Песок откуда: Песок. Три процесса образования песка в природе

Песок. Три процесса образования песка в природе

Skip to content

Previous

Next

Песок. Три процесса образованияolena2020-04-23T14:20:38+04:00

ОГЛАВЛЕНИЕ

1. Что такое песок
2. Процесс выветривания песка
3. Денудация песка
4. Фрагментация песка
5. Форма зерен песка
6. Влияние океана и ветра на процесс образования песка
7. Область применения песка

Песок  – это материал, который состоит из рыхлых каменных зерен с диаметром крупинок от 1/16 мм до 2 мм. Если диаметр больше 2 мм – его классифицируют как гравий, а если менее 1/16, то как глина или ил. Песок в основном создается в результате разрушения горных пород, которые по истечению времени накапливаются вместе образуя песчинки.

к оглавлению

Процесс выветривания песка

Самый известным способом образования песка является выветривание. Это процесс преобразования горных пород под воздействием таких факторов как: вода, углекислый газ, кислород, колебание температуры в зимний и летний период. Чаще всего таким способом разрушается гранит. Состав гранита  – это кристаллы кварца, полевой шпат, различные минералы. Полевой шпат, контактируя с водой, распадается быстрее кварца, что позволяет граниту рассыпаться на фрагменты.

к оглавлению

Процесс денудации песка

Горная порода, разрушаясь, перемещается с высот вниз под действием силы ветра, влиянием воды и под силой тяжести. Данный процесс получил название денудация.

Под воздействием процессов выветривания, денудации и накопления минеральных веществ на протяжении длительного времени можно наблюдать выравнивание рельефа суши.

к оглавлению

Процесс фрагментации песка

Фрагмента́ция – это процесс дробления чего-либо на множество мелких фрагментов, в нашем примере это гранит. Когда процесс дробления происходит быстро, гранит разрушается еще до момента разрушения полевого шпата. Таким образом, в образовавшемся песке преобладает полевой шпат. Если процесс дробления происходит медленно, то соответственно и содержание в песке полевого шпата меньше. На процесс фрагментации горных пород влияет поток воды, который усиливает дробление. И, в результате, мы имеем на крутых склонах пески с малым содержанием полевого шпата.

к оглавлению

Форма зерен песка

Форма зерна песка из угловатых становятся более округлыми, так как они отполированы истиранием во время транспортировки ветром или водой. Зерна кварцевого песка наиболее стойкие к износу. Даже долгое пребывание вблизи воды, где он омывает ее, недостаточно для тщательного обкатывания углового зерна кварца. Время переработки составляет порядка 200 миллионов лет. Поэтому кварцевое зерно, впервые выветрившееся из гранита 2,4 миллиарда лет назад, возможно, прошло через 10-12 циклов захоронения и повторной эрозии, чтобы достичь своего современного состояния. Таким образом, степень округлости отдельного кварцевого зерна является косвенным показателем его древности. Зерна полевого шпата также могут окатываться, но не так хорошо. Поэтому песок, который был перенесен несколько раз, состоит в основном из кварца.

к оглавлению

Влияние океана и ветра на процесс образования песка

Песок может образоваться не только путем выветривания, но и путем взрывного вулканизма. Помимо этого, образование песка может происходить и в результате удара волн о прибрежные скалы. В результате воздействия океана острые углы скал шлифуются и через время происходит дробление. Таким образом получается привычный для нас морской песок. При шторме в холодное время года, вода попавшая в расколы скал становится льдом, что приводит к расколу. Таким образом со временем так же получается песок. Ничего бы не произошло и без вмешательства ветра. Ветер точит песчинки об скалы и развеивает их.

к оглавлению

Область применения песка

Песок окружает нас повсюду. Больше всего его используют в строительстве. Соединяя его с водой и цементом получаем бетонный раствор. Песок добавляют в сухие строительные смеси, при изготовлении искусственного камня и черепицы. Песок нашел применение даже в нетрадиционной медицине для профилактики радикулита и проблем с опорно-двигательным аппаратом. Ни одна детская площадка не обходится без песочницы. Также песок широко применяется для изготовления стекла. Как засыпка в пескоструйные аппараты он эффективен для очистки поверхности от ржавчины, различного вида коррозий. Не обходится без этого материала и засыпка футбольных полей. Очень распространен он и как грунт для аквариума и наполнитель для систем фильтрации воды.

Подробно о происхождении кварцевого песка можно подчеркнуть из статьи: Что такое кварцевый песок, какой он бывает? Какая лучшая фильтрующая загрузка, песок для пескоструйки, песок строительный? Большой выбор фракционированного кварцевого песка можно найти у нас на сайте Евроминерал Украина.

к оглавлению

Поиск по сайту

Результат поиска:

Вы просматриваете раздел “Полезные статьи” – кварцевый песок – Евроминерал Украина

Откуда берется песок в наших реках?

В последнее время в Республике Коми активно обсуждается возможность возобновления лесосплава, в том числе молевого сплава и сплава в плотах. У этой идеи есть как сторонники, так и противники. Одним из аргументов противников возвращения сплава является то, что реки в последнее время стали непригодными ни для сплава, ни для судоходства. Происходит это потому, что практически все речные ямы, речные перекаты забиты песком, и из-за этого судовой ход сильно затруднен. Так, например, в черте города Сыктывкара летом нынешнего года даже переправа с одного берега на другой через реку Вычегда в районе Алешино на какое-то время стала невозможной, поскольку песчаная отмель стала непреодолимым препятствием для движения маленького катера.

Возникает вопрос, откуда же берется песок в наших таёжных реках? Фонд «Серебряная тайга» уже много лет занимается оценкой долговременного (именно долговременного) влияния рубок на ландшафт, и в том числе на водосборы и русла рек. Модельным объектом изучения такого влияния стала река Мезень, поскольку в советское время с середины 60-х годов прошлого века здесь проводился уникальный «эксперимент» по освоению северной тайги. 30 лет совместное российско-болгарское предприятие «Мезень-лес» активно вырубало концентрированными сплошными рубками девственные леса в бассейне Мезени. Совместное предприятие закончило свою деятельность с началом «перестройки» в 90-х годах, болгары уехали из Удорского района, а объем лесозаготовок резко сократился. Однако, как показывают исследования Фонда «Серебряная тайга», влияние этих рубок на ландшафт сохраняется до сих пор, то есть уже почти 50 лет.

Дело в том, что песок и грунт, «обнаженные» тяжелой лесозаготовительной техникой (трелевочными тракторами, погрузчиками, лесовозным транспортом) в процессе механизированной рубки леса, «стекают» вместе с талыми и дождевыми водами сначала в ложбины и маленькие ручейки, потом в мелкие речки, а затем и в саму Мезень. Как показали исследования сотрудников фонда, зарастание трелевочных волоков в северных условиях продолжается до 15 лет, это хорошо фиксируется по индексу растительности NDVI на космоснимках. А затем процесс постоянного переноса песка и грунта продолжается уже в руслах ручьев, малых и средних рек и самой Мезени.       

Смыв песка с лесовозной дороги

В 2013 году Фонд «Серебряная тайга» организовал специальный опрос старожилов Удорского района с тем, чтобы оценить, как повлияли рубки на рыбное население, на состояние самих рек. Один из респондентов, старожил села Кослан Н. Д. Жилин привел такой пример долговременных изменений в русле Мезени вследствие выноса песка с мест рубок: «Будучи подростком в начале 1960-х годов, я нередко поднимался с отцом на моторной лодке от с. Кослан до с. Глотово. На этом небольшом отрезке Мезени длиной около 60 км насчитывалось 12 каменистых перекатов, на которых отец заставлял меня толкаться шестом, чтобы не повредить ценный в те времена винт лодочного мотора “Стрела”. Сегодня на этом отрезке не осталось ни одного каменистого переката, все они занесены песком, причем фарватер на песчаных перекатах постоянно меняется».

Между тем, каменистый грунт – это наиболее продуктивная часть русла реки для ее обитателей. Именно здесь находят себе приют ручейники, личинки многочисленных водных и околоводных насекомых, моллюсков, водорослей, которые являются кормом для многих видов рыб, в том числе для наиболее ценных, таких как хариус, семга, кумжа. Именно на перекатах с мелкой галькой в русле реки устраивает свои гнезда нерестящаяся семга. Песок же, поступающий с вырубок на водоразделе реки, действует как дробилка, постепенно, но постоянно перетирает и перекрывает своей толщей растительный субстрат, то есть убивает то, на чем держится вся эта подводная живность. После этого на песке остаются жить только плотва, елец, окунь, щука…

Песок, поступающий с вырубок в малые водотоки, дрейфует в течение длительного периода, двигаясь из мелких ручьев и малых рек в основной водоприемник бассейна – в Мезень, перемещаясь далее вниз по течению реки. Как показал анализ космоснимков, (они стали доступны для общего пользования с 80-х годов прошлого века, а сейчас являются обычным способом исследования изменений в ландшафте), именно с 80-х годов прошлого века началось активное образование песчаных островов, отмелей и пляжей в русле Мезени.

Пески на Мезени в районе деревни Выльыб

В 2021 году экологи фонда предприняли попытку оценить по космоснимкам изменения русла Мезени в сопоставлении с площадью рубок, которые проводились в ландшафте за последние 40 лет. Лучше всего пески на Мезени видны в период летней межени, когда минимальный уровень воды в реке позволяет зафиксировать все новообразования в русле реки. С этой целью сотрудники фонда запросили от Центра по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды Республики Коми все уровни и даты наступления летней межени, начиная с 1930-х годов. Опираясь на гидрологические данные, сравнили космоснимки по конкретным датам минимального уровня воды с космоснимками вырубок за период с 1980-го года. Это позволило посчитать, как изменялась площадь занесенных песком участков реки за взятый исторический период. Корреляция оказалась очень высокой.

Фото из космоса – это наиболее объективный показатель того, что происходит в ландшафте, и оно наглядно свидетельствует, что размеры песчаных отмелей, островов, пляжей росли пропорционально объему вырубок на территории водосбора реки Мезень. И «опоздание» роста песка в русле Мезени составляет примерно 10 – 15лет. Таким образом, даже после окончания массовых сплошных рубок болгарскими лесозаготовителями, песок продолжал накапливаться и перемещаться ещё примерно 10 лет до начала 2000-х годов. А затем ситуация стабилизировалась, и в последние годы площадь пляжей меняется незначительно. Это хорошо видно на приведенных ниже рисунках.

Корреляция площади сплошных рубок с площадями песчаных отложений в русле реки Мезень

Площади сплошных вырубок в бассейне реки Мезень по пятилетиям, начиная с 1975 года

Перемещение песчаных отложений в русле реки Мезень за период с 1985 года по 2016 год (по данным космосъемки и Коми ЦГМС)

Распространение сплошных рубок в русле реки Мезень с 1975 года по настоящее время

Так что, вопрос «Откуда берется песок в реке?» для большинства таежных рек нашего региона имеет почти однозначный ответ. Песок появился в результате лесопромышленного освоения водораздельных лесных массивов и технологического перехода на лесозаготовках от лучковой пилы и лошадки к механизированной рубке леса в середине прошлого века. Это явление характерно не только для Мезени и других рек Удорского района. Оно проявляется везде, где рубки леса ведутся с нарушением экологических требований и при этом носят долговременный характер. Для предупреждения этого негативного воздействия необходимо грамотно планировать размещение лесных делянок в ландшафте, не допускать сверхнормативного повреждения лесных почв при механизированных рубках леса, а при ведении лесозаготовок вовремя предпринимать соответствующие корректирующие меры, а именно – предотвращать эрозию почвы на склонах, сохранять водоохранные  защитные полосы вдоль ложбин стока и малых ручьев, не нарушать рубками и лесной инфраструктурой водоохранные зоны вдоль рек, тщательно планировать и соблюдать технологии строительства лесовозных дорог, вдоль которых наблюдается особо  интенсивный смыв песка при пересечении водотоков на мостовых переходах.  

Юрий Паутов, директор Фонда «Серебряная тайга»  

Как образуется пляжный песок?

Пески многих тропических островов белоснежные. Пляжи на Гавайях могут быть белыми, черными, зелеными или красными. На Бермудских островах песок часто розовый. И большинство пляжей мира имеют коричневый песок. Что создает эти разные цвета? Почему один песок мягкий и мелкий, а другой грубый? Откуда вообще берется пляжный песок? Песок, найденный на конкретном пляже, создается его окружением. Он уникален для этого пляжа — как отпечаток пальца.

Большинство пляжей получают песок из камней на суше. Со временем дождь, лед, ветер, жара, холод и даже растения и животные разбивают камень на более мелкие кусочки. Это выветривание может начаться с больших валунов, которые разбиваются на более мелкие камни. Вода, протекающая через трещины, размывает скалу. В районах, где достаточно холодно, чтобы замерзнуть, вода расширяется, превращаясь в лед. Это заставляет трещины открываться шире. Цикл замораживания-оттаивания повторяется снова и снова. С каждым разом пробелы увеличиваются. Кусочки отламываются. За тысячи лет они распадаются на все более мелкие камни, гальку и песчинки.

Волны и приливы и отливы также образуют песок. Эти движения сталкивают камни, гальку и песчинки друг о друга. Это действие утомляет их. Он также сглаживает острые края. Чем мельче и круглее становятся песчинки, тем мягче на ощупь песок.

Различные минералы в горных породах по-разному выдерживают погодные условия. Некоторые плохо держат. Другие, такие как кварц и полевой шпат, намного прочнее. Эти два минерала сохраняются дольше других и составляют типичный песчаный пляж. Кварц, окрашенный оксидом железа, кажется светло-коричневым. Полевой шпат желтовато-коричневый. Вместе они создают песочный оттенок многих пляжей.

В районах с вулканами песок образуется из вулканических пород. Это объясняет цветные пляжи Гавайских островов. Красные пляжи образуются из вулканической породы, богатой железом. На зеленых пляжах много минерального оливина. А черные пляжи созданы из обсидиана, или вулканического стекла. Когда лава стекает в воду, она так быстро затвердевает, что рассыпается, образуя осколки обсидиана. Со временем волны сглаживают осколки, превращая их в песок.

Пляжный песок — это больше, чем просто полезные ископаемые из земли. Некоторое количество песка также поступает из океана. Раковины и другие твердые частицы морских организмов выбрасываются на берег. Удары волн разбивают их на более мелкие кусочки размером с песок. В тропических районах с коралловыми рифами это основной источник пляжного песка.

Такие рифы являются домом для животных, например рыб-попугаев, которые питаются кораллами. Рыбы-попугаи питаются водорослями, которые живут на кораллах и внутри них. Но они не деликатные едоки. Они поедают большие куски коралла, включая скелет. Куски скелета измельчаются и высыпаются в виде песка. Одна рыба-попугай может создавать сотни фунтов песка каждый год!

Песок также происходит из останков крошечных существ, называемых фораминиферами (форамины для краткости). Форамы — одноклеточные амебоподобные протисты. Они образуют защитные оболочки из карбоната кальция. Это то же самое вещество, которое содержится в большинстве раковин и скелетов кораллов. Когда форамы умирают, их раковины остаются в виде песка. На Бермудских островах форамы образуют розовые раковины, придающие пляжам неповторимый оттенок.

УЗНАТЬ БОЛЬШЕ О КОРАЛЛАХ

Многие люди думают, что кораллы представляют собой твердые, похожие на скалы образования, привлекающие многочисленную и разнообразную морскую жизнь. На самом деле,…

Подробнее

Коралл – полезный инструмент для ученых, которые хотят понять изменения климата в прошлом, но вспоминают…

Подробнее

Откуда берется песок на наших пляжах?

Под микроскопом с большим увеличением можно рассмотреть разнообразие песка. Этот образец песка с песчаного пляжа в штате Мэн, собранный Робертом Маронпотом, включает в себя позвоночник белого морского ежа слева от большого полосатого коричневого осколка моллюска. Несколько прозрачных зерен кварцевого песка находятся справа от центра, а фрагмент ракушки светло-коричневого цвета с линейными бороздками находится чуть ближе к центру в нижней части изображения. Красновато-коричневые зерна — калиевый полевой шпат. Предоставлено: Роберт Маронпот/Magnified Sand

Хочешь вернуться в прошлое вместе с SciFri? Подпишитесь на информационный бюллетень Science Friday Rewind, чтобы получать новые оцифрованные истории и аудиофрагменты из наших архивов!

Запись из архива: 3 июля 1998 г.

Прогуливаясь по защищенной бухте Сэнд-Бич в Бар-Харборе, штат Мэн, вы можете сосредоточиться на океанском пейзаже. Но если вы присмотритесь к зернистой смеси под ногами, вы найдете летопись древнего мира, клад крошечных блестящих кристаллов, выветренных камней и даже измельченных остатков мидий, моллюсков и других морских обитателей.

«Большая часть песка состоит из шипов морских ежей, если вы можете себе это представить», — сказал журналу Science Friday в архивном интервью в 1998 году Стивен Лезерман, профессор и директор Лаборатории прибрежных исследований в Международном университете Флориды. Он объяснил, что хотя большинство людей считают песок само собой разумеющимся, «пляжи состоят из множества разных материалов».

Песок, на котором вы расстелите свое пляжное полотенце, состоит из множества материалов, которые различаются по форме, цвету, текстуре и составу. Большая часть пляжного песка состоит из кварца, «диоксида кремния, натурального стекла», — пояснил Лезерман. Камни в реках и ручьях со временем медленно разрушаются по мере того, как они переносятся в океан, где катящиеся волны и приливы разбивают их на еще более мелкие частицы. Чем мельче песок, тем он старше. Например, пляжи среднеатлантических штатов представляют собой рушащиеся остатки «Аппалачей, которые были стерты миллионы лет назад», — сказал Тони Пратт, администратор отдела управления береговой линией и водными путями в Департаменте природных ресурсов и окружающей среды штата Делавэр. Контроль, на SciFri в 1998. Пляжи динамичны, объяснил он.

«Это то, что я иногда характеризую как жидкие формы рельефа, область, которая поглощает энергию моря».

Связанная статья

Пески Земли и не только

Песок с острова Исла Хора на тихоокеанском побережье полуострова Никойя, Коста-Рика. Этот пляжный песок образуется в результате речной и морской эрозии. Под микроскопом лучше видны осколки ракушек, обломки раковин двустворчатых моллюсков и вкрапления порфировидного базальта. Предоставлено: Роберт Маронпот/Magnified Sand

Когда шторм обрушивается на пляж, например, более твердые и тяжелые минералы, такие как магнетит и мусковит, могут подниматься в толще песка и временно менять цвет пляжа. «У нас бывают штормы [в Делавэре], которые на самом деле оставляют на наших пляжах обширные залежи больших черных песчаных пластов, которые люди часто ошибочно принимают за загрязнение или нефть», — сказал Пратт. Это изменение цвета песка может позволить увидеть штормовые события даже спустя три или четыре года.

Зеленый песок на Большом острове, Гавайи. Кредит: Shutterstock

Разнообразие оттенков — от розового цвета лосьона каламина до мерцающего белого — также дает представление о минералогии и геологическом происхождении песка. На южной оконечности Большого острова Гавайи песок на пляже Папаколеа имеет глубокий изумрудный цвет. Пляж Папаколеа, один из немногих пляжей с зеленым песком в США, был создан около 49 000 лет назад, когда произошло извержение вулкана Мауна-Лоа и образовался конус вулканического пепла. Под водой «лава переохлаждается, образуя стекло, а не твердую породу», — объяснил Лезерман. По мере того, как оставшийся конус шлака разрушается, он откладывает зеленые блестящие полупрозрачные кристаллы, известные как оливин, которые придают пляжу зеленый блеск.

Пляжный песок Папаколеа, собранный под большим увеличением возле Саут-Пойнт, округ Кау, остров Гавайи. Образец от Лиззи Рейнталь. Предоставлено: Марк А. Уилсон/Колледж Вустера/общественное достояние через Викимедиа.

Связанный сегмент

Всегда ли больше песка означает лучший пляж?

Береговая линия также может быть пронизана остатками мертвых морских организмов, например Белые скалы Дувра на юго-восточном побережье Англии. Отвесные стены известны своим блестящим белым мелом, типом «карбонатных скал», сказал Лезерман. В 2016 году исследование, опубликованное в Global Biogeochemical Cycles обнаружил доказательства того, что одноклеточные морские водоросли, называемые кокколитофорами, сыграли ключевую роль в создании этого образования. Когда кокколитофориды умирают, их твердые кальцитовые пластины тонут и превращаются в мел на дне океана. Ученые говорят, что сильное цветение водорослей в Южном океане почти 100 миллионов лет назад является вероятным источником меловых соединений Белых скал Дувра.

«Мир, по которому мы ходим, — это карбонатные остатки всей кальцинированной жизни, которая когда-либо существовала, и об этом приятно думать», — сказала научный журналист Синтия Барнетт в недавнем интервью Science Friday о своей новой книге «9». 0035 Шум моря: Ракушки и судьба океана . Она объяснила, как раковины мягких существ, таких как морские улитки и моллюски, заложили основу для некоторых из самых впечатляющих зданий общества: «Если вы думаете об известняковом Пентагоне, Мемориале Линкольна или даже об Эмпайр-стейт-билдинг, это действительно мощные здания — и своей силой они обязаны невероятно хрупким, мягким существам».

Согласно исследованию 2016 года, Белые скалы Дувра образовались примерно 100 миллионов лет назад. Кредит: Shutterstock

Даже использование песка в качестве основного строительного материала имеет давнюю историю: египтяне создали разновидность бетона из песка, а римляне использовали эту технику в своих храмах. Но наши отношения с песком со временем изменились, сказала журналу Science в пятницу в мае 2021 года Аврора Торрес, научный сотрудник Центра системной интеграции и устойчивого развития Мичиганского государственного университета и Католического университета Лувена. Примерно в 1950-х годах рост населения и городское развитие ускорило нашу добычу песка и гравия. Сегодня песок используется не только для строительства зданий и улиц, но и для изготовления стекол, красок и микрочипов для смартфонов и ноутбуков.

«Каждый год мы добываем 50 миллиардов тонн песка и гравия, — сказал Торрес. «Сейчас это самые добываемые материалы в мире, помимо ископаемого топлива и биомассы».

Спрос на песок подпитывает экологические и социально-экономические войны, что приводит к «глобальному песчаному кризису», добавил Торрес. В Индии песчаные мафии контролируют шахты и подозреваются в причастности к сотням убийств, а Сингапур недавно обвинили в краже песка с пляжей Индонезии для масштабной городской застройки, что привело к исчезновению 23 островов, сказал Торрес.

От небоскребов до морских скелетов, в следующий раз, когда вы почувствуете пляжный песок между пальцами ног, знайте, что эти истолченные зерна и песчаная суспензия связывают вас с тысячелетиями истории Земли.

Послушайте полный архивный выпуск о пляжах с учеными и историками, рассказывающими о повышении уровня моря, штормовой эрозии, а также о культурной и социальной истории этих знаковых летних мест отдыха.