Объясните сущность процессов внешней динамики Земли (экзогенных процессов). Опишите процессы (плоскостной смыв, химическая суффозия) и возможные защитные мероприятия

Экзогенные процессы — геологические процессы, обусловленные внешними по отношению к Земле источниками энергии (преимущественно солнечное излучение) в сочетании с силой тяжести. Экзогенные процессы протекают на поверхности и в приповерхностной зоне земной коры в форме механического и физико-химического её взаимодействия с гидросферой и атмосферой. К ним относятся: выветривание, геологическая деятельность ветра (эоловые процессы, дефляция), проточных поверхностных и подземных вод (эрозия, денудация), озёр и болот, вод морей и океанов (абразия), ледников (экзарация). Главные формы проявления экзогенных процессов на поверхности Земли: разрушение горных пород и химическое преобразование слагающих их минералов (физическое, химическое, органическое выветривание); удаление и перенос разрыхлённых и растворимых продуктов разрушения горных пород водой, ветром и ледниками; отложение (аккумуляция) этих продуктов в виде осадков на суше или на дне водных бассейнов и постепенное их преобразование в осадочные горные породы (седиментогенез, диагенез, катагенез). Экзогенные процессы в сочетании с эндогенными процессами участвуют в формировании рельефа Земли, в образовании толщ осадочных горных пород и связанных с ними месторождений полезных ископаемых. Так, например, в условиях проявления специфических процессов выветривания и осадконакопления образуются руды алюминия (бокситы), железа, никеля и др.; в результате селективного отложения минералов водными потоками формируются россыпи золота и алмазов; в условиях, благоприятствующих накоплению органические вещества и обогащенных им толщ осадочных горных пород, возникают горючие полезные ископаемые.

Плоскостной смыв является результатом размывающей деятельности дождевых и талых вод, проявляющейся более или менее равномерно по всей поверхности склонов и водоразделов. Вода при этом стекает частично плоскостным потоком, а также по местным мелким ложбинам стока. Живая сила текучих вод обычно невелика и способна сносить главным образом только частицы песка и глины. Сносимый материал накапливается у подножья склонов или в тех местах, где начинает теряться энергия распластанного по поверхности земли потока.

Плоскостной смыв часто уничтожает почвенный плодородный покров. В таком случае говорят о водной почвенной эрозии, возникновение которой нередко связано с устройством неправильно ориентированных прорезей, каналов, распашкой склонов, уничтожением растительности.

В условиях мерзлоты слой почв часто сносится в виде грязевого потока при весеннем оттаивании. Разрушение почв происходит также под действием ливневых вод, особенно на распаханных землях, в условиях, способствующих быстрому поверхностному стоку. Основные гидротехнические мероприятия по борьбе — устройство ливнестоков, нагорных каналов и другие работы, обеспечивающие отвод поверхностных вод на локализованных участках.

Химическая суффозия. При фильтрации подземная вода совершает разрушительную работу. Из пород вымываются составляющие их мелкие частицы. Это сопровождается оседанием поверхности земли, образованием провалов, воронок. Этот процесс выноса частиц, а не его последствия, называют суффозией. Различают два вида суффозии — механическую и химическую. При химической суффозии вода растворяет частицы породы (гипс, соли, карбонаты) и выносит продукты разрушения.

Основной причиной суффозионных явлений следует считать возникновение в подземных водах значительных сил гидродинамического давления и превышение величины некоторой критической скорости воды. Это вызывает отрыв и вынос частиц во взвешенном состоянии. Как механическая, так и химическая суффозия активно проявляется вблизи поверхности земли при естественном или искусственном изменении гидродинамических условий — формированием воронок депрессии, колебаниях уровня подземных и поверхностных вод, откачках, дренировании. Суффозионные процессы часто возникают на склонах речных долин и откосах котлованов и берегах водохранилищ при быстром спаде паводковых вод или сбросе лишних вод, в местах выхода на поверхность грунтовых вод, на орошаемых территориях. Химическая суффозия может проходить длительное время и выщелачивает не только карбонаты и другие сравнительно легко растворимые вещества, но и кремнезем. При значительном растворении пород химическая суффозия переходит в карстовый процесс. При исследовании пород, в которых наблюдается или возможна фильтрация воды, необходимо выявлять их способность к суффозии. Следует учитывать, что при мало гидродинамическом давлении в породах может происходить только фильтрация воды, при повышении давления начинается суффозия. Для выявления этих свойств определяют критические градиенты и давление воды, при которых начинается процесс суффозии. Эту работу проводят в лабораторных и полевых условиях.

Основой всех мероприятий по борьбе с суффозией является прекращение фильтрации воды. Это достигается различными путями: регулированием поверхностного стока атмосферных вод и гидроизоляцией поверхности земли; перекрытием места выхода подземных вод тампонированием или присыпкой песка; устройством дренажей для осушения пород или уменьшением скорости фильтрации воды; упрочнением ослабленных суффозией пород методами силикатизации, цементации, глинизации, применением особых видов фундаментов, например, свайных.