Exogén erők és folyamatok Előadó: Dr. Cserny Tibor egyetemi docens

Az előadások a következő témára: "Exogén erők és folyamatok Előadó: Dr. Cserny Tibor egyetemi docens"— Előadás másolata:

1 Exogén erők és folyamatok Előadó: Dr. Cserny Tibor egyetemi docens
Földtani ismeretek 4. témakör: Exogén erők és folyamatok Előadó: Dr. Cserny Tibor egyetemi docens

2 Témakör vázlat Mállás (fizikai, kémiai, biológiai)
Anyagszállítás (gravitációs, folyóvízi, deflációs, glaciális, stb.) Üledékképződés (kontinentális és szárazföldi üledékképződési környezetek) Kőzettéválás és utólagos átalakulások

3 Mállás A kőzetek felszínen vagy felszínközelben zajló mechanikai és/vagy kémiai hatásra történő lebomlását, elváltozását mállásnak nevezzük. A fizikai mállás a kőzetek felaprózódása. A kémiai mállás oldódási folyamatot jelent, fő hatótényezője a víz és a benne oldott CO2, valamint az O2 A biológiai mállás az élőlény által együttesen kiváltott fizikai és kémiai mállás.

4 Mállás A kőzetrések exponenciális mértékben növelik meg a víz és levegő hatásának kitett szabad felületet a kőzetekben. 

5 Mállás A mállás leggyorsabban a kialakult feldarabolódott kőzetfelszínek élein és sarkain halad előre, s egyre fokozódik a feldarabolódás.

6 Fizikai mállás Meteorit becsapódások (szerepe a Holdon és a Földön)
Napbesugárzás (direkt inszoláció) – elnyelődés mértéke, a kőzetfelület albedója – hőtágulás és lehűlési összehúzódás – aprózódás, szétesés (főleg sivatagokban) Fagyhatás (a legintenzívebb mállást kiváltó ok, főleg mérsékelt égövön) Kristálynövekedés (talajvízből kiváló sók) Repedezés (mélységi kőzetek felszíni tágulása, illetve vulkáni kőzetek lehűlése)

7 Kémiai mállás Hidrolízis (a földpátok agyagásványokká alakulása, sok víz hatására, lúgos környezetben) KAlSi3O8 (ortoklász) + víz és H+ = illit illit + víz és H+ = kaolinit kaolinit + víz = Al(OH)3 (gibbsit) Oxidáció: FeS2 (pirit) + H2O és O2 = vasIIszulfát és kénsav vasIIszulfát + kénsav + O2 = vasIIIszulfát és víz vasIIIszulfát + víz = FeOOH (goethit) és kénsav

8 Kémiai mállás Hidratáció: Karbonátok oldódása:
Fe2O3 (hematit) – FeOOH (goethit) CaSO4 (anhidrit) – CaSO4x2H2O (gipsz) Karbonátok oldódása: H2O + CO2 = H2CO3 CaCO3 (kalcit, mészkő) + H2CO3 = Ca(HCO3)2

9 Kémiai mállás Szilikátok különböző éghajlaton és csapadékviszonyok közötti mállása: allitos mállás (lúgos közegben, forró és nedves éghajlaton) => laterit sziallitos mállás (gyengén savas közegben, mérsékelt, nedves éghajlat) => kaolinit; (de szárazabb éghajlat és Ca, Fe, Mg jelenlétében) => montmorillonit (bentonit) podzolos mállás (gyengén savas közegben, hideg és nedves éghajlaton) => tiszta kvarc

10 Biológiai mállás A biológiai mállás a növényzet által kiváltott fizikai és kémiai mállás együttesen. A növényi gyökerek m3-es kőtömbök letörésére képesek a talajképződést segíti

11 A mállást befolyásoló tényezők
a kiinduló kőzet anyaga és tulajdonságai (kötésanyag) az éghajlat (hőmérséklet + csapadék) vízelvezetés (állandóan friss víz utánpótlás) domborzat (talajvízszint helyzete + lemosódás)

12 A kiinduló kőzet anyaga szerint
Gránit mállása során jórészt murvásodás történik, a kőzet önálló szemcsékké esik szét. Mérsékelt klímán agyagásványok keletkeznek, a Na, K, Ca jó része eltávozik, a kvarc feldúsul. Nedves trópusi klímán a magnetit tartalom hematittá alakulhat. Bazalt, gabbró eredeti összetételében plagioklász, piroxén magnetit szerepel. A plagioklász és piroxén vízfelvétellel agyagásványokká, és vízben oldott ionokká  (Ca, Mg) alakul. Mészkő és dolomit mállása nedves klímán oldódás útján történik  (karsztosodás). Limonit, kvarc, agyagásvány dúsulhat az oldási maradékban.

13 A mállás és a földrajzi helyzet kapcsolata

14 A topográfia hatása Kiemelkedett területek jobban ki vannak téve szél és csapadék hatásának, illetve nagyobb az un. relief-energiájuk (a kiemelkedett helyzetből adódó gravitációs  energia) mint a sík területeknek. Kiemelkedett területekről nagyobb mértékű a mállási termékek elszállítódása, s így új friss felületek válnak szabaddá a mállás számára. Ha a mállástermékek helyben maradnak, a mállás elérheti a m mélységet is. A mállás intenzitása más és más a különböző irányba néző lejtőkön (napsugárzás intenzitása, illetve párolgás mértéke különböző).

15 Anyagszállítás A mállott kőzetanyag általában elszállítódik, ami a felszín lepusztulását (erózió, denudáció) eredményezi.

16 Anyagszállítás Gravitációs: lejtős felszínen, általában szállítóeszköz nélkül jön létre (omlás, csuszamlás, suvadás, rogyás, törmelék-és iszapfolyás) Fluviatilis (folyóvízi): oldott, lebegtetett, görgetett üledék, V-alakú völgyekben. Az üledékképződés és a folyósebesség fordítottan arányos. Deflációs (szél által, eolikus): a szél sebességének függvényében elsősorban sivatagi körülmények között. Abrázió (tengerparti hullámverés) Exaráció (gleccserek eróziós hatása), U-alakú völgyekben, osztályozatlan törmelék.

17 Gravitációs folyamatok osztályozása

18 Egy suvadás formai elemzése

19 Gravitációs folyamatok

20 Eróziós folyamatok

21 Eróziós folyamatok

22 Fluviális szállítás és üledéktípusok

23 Folyódelta és üledékei

24 Folyóvízi mozgás

25 Folyóvízi üledékszállítás

26 A meanderek

27 Folyóvízi árterek üledékei

28 Folyóvízi üledékek szerkezete

29 Eolikus folyamatok

30 Eolikus folyamatok szaltáció Barkán dűne korrázió Kritikus nyírási
Sebesség, cm/sec szaltáció Barkán dűne korrázió

31 A deflációs folyamat

32 Az eolikus üledékek

33 Eolikus üledék: a lösz

34 A típusos és infúziós lösz szemcseeloszlása

35 Az abráziós jelenség

36 A lagúnák üledékei

37 Glaciális folyamat és morfológia

38 Glaciális üledékek Tillit Varvok

39 Üledékképződés (Geo)Fácies (=földtani kifejlődés, arculat): a kőzet mindazon kőzettani (litofácies) és őslénytani (biofácies) jellemzői, amelyek a keletkezés körülményeire utalnak. Izopikus (különböző kor, azonos környezet) és heteropikus (azonos kor és különböző környezet) fácies. Walther-féle fáciestörvény: folyamatos rétegsor estében egymás felett csak olyan fáciesek helyezkednek el, amelyek egy időben egymás mellett is megtalálhatóak. Hutton-Lyell féle aktualizmus elve: a földtörténet során az üledékképződési feltételek a maihoz hasonlóak voltak. Az üledékképződési környezetek 2 nagy csoportja: szárazföldi és tengeri

40 Walther-féle fáciestörvény

41 Szárazföldi üledékképződési környezetek
Eljegesedett területek Sivatagi területek Folyóvízi (fluviatilis) környezet Delta fáciesek Tavi üledékképződés Forrás- és barlangi üledékek

42 Tengeri üledékképződési környezetek
Litorális öv Zátonyok és lagunák öve Self öv (szublitorális fácies) Kontinentális lejtő (bathiális fácies) Óceáni medence (abisszális fácies)

43 Kőzettéválás és utólagos átalakulások
Diagenezis (kőzettéválás): laza, víztartalmú üledékből üledékes kőzet válik, melynek lépései: Tömörödés (kompakció) Cementáció (megkötés), konkréciók (összenövések) Epigenezis: kőzettéválás utáni változás Átkristályosodás Részleges kioldás

44 Utólagos átalakulások
Metaszomatózis (áttestesülés) Dolomitosodás Hidrotermális kovásodás, meszesedés Agyagosodás, szerpentinesedés, propillitesedés Ércesedés (szkarnosodás)

45 Utólagos átalakulások
Metamorfózis (kőzetátalakulás) Jelentős nyomás és/vagy hőmérséklet Kontakt (T), dinamo (P) és regionális (P, T) Izokémikus (a vegyi összetétel változása nélkül) és allokémikus (a vegyi összetétel változásával) Orto (ha magmás kőzetből) és para (ha üledékesből) keletkezett Mélység szerint: epizóna (felső), mezozóna (középső) és katazóna (alsó)