Legat de apă în roci noi factori și probleme - totul despre geologie ()

Fig. 7. Starea de apă neîncălzită în roci: 1 - particule minerale, 2 - gheață, 3 - peliculă de apă neîncălzită, 4 - aer.

Proprietățile termofizice anormale ale apei obligatorii afectează procesele de transfer de căldură în roci. În plus, prezența unei anumite cantități de apă nelegată în zonele înghețate determină posibilitatea participării sale la transferul de masă la temperaturi negative și, de asemenea, afectează puternic transformările în fază de apă-gheață. O caracteristică importantă în acest caz este prezența unei interfețe de fază între gheața și stratul intermediar lichid care nu intră în contact cu suprafața minerală solidă a stâncii pe partea opusă (figura 7). Mișcarea apei neculterate într-o astfel de stâncă este însoțită de procese complexe de recristalizare. care poate duce la apariția și creșterea presiunii în filmele de apă neîncălzite, care este una din cauzele înghețării solului. Aceste procese dobândesc o complexitate specială în solurile saline, pentru care nu au fost încă studiate complet.






Apa foarte bine legată afectează rezistența și deformabilitatea practic a oricărei stânci. Ea are un efect "relaxant și înmuiere" pe multe roci, ducând la o scădere a rezistenței lor și la o creștere a deformabilității. Un exemplu caracteristic al influenței sale în acest sens sunt rocile loessiale. Aceste roci, spre deosebire de lut, nu sunt predispuse la apă, ele sunt răspândite în regiunile uscate și aride din sudul Rusiei, Ucrainei, Asiei Centrale. Ele conțin în principal numai apă legată de adsorbție și parțial capilară, umplând numai microporii și microcapilierii subțiri în stâncă. În același timp, loessii au suficientă rezistență, astfel încât să poată "deține" ziduri abrupte, aproape verticale, cu expuneri naturale de zeci de metri înălțime. Dar este necesar să se pătrundă în cantitate suficientă loess de apă, cum ar fi inundarea o matrice sau ca urmare a unor scurgeri de apă, loess-ul merge foarte repede în starea de plastic, pierde dramatic puterea și căderile de tensiune, ca rezultat douplotneniya chiar și sub propria greutate.
Cu toate acestea, ar fi greșit să credem că apa legată afectează numai forța rocilor dispersate sedimentare. Nu într-o măsură mai mică, influența ei afectează deformarea și rezistența rocilor sedimentare magmatice, metamorfice și cimentate. Prezența apei legate în rețeaua de cristal a mineralei reduce elasticitatea. Dar, și mai puternic, prezența apei legate în microfracturi, la contactele granulelor sau cristalelor, afectează deformabilitatea și rezistența acestor roci. Acestea coboară energia de suprafață a mineralelor din stâncă și astfel facilitează dezvoltarea diferitelor micro-dislocări mecanice și dislocări în stâncă. microcracte, etc. mai ales dacă rasa este stresată. Ca o consecință, roca începe să "creeze", se deformează la o anumită rată cu aceeași tensiune constantă. Aceasta este una dintre manifestările așa-numitul efect Rehbinder - efect de relief de deformare plastică a unor corpuri de natură diferită și reducând puterea lor datorită fenomenelor de adsorbție. Accelerarea fluxului de roci în condițiile mediilor de adsorbție a fost observată în mod repetat. Acest proces este foarte dezvoltat în natură și este utilizat în mod intenționat de om. Cel mai tipic, se manifestă în așa-numita „seismicitate indusa“ - activarea activității seismice în zona de influență a zonei rezervor după începerea inundării și apariția puterii de cutremure artificiale până la 5 - 7 puncte. Aparute după umplerea a infiltrații rezervor de pori și fisuri subțiri de apă legate în matrice adiacente de roca determină o reducere a energiei de suprafață a mineralelor constitutive. În același timp, dislocările intensive încep să se dezvolte în roci tensionate și microcracturile cresc. Datorită acestui fapt, se produce relaxarea stres în matrice, atenuarea lor este exprimată macroscopic ca o serie de vibrații seismice, în general, și resetare tensiuni. Acest proces este cinetică în natură, apă legată pătrunde foarte încet în matrice, precum și diferitele minerale din roci prezentând în mod selectiv efectul Rehbinder. Din aceste motive, seismicitatea indusă se estompează de obicei de mult timp, de la 3 la 5 ani. Cu toate acestea, acest exemplu nu este singurul. Aproape toate roci (inclusiv magmatice și metamorfice) pot fi considerate ca dispersii, adică având o suprafață mare suprafață specifică, formată prin interfața internă între fazele minerale ale compoziții similare sau diferite. Recent, oamenii de stiinta au descoperit ca apa legată poate fi introdus în roci policristaline acestor intergranulare și interfazei limitele continue și să rămână acolo pe termen nelimitat. Această „infiltrare intergranulare“ este cel mai probabil în roci, pentru care există o umectare completă a suprafeței libere a apei, precum și o reducere a rezistenței de rocă nu este mai mică decât de două ori. Cu temperaturi și presiuni crescute, gama de roci în care se manifestă acest efect se lărgește și mai mult.






Materialul de mai sus prezintă rolul important jucat de apa legată în formarea proprietăților diferitelor roci și, prin urmare, în dezvoltarea multor procese geologice. Într-un articol, nu este posibil să se citeze toate numeroasele date care s-au acumulat până în prezent cu privire la proprietățile legate de apă. Informații suplimentare se găsesc în literatura de mai jos. Nu există nicio îndoială că în viitorul apropiat vor fi făcute mai multe progrese în studiul apei legate în roci.