtos mokslo ir apskritai pasaulio kultūros istorijos dalis. Geologinių žinių formavimosi procesas ir visuomenės būklės ekonominių, socialinių, kultūrinių ir istorinių ypatumų raida.

Metodika - doktrina apie mokslinių tyrimų konstravimo principus ir logiką, mokslinės ir pažintinės veiklos formas ir metodus. Geologijos vieta gamtos mokslų sistemoje. Geologinio ciklo mokslų klasifikacija. Geologijos istorijos periodizacijos principai.

1. Geologijos mokslų istorija.

1.1. Ikimokslinis geologinių žinių raidos etapas (nuo antikos iki XVIII a. Vidurio).

Žmonių civilizacijos formavimosi laikotarpis (nuo seniausių laikų iki V a. Pr. Kr.). Empirinių žinių apie uolienas, rūdas, druskas ir požeminį vandenį kaupimas.

Antikinis laikotarpis (V a. Pr. Kr. - V a. Po Kr.). Idėjų apie mineralus, uolienas ir geologinius procesus kilmė pagal gamtos filosofiją. Plutonizmo ir neptunizmo kilmė. Pagrindiniai graikų-romėnų gamtos filosofijos mokyklos atstovai.

Scholastinis laikotarpis (V - XV a. Vakarų Europoje, VII - XVII a. Kitose šalyse). Mokslo raidos stagnacija, Vakarų Europoje vyrauja bažnytinės dogmos. Amatų ir kasybos plėtra. Pirmųjų universitetų įkūrimas. Arabų civilizacija ir jos vaidmuo plėtojant gamtos mokslus VII - XIII a. Senovės Rusijos amatai, akmens reikalų ordino įsteigimas 1584 m.

Atgimimo laikotarpis (XV - XVII iki XVIII a. Vidurio). Dideli geografiniai atradimai. Heliocentrinio pasaulio paveikslo patvirtinimas. Leonardo da Vinčio, Bernardo Palissy, Nikolauso Stenono, Georgo Bauerio (Agricola) geologinės reprezentacijos. R. Descarteso ir G. Leibnizo kosmogoninės sampratos. Plutonizmas ir deluvizmas. Geologinių žinių raida Rusijoje Petro Didžiojo reformų eroje. Kasybos reikalų tvarkos sukūrimas (1700 m.), Bergkollegii (1718 m.), Mokslų akademijos atidarymas (1725 m.).

1.2. Mokslinis geologijos raidos etapas (nuo XIX a. Pradžios). Pereinamasis laikotarpis (XVIII a. Antroji pusė).

E. Kanto ir P. Laplace'o kosmetologinės hipotezės. J. Buffono, M. V. Lomonosovo geologinės idėjos. Stratigrafijos kilmė. A.G.Werneris, jo mokymas ir mokykla. J. Huttonas (Gettonas) ir jo „Žemės teorija“. Prieštaravimai klausime dėl išorinių ir vidinių procesų vaidmens vystantis Žemei. Kristalografijos raida. Maskvos universiteto (1755 m.) Ir Aukštosios kalnakasybos mokyklos (būsimojo kalnakasybos instituto (1773 m.)) Atidarymas. Rusijos akademinės ekspedicijos. V. M. Severginas ir jo vaidmuo plėtojant mineralogiją.

Herojinis geologijos raidos laikotarpis (XIX a. Pirmoji pusė). Biostratigrafijos ir paleontologijos gimimas. Pirmoji tektoninė hipotezė yra „pakilimo kraterių“ hipotezė. Katastrofai ir evoliucionistai - istorinis dviejų mokslinių stovyklų ginčas. Fanerozojaus stratigrafinės skalės kūrimas. Geologinio kartografavimo pradžia. Mineralų tyrimo pažanga. Mineralų tyrimo cheminio etapo pradžia. Sinonijų, izomorfizmo ir polimorfizmo bei mineralų paragenezės doktrina.

C. Lyayel ir jo knyga „Geologijos pagrindai ...“ (1830–1833). Diskusijos apie egzotiškų riedulių kilmę. Ledynų teorijos formavimas. Pirmųjų geologų draugijų ir nacionalinių geologinių tarnybų sukūrimas. Geologija Rusijoje XIX amžiaus pirmoje pusėje.

Klasikinis geologijos raidos laikotarpis (XIX a. Antroji pusė). Charleso Darwino geologiniai pastebėjimai ir įtaka geologijos raidai jo knygoje „Rūšių kilmė natūralios atrankos būdu ...“. Evoliucinių idėjų triumfas geologijoje. Elie de Beaumont susitraukimo hipotezė ir jos raida E. Suesso darbuose. Geosinklinų ir platformų doktrinos kilmė. Paleogeografijos, geomorfologijos, hidrogeologijos formavimasis.

Mikroskopinės petrografijos kūrimas. Magmos sąvokos atsiradimas, jos rūšys ir diferenciacija. Metamorfizmo doktrinos kilmė, eksperimentinės petrografijos formavimas. Teorinės ir genetinės mineralogijos raida. Kristalografijos pažanga. Rūdos telkinių doktrinos formavimas. Naftos geologijos kilmė. Pirmieji geofizikos žingsniai tiriant gilią Žemės struktūrą. Geologų tarptautinio bendradarbiavimo pradžia. Pirmieji tarptautiniai geologiniai kongresai. Rusijos geologijos komiteto įkūrimas (1882).

„Kritinis“ geologijos mokslų raidos laikotarpis (XX a. 10–50 m.). Mokslo revoliucija gamtos moksluose XIX - XX a. Sandūroje. Geotektonikos krizė. Sutraukimo hipotezės žlugimas. Alternatyvių tektoninių hipotezių atsiradimas. Mobilizmo idėjų kilmė - žemyno dreifo hipotezė. Mobilizmo atmetimas ir fiksavimo idėjų atgimimas. Tolesnė geosinklinų ir platformų teorijos plėtra. Gilių ydų doktrinos formavimas. Neotektonikos, tektonofizikos kilmė. Tolesnė geofizikos raida. Žemės apvalkalo struktūros modelio sukūrimas Geofizinių geofizinių tyrimų ir geologinių geofizinių duomenų tyrimo metodų formavimas.

Materijos mokslų raida. Rentgeno struktūrinės analizės naudojimas tiriant kristalus, kristalų chemijos atsiradimas ir struktūrinė mineralogija. Geochemijos kilmė. Biosferos ir noosferos doktrina. Petrologijos ir jos skyrių raida (naftos chemija, magų chemija, kosminė petrografija). Metamorfizmo doktrinos raida. Mokymo apie rūdos telkinius plėtra; toliau plėtoti hidroterminę teoriją. Mineragrafija. Termobarometrija. Metalogenezės pažanga.

Litologijos formavimasis ir paleogeografijos pažanga. Formavimų doktrinos kilmė. Iškastinio kuro geologijos raida. Mokymas apie naftos ir dujų baseinus. Anglies geologija. Tolesnė hidrogeologijos plėtra, vertikalaus hidrocheminio ir hidrodinaminio požeminio vandens zonavimo problemos plėtojimas. Hidrogeologinis kartografavimas. Amžino įšalo mokslo kilmė.

Paskutinis geologijos raidos laikotarpis (XX a. 60–90 m.). Techninė geologijos įranga: elektroninis mikroskopas, mikroprocesorius, masės spektrometras, kompiuteris, giliavandenis ir itin gilus gręžimas, Žemės tyrinėjimas iš kosmoso ir kt. Intensyvaus geologinio ir geofizinio Saulės vandenynų ir planetų tyrimo pradžia sistema. Mobilizmo atgimimas geotektonikoje. Astenosferos sukūrimas. Paleomagnetizmas. Vandenyno dugno išsiplėtimo (plitimo) hipotezė. Nauja pasaulinė tektonika arba plokštinė tektonika yra nauja geologijos paradigma. Kitos alternatyvios mobilistų sąvokos.

„Skaitmeninė revoliucija“ geofizikoje, geofizikos ir jūrų geofizikos tyrinėjimo metodų kūrimas. Pažanga tiriant žemės plutą ir viršutinę mantiją.

Paleontologijos pažanga; naujos iškastinių liekanų grupės, organinio pasaulio raidos ir biosferos evoliucijos etapai, didelių sisteminių grupių išnykimas ir pasaulinės biocenotinės krizės. Stratigrafijos kūrimas, naujų metodų diegimas: magneto- ir seismostratigrafija, radijo chronometrija; prekambrio stratigrafijos tyrimas.

Tolesnis sausumos materijos mokslų vystymas. Kosmochemija ir izotopų geochemija, eksperimentinė mineralogija ir petrologija; metamorfinių facijų doktrinos plėtojimas; geocheminiai rūdos telkinių paieškos metodai.

Naftos ir dujų geologijos teorinių pagrindų kūrimas.

Lyginamoji planetologija ir jos reikšmė iššifruojant ankstyvąsias Žemės vystymosi stadijas. Tolesnė hidrogeologijos, inžinerinės geologijos ir geokrologijos plėtra. Naujos geologijos krypties - ekologinės geologijos - atsiradimas. Tarptautinis geologų bendradarbiavimas. Dabartinė geologijos situacija ir artimiausios perspektyvos. Nuo litosferos plokščių tektonikos iki bendro pasaulinio Žemės geodinaminio modelio. Pasauliniai geodinaminiai modeliai ir geoekologija. Socialinės, ideologinės, ekonominės geologijos funkcijos. Trumpa šiuolaikinių geologijos problemų apžvalga.

Maskvos universiteto geologijos dėstymo istorija ir mokslinės geologų mokyklos.

2. Geologijos mokslų metodika.

2.1. Geologijos objektas ir dalykas, jų kitimas mokslo raidos eigoje. Geologinė materijos vystymosi forma. Geologijos mokslų metodai (bendrieji moksliniai, specialieji). Geologijos dėsniai. Laiko problema geologijoje.

2..2. Bendrieji geologijos mokslų raidos dėsniai. Geologijos mokslų diferenciacijos ir integracijos procesai. Mokslo revoliucijos geologijoje.

2.3. Mokslinių tyrimų kūrimo principai. Paieškos dalyko fiksavimas, problemos formulavimas, tyrimo metodų problemos apibrėžimas. Hipotetinis modelis, jo konstravimo pagrindai. Teorinis modelis, jo konstravimo ir kūrimo pagrindai. Faktai, jų vieta ir reikšmė moksliniuose tyrimuose.

2.4. Paradigmos vaidmuo empiriniuose ir teoriniuose tyrimuose. Modelio metodo samprata geologiniuose tyrimuose. Sistemos analizė ir jos principai. Geologinių objektų sistemos modelio ypatybės. Geologinių objektų trapumas. Medžiagos savitvarkos procesai ir geologinių modelių kūrimo principai. Pusiausvyros termodinamikos ir geodinaminių procesų dėsniai.

Literatūra

• V.V.Belousovas Esė apie geologijos istoriją. Žemės mokslo ištakose (geologija iki XVIII a. Pabaigos). - M., - 1993 m.
• Vernadskis V.I. Rinktiniai mokslo istorijos darbai. - M.: Mokslas, - 1981 m.
• T. Kuhn, Mokslinių revoliucijų struktūra, Maskva: pažanga, 1975 m.
• A. S. Povarenykh, V. I. Onoprienko Mineralogija: praeitis, dabartis, ateitis. - Kijevas: Naukova Dumka, - 1985 m.
• Šiuolaikinės teorinės geologijos idėjos. - L.: Nedra, - 1984 m.
• Khain V.E. Pagrindinės šiuolaikinės geologijos problemos (geologija ant XXI amžiaus slenksčio).- M.: Mokslo pasaulis, 2003 m.
• Khain V.E., Ryabukhin A.G. Geologijos mokslų istorija ir metodika. - M.: Maskvos valstybinis universitetas, - 1996 m.
• Hallemas A. Didieji geologiniai ginčai. M .: Mir, 1985 m.

2014 metais Jamalo pusiasalio centriniame regione buvo rasta keista skylė žemėje: apvalus krateris buvo apie 20 metrų skersmens ir apie 50 metrų gylio. Nuo tada jo kilmė liko paslaptis. Grupė mokslininkų iš Maskvos valstybinio universiteto, ištyrę amžinojo įšalo mėginius, nustatė, kad šis piltuvas susidarė dėl reiškinio, kurio anksčiau Žemėje nebuvo pastebėta. Paskelbta praėjusią savaitę žurnale Mokslinės ataskaitos Straipsnyje aprašomas jo susidarymas kriovolkanizmo požiūriu, taip ne tik siūlomas naujas šių neįprastų kraterių susidarymo mechanizmas, bet ir pirmą kartą aprašomas sausumos kriovulkanas.

Vasarą, centrinėje Jamalo pusiasalio dalyje, netoli Bovanenkovskoye dujų telkinio, buvo rastas neįprastas geologinis darinys: beveik apvalus krateris, kurio skersmuo 20 metrų ir gylis apie 50 metrų (1 pav.). 1). Iškelta daug hipotezių apie jo kilmę, įskaitant meteorito kritimą ir biogeninių dujų migraciją dėl amžinojo įšalo atšilimo (žr., Pvz., M. Leibman ir kt., 2014. Naujas amžino įšalo krateris Yamal centre (Vakarų Sibiras, Rusija) kaip atsakas į vietinius klimato svyravimus, V. Olenchenko ir kt., 2015. „Jamalo kraterio“ teritorijos geofizinių tyrimų rezultatai, nauja geologinė struktūra), tačiau visi jie turėjo trūkumų. . Iš esmės į kraterius panašių struktūrų susidarymas dėl geokriologinių procesų yra retas, bet ne išskirtinis reiškinys (J. Mackay, 1979. Tukingokatuko pusiasalio pingos, Šiaurės vakarų teritorijos pingos). Pavyzdžiui, 2017 m. „Yamal“ buvo užfiksuotas dviejų panašių, bet daug mažesnių kraterių susidarymas.

Jamalo krateris yra amžino įšalo zonoje, vidutinė metinė temperatūra nuo –1 ° C iki –5 ° C, o ledo tūrio dalis yra 30–65%, dažnai sutelkta į ledo lęšius. Šiuolaikinių technologijų dėka netgi buvo galima sužinoti apytikslį konstrukcijos susidarymo laiką: iki 2013 m., Remiantis kosminiais vaizdais, vietoje kraterio buvo didelis banguojantis piliakalnis (žr. Dienos paveikslėlį „Pingo arba kylantys piliakalniai “), apie 8 metrų aukščio ir 50–55 metrų skersmens.

Palei liniją, kertančią kraterį, mokslininkai išgręžė kelis šulinius ir gavo amžinojo įšalo šerdis (iš šulinio paimtus cilindrinius uolienų stulpus) (2 pav.). Vienas iš šulinių, esantis penkis metrus į šiaurę nuo kraterio, 5,8 m gylyje atidengė didelį ledo lęšį. Nepaisant to, kad šio šulinio gylis buvo 17 m, nebuvo įmanoma pasiekti apatinės duobės ribos. objektyvas. Mėginiai buvo paimti iš šio lęšio ir gretimų šulinių tolesniam tyrimui. Juos sudarė ledas, humuso rūgštys ir mineraliniai intarpai. Analizės parodė, kad mokslininkai susiduria su dviejų tipų amžinojo įšalo rūšimis, kuriose yra senovinių jūrų nuosėdų: pirmojo tipo beveik nepaliečia termokarstas (amžinojo įšalo atšildymo ir sunaikinimo procesas), o antrąjį, priešingai, jis intensyviai apdoroja . Pirmojo tipo mėginiuose esančiame lede buvo nedidelis kiekis metalų ir organinės anglies, o antrojo tipo mėginiuose - iki 3,5 g / l organinės kilmės anglies junginių ir tamsiai rudų šarminės sudėties tirpalų (pH 8–9,5) ). Kitas skirtumas tarp mėginių ledo ir nuosėdų komponentų buvo pastebėtas: senovinėse nuosėdose (išskyrus SiO 2, CaO, Na 2 O) metalų koncentracija buvo nereikšminga ir ledo mėginiuose palyginti didelė. Tai galima interpretuoti kaip ilgalaikės požeminio ir tirpstančio vandens sąveikos rezultatą, todėl kyla mintis, kad kraterio vietoje kažkada egzistavo ežeras su didele atšildyta zona (talikas).

Pagrindinis tirtų mėginių bruožas yra neįprastai didelė dujų koncentracija, kai kuriuose mėginiuose pasiekianti 20% tūrio. Tai daugiausia CO 2 ir N 2. Tačiau metanas - tariamas kaltininkas dėl kraterio susidarymo - pasirodė mažas (pirmasis procentas). Tai, kaip ir izotopų analizės rezultatai, parodė, kad dujų šaltinis nebuvo Bovanenkovo ​​laukas, kaip manyta anksčiau. Vyrauja aukštesnių normaliųjų alkanų angliavandeniliai (C 19 H 40 ir junginiai su b O didesnis anglies atomų skaičius) parodė, kad jie susidarė suskaidžius augalų liekanas.

Remiantis matematinio modeliavimo rezultatais, buvo nustatyta įvykių seka iki kraterio susidarymo. Pirma, po ilgaamžiu termokarstiniu ežeru (skystas vanduo, esant teigiamai temperatūrai) amžinasis įšalas atšyla (3 pav., A), sudarydamas maždaug šiuolaikinio sauso ežero dydžio taliką, kurio centre yra krateris . Geokriologų teigimu, 60–70 metrų atšildymo zonos susidarymas trunka apie 3000 metų. Kai ežeras išdžiūsta, atšildyta zona pradeda užšalti nuo kraštų iki centro (3 pav., C). Paskutiniuose ežero gyvenimo etapuose jo dugnas užšąla, sudarydamas ledo dangą ant dar ne visiškai užšalusio taliko (3 pav., C). Likęs vanduo, spaudžiamas augančio ledo, pradeda išsisukti į išorę, sudarydamas pakilusią piliakalnį, kuris egzistavo pastaruosius šimtą metų (3 pav., D).

Remiantis dujų kiekiu tirtuose mėginiuose, daroma prielaida, kad ištirpusios dujos sudarė apie 14 tūrio procentų taliko. Užšalimo metu kai kurios iš šių dujų migravo į aplinkines uolienas, vengdamos užšalimo, o kai kurios (daugiausia CO 2, kuris labai gerai tirpsta vandenyje) liko talike, padidindami slėgį ir skatindami besiformuojančio piliakalnio susidarymą. Dėl vandens po užšalusiu 6–8 metrų storio ledo dangčiu slėgis talike gali siekti 5 barus, tačiau prasiskverbti reikia apie 10 barų. Ši vertė yra gana pasiekiama, jei atsižvelgsime į dujų komponento indėlį. Apatinėje taliko dalyje slėgis pasiekia 15 barų, o tai leidžia susidaryti CO 2 klatratams (scenarijus įgyvendinamas, jei skystis prisotintas dujų). Jei nebūtų pakankamai dujų, tada, sunaikinus pingo, atsirastų tik nedidelis vandens išsiskyrimas, bet ne išsiveržimas ir kraterių susidarymas.

Prieš išsiveržimą, talike buvo pastebėta sluoksniuota struktūra: atšildytas dirvožemis, kurio apačioje klatrato daug anglies dioksido, viduryje vanduo su ištirpusiomis dujomis, o viršutinėje - daugiausia dujos (4 pav., A). Išsiveržimą išprovokavo ledo pleištai susiformavę palei užšalusios dangtelio plyšius ir jį sudarė trys etapai:
1) Pneumatinė stadija (pirmosios minutės): degazavimas iš viršutinės taliko kameros, anglies dioksido srovės išmetimas (4 pav., C). Dirvožemio barstymas dideliais atstumais ir žalą augmenijai šalto dujų srove.
2) Hidraulinis etapas (kelios valandos): vandens išliejimas iš kraterio (4 pav., C) - slėgio išsiskyrimas sukėlė dujomis prisotinto vandens putojimą (efektas panašus į šampano srovę pašalinus kamštį). Visiškas ledo dangtelio pralaužimas ir sienos aplink kraterį susidarymo pradžia.
3) Freatinis etapas (5–25 val.): Dujų hidratų skilimas apatiniame dirvožemio sluoksnyje ir pašalinimas į paviršių kylančiomis putomis (4 pav., D). Kadangi dujų hidratų skilimas yra gana lėtas procesas, ši fazė yra ilgiausia išsiveržimo dalis.

Tokia įvykių rekonstrukcija leidžia manyti, kad Jamalo kraterio susidarymas yra visavertis reiškinys, „Elementai“, 2014-07-02 ir „Enceladus“ gravitacinio lauko analizė taip pat rodo, kad jame yra skysto vandens, „Elementai“ , 2014 07 04, taip pat J. S. Kargelio straipsnis, 1995. Kriovolkanizmas ant ledinių palydovų). Ankstesnio kriovulkaninio aktyvumo pėdsakų gausu išorinėje Saulės sistemoje. Rimtas šių objektų tyrimas prasidėjo 1979–1989 m., Po „Voyager“ zondų skrydžių pro ledinius dujų milžinų mėnulius, tačiau tiesioginio jų tyrimo iki šiol nebuvo, nes Žemėje nebuvo atrastas nė vienas kriovulkanas. Dabar atrodo, kad mokslininkai turi šią galimybę.

Anksčiau buvo manoma, kad kriovulkanizmui reikalingas šilumos šaltinis, esantis po kriovulkanu. Tai iš dalies tiesa, tačiau aptariamas darbas rodo, kad tokie procesai gali įvykti ne tik dėl vandens šildymo, bet ir dėl jo kristalizacijos: ledo kristalizacija dujomis prisotintose sistemose sukelia slėgio šuolius ir, pavyzdžiui, gali būti Encelado vandens purkštukų paaiškinimas (JH Waite Jr ir kt., 2009. Skystas vanduo ant Encelado, stebint amoniaką ir 40 Ar plunksnoje). Jamalo kraterio tyrimo metu gauti duomenys gali naujai pažvelgti į išsiveržimus ant ledo kūnų.