ΕΙΣΑΓΩΓΗ
Καλώς ήρθατε στον συναρπαστικό κόσμο της γεωλογίας!
Γεωλογία είναι η μελέτη της Γης, της σύνθεσης, της δομής της και των διεργασιών που τη διαμορφώνουν. Η γεωλογία είναι ένα τεράστιο θέμα που καλύπτει ένα ευρύ φάσμα θεμάτων, από τη μελέτη των πετρωμάτων και των ορυκτών έως την εξερεύνηση φυσικών πόρων όπως το πετρέλαιο και το φυσικό αέριο. Περιλαμβάνει επίσης τη μελέτη της ιστορίας της Γης, την κλιματική αλλαγή και τον αντίκτυπο των ανθρώπινων δραστηριοτήτων στο περιβάλλον.
Μία από τις συναρπαστικές πτυχές της γεωλογίας είναι η τεράστια ποικιλία των τοπίων και των χαρακτηριστικών που βρίσκουμε στη Γη. Από πανύψηλα βουνά και βαθιά φαράγγια μέχρι απέραντους ωκεανούς και κυματιστές πεδιάδες, κάθε μέρος του πλανήτη έχει να διηγηθεί τη μοναδική γεωλογική του ιστορία.
Συμπερασματικά, η μελέτη της γεωλογίας είναι ένας εξαιρετικός τρόπος για να κατανοήσουμε τον πλανήτη μας και την εξέλιξή του με την πάροδο του χρόνου. Είτε σας ενδιαφέρει να ακολουθήσετε μια καριέρα στη γεωλογία είτε απλά θέλετε να μάθετε περισσότερα για την ιστορία της Γης και πώς διαμορφώνει τη ζωή μας σήμερα, η γεωλογία είναι ένας συναρπαστικός και ικανοποιητικός τομέας που προσφέρει μια ζωή ανακάλυψης και εξερεύνησης. Ετοιμαστείτε λοιπόν να σκάψετε βαθιά και να εξερευνήσετε τον συναρπαστικό κόσμο της γεωλογίας!
ΔΟΜΗ ΚΑΙ ΣΥΣΤΑΣΗ ΓΗΣ
Η γη διαιρείται σε τρεις ζώνες:
- το στερεό φλοιό, που αποτελεί την εξωτερική στοιβάδα της γης
- το μανδύα
- τον πυρήνα, που καταλαμβάνει το εσωτερικό μέρος της γης
Σύσταση του φλοιού
Ο στερεός φλοιός, το ανώτερο τμήμα της γης, με βάση την εξωτερική του εμφάνιση διαιρείται σε δύο ομάδες με κύριο χαρακτηριστικό το διαφορετικό ανάγλυφο:
- στον ηπειρωτικό ή ηπειρωτικές μάζες και
- στον ωκεάνιο φλοιό ή ωκεάνιες λεκάνες,
Ο ηπειρωτικός φλοιός
Καταλαμβάνει περίπου το 40% της γήινης επιφανειακής έκτασης .Τα χαρακτηριστικά των ηπείρων είναι τα όρη ή βουνά, οι ηπειρωτικές ασπίδες τα οροπέδια, οι πεδιάδες κ.α. καλύπτεται από ιζήματα χερσαία ή θαλάσσια
Ο ωκεάνιος φλοιός
Η συνολική έκταση του Ωκεάνιου φλοιού φτάνει περίπου το 60% της γήινης επιφάνειας. Το πάχος του φτάνει τα 10 km και η πυκνότητα των πετρωμάτων του περίπου 3,2 g/cm3 . Τα μέγιστα βάθη συναντώνται όχι στο κέντρο των λεκανών αλλά κοντά στα άκρα τους. Καλύπτεται από θαλάσσια ιζήματα και δημιουργείται στις μεσοωκεάνειες ράχες.
- Αποτελείται από υπερβασικά πετρώματα
- Διακρίνεται σε ανώτερο και κατώτερο. Στον κατώτερο υπάρχουν πυριτικά υλικά ( fe, Ni )
- Το ανώτερο τμήμα του μανδύα μαζί με τον φλοιό αποτελούν την λιθόσφαιρα ( πάχος 80 km )
- Το κατώτερο ονομάζεται Ασθενόσφαιρα (100 έως 350 km)
- Διακρίνεται σε εξωτερικό (βρίσκεται σε υγρή κατάσταση) και εσωτερικό (βρίσκεται σε στερεή κατάσταση)
- Αποτελείται από μίγμα Fe, Ni και μικρό ποσοστό πυριτικών ενώσεων
Η διεπιφάνεια Πυρήνα και Μανδύα ονομάζεται ασυνέχεια Gutemberg
Η διεπιφάνεια Μανδύα και Φλοιού ονομάζεται ασυνέχεια Μοχορόβιτσιτς
Η διαφορά μεταξύ Φλοιού, Μανδύα και πυρήνα είναι η σύσταση τους ενώ η διαφορά μεταξύ Λιθόσφαιρας, Ασθενόσφαιρας και μεσόσφαιρας είναι η αντοχή. Η μεσοσφαιρα είναι το πιο ανθεκτικό κομμάτι του Μανδύα κάτω από την ασθενόσφαιρα.
Δεν είαι συμπαγής και χωρίζεται σε επτά μεγάλες συμπαγές τεκτονικές πλάκες, καθώς και σε αρκετές μικρότερες που ονομάζονται λιθοσφαιρικές πλάκες.
Οι λιθοσφαιρικές πλάκες:
- Περιλαμβάνουν κομμάτια της λιθόσφαιρας
- Κινούνται πάνω στην ασθενόσφαιρα
- Θεωρούνται άκαμπτες
- Σχηματίστηκαμ λόγω της σφαιρικότητας της Γης
- Κινούνται λόγω ρευμάτων μεταφοράς που έχουν κυκλική ροή
Υπάρχουν τρείς τρόποι:
- Δημιουργία υλικού
- Καταστροφή υλικού (σύγκλιση / υποβύθιση )
- Ολίσθηση υλικού (παράλληλη κίνηση)
- Συγκλίνουσα -> <-
- Σύγκλιση Ωκεάνια – Ηπειρωτική βυθίζεται η ωκεάνια ως βαρύτερη πλάκα
- Σύγκλιση Ωκεάνια – Ωκεάνια αυτή που βυθίζεται καταστρέφεται και υπάρχει άνοδος τυγμένου υλικού.
- Σύγκλιση Ηπειρωτική – Ηπειρωτική από την σύγκρουση καμία δεν βυθίζεται, δημιουργούνται νέες οροσειρές, οι πλάκες θραύονται και σταματάει η κίνηση τους.
- Απόκλιση λιθοσφαιρικών πλακών <- ->
- Εμφανίζεται ιζηματογένηση
- Στους ωκεάνιους φλοιούς σχηματίζεται ωκεάνιος φλοιός
- Το κύριο γεωδυναμικό φαινόμενο που χαρακτηρίζει την οριζόντια μετατόπιση των πλακών είναι οι σεισμοί.
ΟΡΥΚΤΑ ΚΑΙ ΠΕΤΡΩΜΑΤΑ
Ορυκτά
- είναι τα φυσικά ανόργανα συστατικά του στερεού φλοιού της γης, που έχουν ορισμένη χημική σύσταση
- αποτελούν τα δομικά στοιχεία των πετρωμάτων από τα οποία αποτελείται ο στερεός φλοιός της γης
- καθορίζουν σ’ ένα σημαντικό μέρος την τεχνική συμπεριφορά του πετρώματος
Πετρογενετικά ορυκτά
είναι τα ορυκτά που αποτελούν τα κύρια συστατικά των πετρωμάτων (είναι περίπου 250 από 6000) όπως:
- ο χαλαζίας (έχει μεγάλη σκληρότητα, αντοχή και ανθεκτικότητα στην αποσάθρωση)
- ο ασβεστίτης (η παρουσία CO2 στο νερό που εισέρχεται στις ασυνέχειες του προκαλεί την διάλυση τους)
- οι αστρίοι (προσβάλλονται εύκολα από το νερό και αποσαθρώνονται)
Περιεχόμενα:
είναι τα ορυκτά που βρίσκονται σε μεγαλύτερες ποσότητες και δημιουργούν κοιτάσματα. Για παράδειγμα:
- γύψος (έχει μικρή αντοχή και είναι μαλακή. Επίσης νερό από πηγάδια και γεωτρήσεις σε περιοχές πετρωμάτων που περιέχουν γύψο δεν είναι πόσιμο)
- μοσχοβίτης
- λευκόλιθος
- ρουμπίνι
- διαμάντι
- αμέθυστος
είναι τα ορυκτά που αποτελούνται από κρυστάλλους, που έχουν καθορισμένο γεωμετρικό σχήμα. Πρόκειται για κυρτά γεωμετρικά πολύεδρα με γεωμετρικά στοιχεία τις έδρες (είναι επίπεδες επιφάνειες), τις ακμές (είναι οι ευθείες τομής των εδρών) και τις κορυφές (ς είναι τα στοιχεία τομής των ακμών του.)
Λάμψη: Πρόκειται για τη λάμψη από το φως που ανακλάται στην επιφάνεια του ορυκτού. Τα ορυκτά μπορούν αμέσως να ταξινομηθούν σε ορυκτά με λάμψη μεταλλική ή σε αυτά με κοινή λάμψη.
Χρώμα: Το χρώμα είναι τις περισσότερες φορές κύριο ορυκτοδιαγνωστικό στοιχείο. Το χρώμα επηρεάζεται τα χημικά στοιχεία που περιέχονται στα ορυκτά.
Σκληρότητα: Έτσι ορίζεται η αντίσταση που προβάλλει ένα ορυκτό στη χάραξή του και εξαρτάται από τη μοριακή συνοχή του ορυκτού. Μετριέται με την κλίμακα Mοhs.
Χρώμα σκόνης: Ορισμένα ορυκτά έχουν την ιδιότητα εάν τριφτούν πάνω σε πλάκα πορσελάνης να αφήνουν έγχρωμη γραμμή. Αυτά είναι τα αυτόχροα σε αντιδιαστολή με τα ετερόχροα, που δεν αφήνουν χρώμα.
Σχισμός: Είναι μια χαρακτηριστική ιδιότητα κρυσταλλικών σωμάτων. Δηλαδή κάτω από την επίδραση μιας μηχανικής καταπόνησης είναι δυνατό να σπάει το ορυκτό σε επίπεδα εντελώς καθορισμένα, που υπακούουν στην κρυσταλλική συμμετρία (ασθενή επίπεδα).
Θραύση: Όταν τα ορυκτά δεν έχουν σχισμό, τότε μιλάμε για επιφάνειες θραύσης. Είναι επιφάνειες που μπορεί να είναι κογχοειδείς, ανώμαλες κ.λ.π.
Ειδικό βάρος: Γενικά, τα πιο συνηθισμένα πετρογενετικά ορυκτά έχουν ειδικό βάρος μεταξύ 2,6 – 2,8 gr/cm3 . Έτσι, μερικά πιο βαριά είναι δυνατόν να εκτιμηθούν εύκολα με το χέρι (π.χ. βαρύτης: ειδικό βάρος 4,5 gr/cm3 ).
Αντοχή: Εδώ η αντοχή δεν έχει τη συνηθισμένη της έννοια, αλλά αναφέρεται στον τρόπο αντίδρασης του ορυκτού σε απλή μηχανική επίδραση. π.χ. ορυκτά εύθραυστα, εύκαμπτα, ελαστικά, πλαστικά, εύξεστα.
Μορφή: Εννοείται η μορφή με την οποία παρουσιάζονται οι διάφοροι κρύσταλλοι ανάλογα με τις συνθήκες ανάπτυξής τους (παρεμποδισμός ή όχι) και την κρυσταλλική τους δομή, π.χ. μορφή πλακώδης – λεπιδώδης κ.λ.π..
ΠΕΤΡΩΜΑΤΑ
- Είναι τα φυσικά τμήματα του στερεού φλοιού της γης, που αποτελούνται από ένα ή περισσότερα ορυκτά.
- Υπάρχουν δηλαδή πετρώματα μ’ ένα μόνο ορυκτό και άλλα με πολλά ενώ τα ορυκτά είναι κρύσταλλοι χημικών ενώσεων οι οποίοι κρυσταλλώνονται σε 7 διαφορετικά συστήματα.
Υπάρχουν τρείς κατηγορίες πετρωμάτων:
- Πυριγενή (ηφαιστειακά, πλουτώνια. Φλεβικά)
- Ιζηματογενή (κλαστικά, χημικά, βιογενή)
- Μεταμορφωμένα
Ο κύκλος των πετρωμάτων
Τα πετρώματα, όπως αναφέρθηκε προηγουμένως, ταξινομούνται σε τρεις μεγάλες ομάδες με βάση κυρίως τον τρόπο σχηματισμού τους
- Η πρώτη κατηγορία περιλαμβάνει τα πυριγενή πετρώματα, που σχηματίστηκαν από την ψύξη και στερεοποίηση της ρευστής και διάπυρης μάζας μάγματος
- Η δεύτερη κατηγορία περιλαμβάνει τα ιζηματογενή, που σχηματίστηκαν από τα προϊόντα καταστροφής (αποσάθρωσης – διάβρωσης) προϋπαρχόντων πετρωμάτων. Αυτά αρχικά μετατρέπονται σε ιζήματα (εδάφη) και στη συνέχεια κάτω από ευνοϊκές συνθήκες σε πετρώματα.
- Η τρίτη κατηγορία, περιλαμβάνει τα μεταμορφωμένα πετρώματα, που προέρχονται από μεταμόρφωση ορισμένων ορυκτολογικών συστατικών προϋπαρχόντων πετρωμάτων, τόσο πυριγενών, όσο και ιζηματογενών κάτω από την επίδραση κυρίως υψηλών θερμοκρασιών και πιέσεων
Πυριγενή πετρώματα
Τα πετρώματα αυτά σχηματίζονται από την πήξη του μάγματος. Όταν το αρχικό μάγμα βρεθεί σε περιβάλλον με διαφορετικές συνθήκες θερμοκρασίας και πίεσης τότε αρχίζουν να σχηματίζονται μέσα σ’ αυτό κρύσταλλοι διαφόρων ορυκτών, από τα οποία μετά τη στερεοποίηση του μάγματος, σχηματίζονται τα διάφορα πετρώματα στα βαθύτερα σημεία του στερεού φλοιού της γης. Στην περίπτωση αυτή το πυριγενές πέτρωμα ονομάζεται πλουτωνικό.
Όμως αρκετές φορές το μάγμα φθάνει στην επιφάνεια της γης και δημιουργεί τα ηφαίστεια. Τότε το πέτρωμα ονομάζεται ηφαιστειακό. Εκτός από τις παραπάνω δύο κατηγορίες πυριγενών πετρωμάτων που αναφέρθηκαν υπάρχει και μια άλλη κατηγορία που σχηματίστηκε κάτω από ενδιάμεσες συνθήκες ψύξης, πίεσης κ.λ.π. Πρόκειται για τα φλεβικά πετρώματα (σχ. 2.9).
Τα πλουτωνικά πετρώματα είναι αδρόκοκκα γιατί το μάγμα που σταθεροποιείται στον φλοιό ψύχεται αργά και έχει αρκετό χρόνο για την δημιουργία μεγάλων κόκκων
Τα ηφαιστειακά πετρώματα είναι λεπτόκοκκα γιατί το μάγμα που σταθεροποιείται στην επιφάνεια ψύχεται γρήγορα και δεν αφήνει αρκετό χρόνο για τη δημιουργία μεγάλων κόκκων
Τα πλουτωνικά πετρώματα παίρνουν διάφορες μορφές μέσα στο χώρο, οι κυριότερες των οποίων είναι:
α. Βαθύλιθος: είναι όγκος μεγάλων διαστάσεων. Έχει σχετικά μεγάλη έκταση και άγνωστο βάθος. Όλες οι μεγάλες μάζες των πλουτωνικών πετρωμάτων επεκτείνονται προς τα κάτω στο βαθύλιθο.
β. Λακκόλιθος: είναι όγκος σχετικά μικρών διαστάσεων με επίπεδη την κάτω επιφάνεια και θολοειδή την επάνω. Τα επικείμενα στρώματα παρουσιάζουν συνήθως μια κάμψη. Επικοινωνεί με το βαθύλιθο με μια στενή φλεβοειδή επέκταση.
γ. Παρείσακτη κοίτη: είναι όγκος του οποίου οι δύο επιφάνειες που τον προσδιορίζουν είναι σχεδόν παράλληλες με τις στρώσεις του πετρώματος στο οποίο εισχώρησε.
δ. Φλέβες: περιορίζονται από δύο σχεδόν επίπεδες επιφάνειες και διασχίζουν τα γειτονικά πετρώματα με διάφορες γωνίες και διευθύνσεις. Το πάχος τους μπορεί να είναι λίγα χιλιοστά ως αρκετά μέτρα. Οι πολύ λεπτές φλέβες καλούνται αποφύσεις. Πολλά από τα πλουτωνικά πετρώματα σήμερα βρίσκονται στην επιφάνεια της γης. Αυτό οφείλεται στους εξωτερικούς παράγοντες (διάβρωση, αποσάθρωση), οι οποίοι έχουν καταστρέψει και απομακρύνει όλα τα στρώματα που υπήρχαν πάνω απ’ αυτά.
Τα κύρια ορυκτά που τον αποτελούν είναι ο χαλαζίας, οι άστριοι και οι μαρμαρυγίες ή κεροστίλβη. Είναι το περισσότερο διαδεδομένο πέτρωμα στο φλοιό της γης. Στην Ελλάδα βρίσκεται στις Κυκλάδες, στο Παγγαίο, στην Καβάλα, στη Δράμα, στις Σέρρες, στη Χαλκιδική στη Λίμνη Πρέσπα, στην Πλάκα του Λαυρίου κ.ά. Όταν είναι υγιής είναι από τα σκληρά πετρώματα. Για τη μεγάλη σκληρότητα και αντοχή του σε μηχανικές καταπονήσεις χρησιμοποιείται σαν οικοδομικό υλικό και σαν υλικό επίστρωσης οδών με κυβόλιθους. Όμως από την επίδραση των ατμοσφαιρικών μεταβολών λόγω της έντονης παρουσίας αστρίων και βιοτίτη, αποσαθρώνεται τελικά σε άργιλο και άμμο. Πολλές φορές για την προστασία του από την αποσάθρωση, χρησιμοποιείται με τη μορφή στιλβωμένων πλακών για την επικάλυψη οικοδομικών έργων. Η στίλβωση αυτή ενεργεί προστατευτικά στα χρησιμοποιούμενα οικοδομικά υλικά.
είναι πλουτωνικό υπερβασικό πέτρωμα. Με τη μορφή λείων και στιλβωμένων πλακών χρησιμοποιείται για επενδύσεις στοιχείων δομικών έργων. Εξαιτίας της εύκολης εξαλλοίωσης και της μειωμένης αντοχής σε τριβή και κρούση, είναι προβληματική η χρησιμοποίησή του σε έργα οδοποιίας καθώς και η χρησιμοποίησή του στην κατασκευή δαπέδων. Στην Ελλάδα υπάρχουν σε πολλές περιοχές περιδοτιτικές εμφανίσεις, όπως στην Όθρυ, Αταλάντη, Δομοκό, Κεντρική Εύβοια, Γερακίνη, σε πολλές περιοχές στην Ήπειρο, σε περιοχές της Μακεδονίας και άλλο.
Τα ηφαιστειακά πετρώματα σε αντίθεση με τα πλουτωνικά πετρώματα σχηματίστηκαν κάτω από συνθήκες ταχείας ψύξης, ατμοσφαιρικής πίεσης και συγχρόνως αποβολής των αερίων του μάγματος. Τα ηφαιστειακά πετρώματα κατά την απότομη ψύξη τους, συστελλόμενα δημιουργούν επιφάνειες κατάτμησης, οι οποίες είναι κάθετες στην επιφάνεια ψύξης. Οι επιφάνειες αυτές χωρίζουν το πέτρωμα σε διάφορα σχήματα κατάτμησης. Αυτού του είδους η κατάτμηση παρατηρείται κυρίως στους βασάλτες αλλά και σε άλλα πετρώματα . Επίσης στα ηφαιστειακά πετρώματα η αποσάθρωση είναι λιγότερο έντονη από τα αντίστοιχα πλουτωνικά.
Ιζηματογενή πετρώματα
- Αναπτύσσονται στο χώρο κατά στρώματα και συνήθως διαχωρίζονται σε παράλληλα επίπεδα. Έτσι ελέγχεται η φύση του υλικού και η τεχνική τους συμπεριφορά. Η τεχνική συμπεριφορά ορίζεται ανάλογα με το πάχος και την κλίση των στρωμάτων
- Προέρχονται από την αποσύνθεση άλλων πετρωμάτων
- Περιγράφουν την γεωλογική ιστορία της γης
- Οι στρώσεις δημιουργούν ασυνέχειες
- Έχουν μικρότερη αντοχή από τους γρανίτες. Μεγαλύτερη αντοχή έχουν :
- Οι ασβεστόλιθοι
- Οι υγιείς ψαμμίτες
- Τα κρικαλοπαγή
Ταξινομούνται με δύο τρόπους:
- Ανάλογα με το περιβάλλον απόθεσης
- Χερσαία
- Θαλάσσια
- Λιμναία
- Ανάλογα με τον τύπο αποσάθρωσης:
- Κλαστικά ή μηχανικά
- Χημικά
- Βιομηχανικά
- Κροκαλοπαγές
- Προέρχεται από τη διαγένεση κροκάλων που συνδέονται με ανθρακικό ή πυριτικό υλικό με αποτέλεσμα το πέτρωμα να είναι σκληρότερο.
- Λατυποπαγές
- Προέρχεται από την διαγένεση λατυπών (γωνιώδη κομμάτια) και συνδέονται όπως τα κροκαλοπαγή.
- Ψαμμίτες
- Προέρχονται από τη διαγένεση άμμου
- Το κύριο συστατικό τους είναι ο χαλαζίας και ακολουθούν οι αστρίοι, ο ασβεστίτης και ο μοσχοβίτης έτσι χωρίζονται σε ψαμμίτες ασβεστιτικούς, πυριτικούς, αργιλικούς και μαργαικούς. Οι πυριτικοί και οι ασβεστιτικοί είναι σκληρότεροι από τους άλλους.
- Ιλυόλιθος, Αργιλικός σχιστόλιθος, Μαργαικός σχιστόλιθος
- Προέρχονται από τη δια γένεση της ιλύος, της αργίλου και της μάργας
- Αποτελούνται από κόκκους που φαίνονται μόνο με μικροσκόπιο
- Οι κόκκοι του ιλυόλυθου είναι λίγο μεγαλύτεροι γιαυτό έχουν τραχεία υφή
- Φλύσχης
- Είναι ένα σύστημα πετρωμάτων που συνδέεται με την τεκτονική εξέλιξη ενός γεωσυγκλίνου
- Δημιουργείται σε θαλάσσιο περιβάλλον και έχει πάχος εκατοντάδες μέτρα
- Αποτελείται από σκληρά, μαλακά πετρώματα κυρίως ψαμμίτες και κροκαλοπαγή, υλιόλιθους, αργιλικούς σχιστόλιθους
- Συναντάται πολύ κοντά στην Ελλάδα και συνδέεται με προβλήματα ασταθειών (κατολισθήσεις και φυσικά πρανή)
Δημιουργούνται λόγω της απόθεσης ορυκτών από ένα διάλυμα στο νερό με δύο τρόπους:
- Με ανόργανες αντιδράσεις στο νερό
- Με βιοχημικές αντιδράσεις από τη δραστηριότητα φυτών και ζώων στο νερό
Κύρια χημικά ιζηματογενή πετρώματα :
Ασβεστόλιθοι: τα πετρώματα αυτά σχηματίζονται από την ανόργανη απόθεση ασβεστίου μέσα στις θάλασσες. Όταν η ανάπτυξη του ασβεστόλιθου διακόπτεται συχνά με την παρεμβολή αργιλικών στρώσεων, τότε αυτός διαχωρίζεται σε πλάκες ποικίλου πάχους (πλακώδης ασβεστόλιθος). Μέσα στους ασβεστόλιθους, όπως και στα κλαστικά ιζηματογενή πετρώματα, βρίσκουμε μεγάλο ή μικρό αριθμό απολιθωμάτων των οργανισμών που ζούσαν την εποχή της δημιουργίας αυτών των πετρωμάτων. Κατά τη διαγένεση του ασβεστόλιθου μπορεί να σχηματίζεται και συνεκτική ύλη από διάφορες πυριτικές, δολομιτικές, μαργαϊκές και άλλες ουσίες. Ανάλογα με το ποσοστό και το είδος των ουσιών αυτών, που περιέχονται μέσα στους ασβεστόλιθους, διακρίνουμε μαργαϊκούς ασβεστόλιθους, πυριτικούς ασβεστόλιθους κ.λ.π. Όταν ο ασβεστόλιθος περιέχει μια σχετικά μικρή ποσότητα κόκκων χαλαζία, τότε λέγεται ψαμμιτικός ασβεστόλιθος. Ο ασβεστόλιθος απαντάται σε όλα σχεδόν τα διαμερίσματα της Ελλάδας. Όταν ο ασβεστόλιθος ανταποκρίνεται σε ορισμένα όρια αντοχής, κυρίως σε μηχανικές καταπτώσεις, τότε θεωρείται ένα από τα καλύτερα υλικά κατασκευής των τεχνικών έργων.
Τραβερτίνης: ο τραβερτίνης είναι ασβεστιτικό πέτρωμα που σχηματίζεται στη στεριά και όχι μέσα στις θάλασσες και λίμνες. Μετά την απόθεση του ασβεστίτη καταστρέφονται οι φυτικές ουσίες και μένουν σωληνοειδή κενά. Έτσι δημιουργούνται μεγάλοι όγκοι από ασβεστιτικές αποθέσεις με μεγάλο ποσοστό πόρων, γι’ αυτό και τα πετρώματα αυτά λέγονται πορόλιθοι. Στην Ελλάδα τραβερτίνες αναπτύσσονται στην Έδεσσα, Νάουσα, Βέροια , κ.ά.
Εβαπορίτες (Ανυδρίτης, Γύψος, Ορυκτό αλάτι κ.ά.): Σήμερα υπάρχουν σε πολλές περιοχές του κόσμου μεγάλα κοιτάσματα ορυκτού άλατος, γύψου, συλβίνη (KCl) και άλλα. Ο ανυδρίτης είναι ένα θειικό αλάτι του ασβεστίτη (CaSΟ4) χωρίς να περιέχει νερό, ενώ η γύψος είναι ένυδρο (CaSΟ4.2H2Ο). Ο ανυδρίτης είναι συνήθως κρυσταλλικός με μαρμαρώδη όψη. Το αλάβαστρο είναι μια διαφανής λεπτόκοκκη ποικιλία γύψου. Η γύψος είναι συνήθως λευκή ή γαλακτώδης αλλά και ερυθρωπή, μαλακή και μπορεί να τρίβεται στα δάχτυλα σαν αλεύρι.. Διαλύεται εύκολα και γι’ αυτό σε περιοχές με μεγάλες ποσότητες γύψου εμφανίζονται στην επιφάνεια παρόμοια φαινόμενα όπως στις καρστικές περιοχές. Λόγω της εύκολης διάλυσης από το νερό, έχει μεγάλη σημασία για το φυσικό περιβάλλον και γενικά για τα έργα του μηχανικού και ιδιαίτερα εκείνων που έχουν σχέση με τη μεταφορά (κανάλια, σήραγγες κ.ά) και την αποθήκευση (φράγματα, υδατοδεξαμενές κ.ά) νερού. Στην Ελλάδα αναπτύσσονται κυρίως στη Δυτική Ελλάδα, Iόνια νησιά, Κρήτη.
Η τύρφη:
- Περιέχει 30-60% άνθρακα
- Είναι μαλακή και μπορεί να ανορυχτεί εύκολα με το φτυάρι
- Επικίνδυνο υλικό για θεμελίωση κατασκευής
- Στην ελλάδα συναντάνται σε βαλτώδεις περιοχές και κοντά σε λίμνες
Λιγνήτης
- Περιέχει 60-77% άνθρακα
- Δεν έχει μεγάλη σκληρότητα
Λιθάνθρακας
- Περιέχει 75-85% άνθρακα
- Είναι σκληρό πέτρωμα
Ανθρακίτης
- Περιέχει 85-90% άνθρακα
Μεταμορφωμένα πετρώματα
- Προέρχονται από μεταμόρφωση των πετρωμάτων λόγω της πίεσης και της θερμοκρασίας (αλλαγή στην κρυσταλλική δομή των ορυκτών και δημιουργία νέων)
- Η χημική σύσταση του αρχικού πετρώματος ελέγχει την ορυκτολογία του μεταμορφωμένου
Πυριγενές -> ορθό γνεύσιος
Ιζηματογενές -> παρά γνεύσιος
ΓΕΩΜΟΡΦΟΛΟΓΙΑ
Υπάρχουν δύο παράγοντες που προκαλούν μεταβολές στο ανάγλυφο της Γης:
- Ενδογενείς παράγοντες
- Εξωγενείς παράγοντες
Οι ενδογενείς παράγοντες συμβαίνουν στο εσωτερικό της Γης, όπως για παράδειγμα η τεκτονική δραστηριότητα (οι σεισμοί , η ηφαιστειακή δραστηριότητα).
Οι τεκτονικές πλάκες κινούνται και συγκρούονται, προκαλώντας σεισμούς, ρήγματα, πτυχώσεις, οικοδόμηση βουνών και ηφαιστειακή δραστηριότητα. Αυτές οι διαδικασίες συμβάλλουν σε αλλαγές του ανάγλυφού σε μεγάλη κλίμακα και βοηθούν τις εξωγενείς δυνάμεις μεταβολής του ανάγλυφου.
Οι εξωγενείς παράγοντες συμβαίνουν στην επιφάνεια της Γης και διαμορφώνουν το ανάγλυφο της Γης. Οι σπουδαιότεροι από τους εξωγενείς παράγοντες, που συντελούν στη μεταβολή του ανάγλυφου είναι οι παρακάτω:
- Το κλίμα: Η θερμοκρασία, η βροχόπτωση και ο άνεμος είναι μερικοί από τους βασικούς κλιματικούς παράγοντες που επηρεάζουν το ανάγλυφο. Για παράδειγμα, οι παγετώνες μπορούν να χαράξουν βαθιές κοιλάδες και ο άνεμος μπορεί να διαβρώσει τους αμμόλοφους σε διαφορετικά σχήματα.
- Ο δεύτερος εξωτερικός παράγοντας είναι η δράση του νερού. Το νερό είναι ένας από τους πιο ισχυρούς παράγοντες διάβρωσης και μπορεί να διαμορφώσει το ανάγλυφο της Γης με πολλούς τρόπους. Τα ποτάμια, για παράδειγμα, μπορούν να χαράξουν φαράγγια και τα κύματα του ωκεανού μπορούν να σχηματίσουν γκρεμούς και ακτές.
- Ο τρίτος εξωτερικός παράγοντας είναι η βλάστηση. Τα φυτά και τα δέντρα μπορούν να σταθεροποιήσουν το έδαφος και να αποτρέψουν τη διάβρωση. Αντίθετα, η αποψίλωση των δασών και η υπερβόσκηση μπορεί να οδηγήσουν σε διάβρωση του εδάφους και αλλαγές στο ανάγλυφο.
- Ο τελικός εξωτερικός παράγοντας είναι η ανθρώπινη δραστηριότητα. Δραστηριότητες όπως η εξόρυξη, η γεώτρηση και η κατασκευή μπορούν να αλλάξουν το ανάγλυφο της Γης και να προκαλέσουν περιβαλλοντική ζημιά.
Οι μεταβολές του ανάγλυφου της Γης από τους εξωγενείς παράγοντες πραγματοποιούνται μέσα από διάφορες διαδικασίες, οι οποίες συμπυκνώνονται στα εξής στάδια (σχ. 1):
Αποσάθρωση – Διάβρωση – Μεταφορά – Απόθεση
Συμπερασματικά
το ανάγλυφο διαμορφώνεται από διάφορους εξωτερικούς παράγοντες, όπως το κλίμα, το νερό, η βλάστηση, η τεκτονική δραστηριότητα και η ανθρώπινη δραστηριότητα. Μελετώντας το ανάγλυφο της Γης, μπορούμε να κατανοήσουμε καλύτερα την ιστορία της και τις δυνάμεις που διαμορφώνουν τον πλανήτη μας.
Αποσάθρωση
Τα πετρώματα όταν βρεθούν στην επιφάνεια της Γης και έρθουν σε επαφή με την ατμόσφαιρα, υδρόσφαιρα και βιόσφαιρα, δέχονται διάφορες εξωγενείς δυνάμεις οι οποίες προκαλούνε μια συνεχή φθορά (καταστροφή). Η διαδικασία αυτή είναι γνωστή με τον όρο της αποσάθρωσης.
Η αποσάθρωση πραγματοποιείται γιατί τα ορυκτά και τα πετρώματα σχηματίστηκαν κάτω από εντελώς διαφορετικές συνθήκες από αυτές της επιφάνειας της Γης, με αποτέλεσμα όταν αυτά εκτίθενται στην επιφάνεια, υποβάλλονται σε χαμηλότερες θερμοκρασίες και πιέσεις και περιβάλλονται από ένα διαφορετικό χημικό περιβάλλον, στο οποίο κυρίως αφθονεί το ελεύθερο οξυγόνο (Ο2), το διοξείδιο του άνθρακα (CΟ2) και το νερό.
Με τη διαδικασία της αποσάθρωσης σπάει το πέτρωμα σε μικρότερα κομμάτια και πολλά από τα ορυκτά του μετασχηματίζονται σε νέα, τα οποία είναι περισσότερο σταθερά στις συνθήκες της επιφάνειας. Τα πετρώματα μετατρέπονται σε ρεγκόλιθους όταν αποσαθρώνονται.
Η καταστροφή των πετρωμάτων επιτυγχάνεται άλλοτε με την επίδραση της μηχανικής ενέργειας και άλλοτε με την επίδραση της χημικής ενέργειας. Έτσι η διαδικασία της αποσάθρωσης μπορεί να ομαδοποιηθεί σε δυο μεγάλες κατηγορίες:
- τη φυσική ή μηχανική αποσάθρωση και
- τη χημική αποσάθρωση.
Η χημική με την μηχανική αποσάθρωση:
- Προκαλούν διαφορετικά αποτελέσματα
- Συνήθως συνυπάρχουν
- Η υπεροχή της μίας εξαρτάται από
- Κλιματικές αλλαγές
- Τοπικές παραμέτρους
- Ιδιότητες πετρωμάτων
Η χημική αποσάθρωση επικρατεί σε υγρό και θερμό περιβάλλον.
Η μηχανική αποσάθρωση σε ξηρό με λίγες βροχές ή παγετώδες περιβάλλον
Ο βαθμός αποσάθρωσης επηρεάζει τις μηχανικές ιδιότητες των πετρωμάτων
Μηχανική αποσάθρωση
Παράγοντες που την προκαλούν:
- Θερμοκρασία
- Βλάστηση
- Πάγος
- Τεκτονικά αίτια
- Κρυσταλλοποίηση των αλάτων
Οι μεταβολές της θερμοκρασίας και κυρίως οι απότομες μεταβολές κατά τη διάρκεια του 24ώρου, είναι αυτές που προκαλούν θραύση των πετρωμάτων και αυτό οφείλεται στη συνεχή συστολή – διαστολή (κρύο – ζέστη), που εναλλάσσονται κατά τη διάρκεια της νύκτας και της ημέρας.
Κάποια ορυκτά διαστέλλονται ή συστέλλονται σε μεγαλύτερο βαθμό από άλλα με αποτέλεσμα να προκαλείται θραύση ( π.χ. ο γρανίτης, επειδή αποτελείται από διάφορα ορυκτά που έχουν διαφορετικό συντελεστή διαστολής (άστριοι, χαλαζίες, κ.α.), καταστρέφεται πιο εύκολα από ένα μονόμικτο πέτρωμα, όπως είναι ο ασβεστόλιθος).
Η αποσάθρωση εδώ οφείλεται στην είσοδο των ριζών των θάμνων και των δέντρων μέσα στις ρωγμές των διαφόρων πετρωμάτων. Εκεί μεγαλώνοντας ασκούν μεγάλες πιέσεις με αποτέλεσμα να προκαλούν την αποσάθρωση του πετρώματος.
Το νερό που γεμίζει τους πόρους και τις ρωγμές ενός πετρώματος, όταν παγώσει λόγω της αύξησης του όγκου του κατά 9%, δημιουργεί ισχυρές τάσεις, που προκαλούν θρυμματισμό του πετρώματος
. Η δράση του πάγου δεν περιορίζεται μόνο σε πορώδη πετρώματα, αλλά και σε πετρώματα με τριχοειδείς ρωγμές (λεπτές ασυνέχειες), όπως ο ψαμμίτης. Από το φαινόμενο αυτό επηρεάζονται οι ορεινές περιοχές και το τραχύ τοπίο.
Λόγω των τεκτονικών κινήσεων εξασκούνται στα πετρώματα τάσεις συμπίεσης και εφελκυσμού, που έχουν ως αποτέλεσμα τη δημιουργία ρηγμάτων, διακλάσεων και γενικά κατακερματισμό των πετρωμάτων. Έτσι, τα αποχωριζόμενα τεμάχια δέχονται ύστερα την επίδραση των άλλων αποσαθρωτικών παραγόντων (νερό, πάγος κ.ά), με αποτέλεσμα την εμβάθυνση της αποσάθρωσης
.
Το νερό που κινείται στις διακλάσεις και τις ρωγμές περιέχει διαλυμένες ουσίες οι οποίες μπορεί να δημιουργήσουν άλατα. Οι τάσεις που θα ασκούνται από την ανάπτυξη των κρυστάλλων των αλάτων είναι πολύ μεγάλες με αποτέλεσμα την μηχανική καταπόνηση του πετρώματος .
Χημική αποσάθρωση
Παράγοντες που την προκαλούν:
- Υγρασία
- Θερμοκρασία
- Ρύπανση του περιβάλλοντος
Η ταχύτητα της χημικής αποσάθρωσης σε διάφορα πετρώματα γίνεται ανάλογα:
- Με την σύσταση των πετρωμάτων
- Αν είναι λεπτόκοκκα ή αδρόκοκκα
Στα ασβεστολιθικά για παράδειγμα, γίνεται με γρηγορότερο ρυθμό, με χαρακτηριστικές τις μορφές διάλυσης των ασβεστολιθικών (καρστική διάβρωση). Η ταχύτητα είναι μικρότερη στα ηφαιστειακά και γενικά στα κρυσταλλοσχιστώδη και ακόμα μικρότερη στα πυριτικά. Ένας σημαντικός παράγοντας επηρεασμού της χημικής αποσάθρωσης στα πετρώματα αποτελεί και η κοκκομετρική τους σύσταση, τα λεπτόκοκκα αντιστέκονται περισσότερο απ’ ό,τι τα χονδρόκοκκα, π.χ. τα ηφαιστειακά (ρυόλιθοι, βασάλτες κ.ά) συνήθως ως περισσότερο λεπτόκοκκα από τα πλουτωνικά (γρανίτης, διορίτης κ.ά), είναι λιγότερο επιδεκτικά στη χημική αποσάθρωση.
Τρόποι χημικής αποσάθρωσης:
- Υδάτωση
- Οξείδωση
- Διάλυση
- Αναγωγή
Είναι η διαδικασία πρόσληψης νερού από τα διάφορα ορυκτά (στο μόριό τους) με αποτέλεσμα την αύξηση του όγκου τους και μεταβολή των φυσικών τους ιδιοτήτων (σκληρότητα, λάμψη, χρώμα κ.ά). Η διόγκωση δημιουργεί χαλάρωση του ιστού του πετρώματος και γίνεται περισσότερο επιδεκτικό σε μηχανική ή χημική περαιτέρω αποσάθρωση.
Ένα είδος υδάτωσης είναι και η υδρόλυση. που χαρακτηρίζεται από το σχηματισμό υδροξυλιόντων (ΟΗ- ) με την επίδραση νερού στα ορυκτά. Η παρουσία (ΟΗ- ) δηλώνει τη χημική μεταβολή (αλλοίωση) του ορυκτού.
Οι αστρίοι, όπως και τα ορυκτά που έχουν άργιλο είναι πολύ επιρρεπείς σε υδρόλυση.
Τα ορυκτά που έχουν άργιλο είναι πολύ ανθεκτικά σε επιφανειακές συνθήκες και είναι τα κύρια συστατικά.
Κατ’ αυτή, συμβαίνει επίδραση του Ο2 σε ενώσεις του Fe, που μετατρέπονται σε οξείδια και υδροξείδια του Fe. Χαρακτηριστική είναι η εικόνα γρανιτών ή άλλων πετρωμάτων, που χρησιμοποιούνται στην οικοδομική και περιέχουν σιδηροπυρίτη. Είναι δυνατόν σ’ αυτά, πολλές φορές, να παρακολουθήσουμε στη φύση, την πορεία της οξείδωσής του σιδηροπυρίτη με την αλλαγή του χρώματος. Επομένως, η οξείδωση έχει μεγάλη σημασία στα υλικά (πετρώματα) που χρησιμοποιούνται σε εφαρμογές επένδυσης.
Συμβαίνει σε διαφορετικό βαθμό στα διάφορα ορυκτά και κατά συνέπεια στα πετρώματα. Για το λόγο αυτό, τα πετρώματα δεν είναι όλα εξ ίσου δεκτικά σε διάλυση.
Εξαρτάται από:
- Παρουσία οξυγόνου
- Διοξειδίου του άνθρακα και
- Θερμοκρασίας
- τη διαλυτότητα των διαφόρων ορυκτών.
Π.χ. ο χαλκοπυρίτης, ο μοσχοβίτης και ο χαλαζίας είναι σχεδόν αδιάλυτα ορυκτά (χαρακτηριστική η επικράτηση χαλαζία και μοσχοβίτη στην άμμο, στις ακτές).
Οι χυμικές ουσίες των πετρωμάτων διαλύονται σε νερό. Το NaCl είναι ορυκτό το οποίο μπορεί να απομακρυνθεί εντελώς από ένα πέτρωμα με δίαλυση.
Η παρουσία οξέος στο νερό αυξάνει πάρα πολύ την διαλυτική του ικανότητα.
Το ανθρακικό οξύ παράγεται με τη διάλυση του ατμοσφαιρικού διοξειδίου του άνθρακα στη βροχή. Μετά αντιδρά με τον ασβεστόλιθο και τον διαλύει.
Χαρακτηριστική και με ιδιαίτερη σημασία είναι η διάλυση στα ανθρακικά πετρώματα (σχ. 3.12) (ασβεστόλιθοι, μάρμαρα) γιατί επηρεάζουν σημαντικά την κατασκευή και λειτουργία μεγάλων έργων .
Αναγωγή των ορυκτών είναι η διαδικασία απομάκρυνσης του οξυγόνου, όλου ή μέρους απ’ αυτά που οι ενώσεις τους περιέχουν οξυγόνο με αποτέλεσμα την καταστροφή τους. Η αναγωγή επιτυγχάνεται από τα χημικά οξέα και τους διάφορους μικροοργανισμούς.
Ο γρανίτης αποσυντίθεται με συνδυασμένη δράση της διάλυσης, της υδρόλυσης και της οξείδωσης.
Η σφαιροειδής αποσάθρωση οφείλεται στην χημική αποσάθρωση.
Αποτελέσματα αποσάθρωσης
- Αλλάζει την τεχνική συμπεριφορά των πετρωμάτων που θα χρησιμοποιηθούν για την θεμελίωση ενός έργου.
- Ο αποσανθρωμένος μανδύας δημιουργεί συνθήκες αστάθειας.
- Η χαλάρωση της συνοχής ενός πετρώματος συμβάλει στην μετακίνηση των μαζών από τα ψηλά στα χαμηλά σημεία (κατολισθήσεις).
- Με τη διάλυση ασβεστόλιθων, γύψων δημιουργεί προβλήματα σε υδραυλικά έργα.
- Πρέπει να λαμβάνονται μέτρα για τον περιορισμό της ταχύτητας της αποσάθρωσης.
Α) Η αντίσταση ενός πυριτικού ορυκτού στην αποσάθρωση γίνεται λόγω:
- της χημικής σύστασης του ορυκτού
- της οξύτητας του νερού με το οποίο αντιδρά το ορυκτό
οι διαφορές στην δομή και την σύσταση ενός πετρώματος οδηγεί σε διαφορετικούς ρυθμούς αποσάθρωσης. Τα μονόμικτα πετρώματα δεν αποσαθρώνονται τόσο εύκολα όσο τα πολύμικτα( αν το ορυκτό είναι σταθερό)
Σταθερά ορυκτά | Λιγότερο σταθερά |
χαλαζίας | Πύροξενος |
Άργιλος | Ασβεστίτης |
Βιοτίτης | Ολιβίνης |
Καλιούχοι αστρίοι |
|
Μοσχοβίτης |
|
Β) γωνία κλίσης της μορφολογίας του εδάφους
- Σε ένα απότομο πρανές, τα στερεά προϊόντα της αποσάθρωσης απομακρύνονται γρήγορα
- Σε ένα ομαλό πρανές τα στερεά προϊόντα της αποσάθρωσης δεν απομακρύνονται εύκολα ( γρήγορα).
Γ) κλίμα
- Η υγρασία και η θερμοκρασία ευνοούν τις χημικές αντιδράσεις με αποτέλεσμα
- Η αποσάθρωση να είναι πιο έντονη και να φτάνει σε μεγαλύτερα βάθη.
- Σε υγρές τροπικές περιοχές τα αποτελέσματα της χημικής διάβρωσης φτάνουν μέχρι το βάθος των 100m.
- Οι ασβεστόλιθοι και τα μάρμαρα σε υγρά κλίματα είναι πολύ ευάλωτοι στην αποσάθρωση με αποτέλεσμα να σχηματίζουν χαμηλή και ομαλή μορφολογία. Ενώ σε ξηρά κλίματα σχηματίζουν λόφους (επειδή δεν υπάρχει αρκετό ανθρακικό οξύ).
Δ) πανίδα
- Ζώα που σκάβουν σήραγγες φέρνουν αποσαθρωμένο υλικό στην επιφάνεια
- Δεν προκαλούν θραύση των πετρωμάτων αλλά βοηθούν στην μετακίνηση των επιφανειακών υλικών αυτά τα ζώα
Ε) Χρόνος
- Απαιτούνται χιλιάδες χρόνια για να αποσυντεθεί ένα σκληρό πυριγενές πέτρωμα
- Ο ρυθμός αποσάθρωσης μειώνεται με τον χρόνο.
Διαβρωση
Με τον όρο διάβρωση εννοούμε το σύνολο των παραγόντων που συντελούν, είτε στη μεταφορά των προϊόντων της αποσάθρωσης ή συγχρόνως στην απόσπαση και μεταφορά. Αποτέλεσμα της διαδικασίας της διάβρωσης είναι να διευκολυνθεί το έργο της αποσάθρωσης σε βάθος. Η διάβρωση μαζί με την αποσάθρωση είναι οι κύριοι παράγοντες, που συντελούν στην ταπείνωση των μορφών εδάφους. Κύριοι παράγοντες της διάβρωσης είναι (πρόκειται για παράγοντες, που προκαλούν κίνηση):
- τα επιφανειακά και υπόγεια νερά,
- ο αέρας,
- τα θαλάσσια κύματα,
- οι παγετώνες,
- η βαρύτητα κ.ά.
- Ανθρώπινες δραστηριότητες
Περιεχόμενα:
- Κύριοι παράγοντες της διάβρωσης
- Μορφές διάβρωσης που προκαλούνται από τα νερά
Τα αποσαθρωμένα τμήματα των πετρωμάτων, λόγω του βάρους τους, κυλούν από τις απότομες πλαγιές των βουνών σε χαμηλότερα σημεία. Οι πολύ μεγάλοι όγκοι, επειδή έχουν μεγαλύτερη κινητική ενέργεια, φθάνουν σε μεγαλύτερη απόσταση από τα μικρότερα κομμάτια. Τα γωνιώδη αυτά υλικά μαζεύονται στα κράσπεδα των βουνών και σχηματίζουν μια μάζα από τεμάχη διαφόρου μεγέθους.
Ο άνεμος ασκεί, τόσο καταστρεπτικό, όσο και δημιουργικό έργο, δηλ. ο αέρας ανάλογα με την ταχύτητά του αποσπά από τα εδάφη ή τα πετρώματα κόκκους διαφόρων μεγεθών και τα αποθέτει σε άλλες περιοχές. Η αιολική διάβρωση, όπως και ονομάζεται, περιορίζεται σε ορισμένες περιοχές που βρίσκονται, είτε σε ζώνες θερμών και ξηρών κλιματικών περιοχών (ερήμους), είτε σε ζώνες ακτών (ανεξάρτητα από κλιματικές συνθήκες) με φτωχή βλάστηση και σπάνιες βροχές.
Όταν ο κύριος παράγοντας διαμόρφωσης είναι ο άνεμος τότε συμβαίνουν κατά σειρά: διάβρωση, μεταφορά και απόθεση.
Και ενεργεί με τους εξής τρόπους:
- Αποφύσηση
- Απορρίνιση
- Εκτριβή
Αποφύσηση:
Η απόσπαση λεπτόκοκκων υλικών από το έδαφος, καθώς και αποσαθρωμένα μικροτεμάχια από βραχώδεις περιοχές. Με τη δράση του ανέμου. Τα υλικά αυτά μετατοπίζονται και αποτίθενται ανάλογα με το μέγεθός τους και ανάλογα με την ταχύτητα του ανέμου. Τα υλικά, που συνήθως μεταφέρονται με την αποφύσηση, είναι η άμμος, η άργιλος και η ιλύς, κυρίως από τα επιφανειακά στρώματα του εδάφους. Τελικό αποτέλεσμα της αποφύσησης είναι η ομοιόμορφη όψη από μορφολογικής πλευράς της περιοχής καθώς και η λείανση των μορφών εδάφους συνέπεια της απομάκρυνσης (μεταφοράς) των αποσαθρωμένων υλικών 
Απορρίνιση:
είναι η φθορά της επιφάνειας της γης λόγω της τριβής που προκαλείται από τα υλικά που μεταφέρονται από τον άνεμο. Η απορρίνιση προσβάλλει και διαβρώνει τα πετρώματα, κυρίως στα πιο ασθενή σημεία τους, που είναι οι διακλάσεις, η σχιστότητα ή η στρώση. Ο άνεμος προσβάλλει και διαβρώνει με γρήγορο ρυθμό τα πετρώματα όχι μόνο στη φυσική τους θέση, αλλά και στη θέση που έχουν τοποθετηθεί από τον άνθρωπο, όπως προσόψεις κτηρίων, μνημείων κ,λ.π. Για το λόγο αυτό λαμβάνεται πάντα σοβαρά στο σχεδιασμό των διαφόρων τεχνικών έργων σε περιοχές που επικρατούν συχνά άνεμοι. Ο βαθμός απορρίνησης εξαρτάται από τη φύση των πετρωμάτων.
Εκτριβή:
είναι η ενέργεια κατά την οποία τα μεταφερόμενα υλικά λόγω σύγκρουσης μεταξύ τους ή με το έδαφος φθείρονται με αποτέλεσμα ακόμη μεγαλύτερης μείωσής τους.
Η δράση των κυμάτων επί της ξηράς περιορίζεται μόνο στα σημεία επαφής της θάλασσας μ’ αυτή, κατά μήκος δηλαδή της γραμμής της ακτής. Πρόκειται για μια ζώνη που η διαμόρφωσή της εξαρτάται:
(1) από περιβαλλοντικά αίτια (κλιματικές αλλαγές, όπως η αύξηση της θαλάσσιας στάθμης, οι αλλαγές στις βροχοπτώσεις και οι αλλαγές στη συχνότητα θυελλών και φουσκοθαλασσιών),
(2) από ανθρωπογενείς παράγοντες, όπως τα διαχειριστικά έργα των λεκανών απορροής και των ακτών, δηλαδή η κατασκευή φραγμάτων και λιμνοδεξαμενών, οι αμμοληψίες από τις παραλίες, τις ποτάμιες κοίτες, η κατασκευή δρόμων, λιμενικών έργων, καθώς και άστοχων έργων παράκτιας προστασίας, και
(3) από γεωλογικά – γεωμορφολογικά αίτια, όπως το είδος των πετρωμάτων, την ανθεκτικότητά τους, τη στρωματογραφία, την ευστάθεια των πρανών και το εύρος, που φτάνει η παλίρροια
Τα κύματα ενεργούν ως παράγοντες διάβρωσης με τέσσερις διαφορετικούς τρόπους:
i.Με την υδροδυναμική δράση του νερού, που έχει ως αποτέλεσμα την καταστροφή των πετρωμάτων όταν προσκρούει σ’ αυτά,
- Με την υδραυλική πίεση. Τα κύματα, παγιδεύουν αέρα στις ρωγμές και στα κενά των βράχων, όπου ξαφνικά συμπιέζονται όταν δυνατά κύματα τα κτυπούν. Έτσι η πίεση του αέρα αυξάνει την πίεση μέσα στον βράχο με αποτέλεσμα μεγάλα κομμάτια πετράς να σπάσουν από τον βράχο και να διαλυθούν στην θάλασσα.
iii. Με την «φθορά», δηλαδή με τη σμίκρυνση των θραυσμάτων των πετρωμάτων μετά από συνεχή επεξεργασία, καθώς αυτά συγκρούονται με τους βράχους, καθώς επίσης και αναμεταξύ τους.
- Με τη χημική δράση, είτε διαλυτική που μπορεί να προκαλέσει το νερό κυρίως σε ανθρακικά πετρώματα, είτε από την ανακρυστάλλωση του άλατος προκαλώντας την κυψελοειδή αποσάθρωση στα περισσότερα είδη των πετρωμάτων.
Οι κινούμενοι πάγοι μεταφέρουν υλικά διαφόρου μεγέθους και τα αποθέτουν μπροστά ή στα πλευρικά τμήματα του παγετώνα. Όταν λιώσουν οι πάγοι, τα νερά περνούν μέσα από αυτές τις μάζες παρασύροντας τους μικρότερους κόκκους, τους οποίους στη συνέχεια αποθέτουν στις πεδιάδες, που βρίσκονται γύρω από τις παγετώδεις περιοχές και οι οποίες ονομάζονται περιπαγετώδεις πεδιάδες. Στην περίπτωση των παγετώνων επίσης παρατηρείται καταστροφικό και δημιουργικό έργο.
Τα νερά των υδατορευμάτων προέρχονται συνήθως, είτε από τη βροχή, είτε από τις πηγές.
Το νερό της βροχής πριν συγκεντρωθεί προκαλεί μεταβολές στην μορφολογία της επιφάνειας που εξαρτάται από:
- Την κλίση του εδάφους
- Την βλάστηση
- Τον βαθμό αποσάθρωσης
- Το είδος του υλικού
Το νερό της βροχής προκαλεί:
Αποσάθρωση -> Μεταφορά -> Απόθεση
- Χαλάρωση του εδαφικού υλικού
- Αποκόλληση υλικού
- Δημιουργία ιζημάτων
Μορφές διάβρωσης που προκαλούνται από τα νερά
- Επιφανειακή ή Ομοιόμορφη.
(ασήμαντη στα συμπαγή πετρώματα)
(παροδική)
- Αυλακωτή
(σε μαλακά πετρώματα και σε μεγάλες βροχές δημιουργούνται αυλάκια
(παροδική)
- Χαραδρωτή
(μεγάλες ποσότητες νερού και μεγάλες ταχύτητες δημιουργούν χαράδρες)
Παροδική
- Φαραγγωτή
Το ίδιο με την χαραδρωτή αλλά γίνεται για πολλά χρόνια
- Υποσκαπτική
Δημιουργεί σε μαλακά πετρώματα απότομα πρανή που καταρρέουν
Η βλάστηση αποτελεί το μεγαλύτερο εμπόδιο στη διάβρωση από επιφανειακά νερά
Αποτελέσματα γεωμορφολογικής δράσης του νερού
- Λεκάνες
- Κοιλάδες
- Μαίανδροι
- Φαράγγια
- Δέλτα
- Αναβαθμίδες
Το υδρογραφικό δίκτυο εξαρτάται από:
- Τις κλιματικές συνθήκες
- Το είδος των πετρωμάτων
- Τεκτονικά αίτια
- Τοπογραφικά περιοχής
Και χωρίζεται σε τέσσερις μορφές :
- Ακτινωτή (σε ηφαίστεια)
- Παράλληλη (όταν υπάρχει εναλλαγή μαλακών / σκληρών πετρωμάτων )
- Δενδρική
- Ορθογώνια (λόγω τεκτονικών αιτίων)
Στην περιοχή των πηγών έχουμε απότομες κλίσεις και στενές κοίτες. Καθώς πλησιάζει προς το στόμιο εξόδου έχουμε πιο ήπιες κλίσεις και πλατιές κοίτες. Η διάβρωση σταματάει στην εκβολή του ποταμού.
Η κοίτη του ποταμού διακρίνεται σε τρία είδη:
- Ευθύγραμμες κοίτες
- Παρουσία αυθεντικών πετρωμάτων
- Μεγάλες κλίσεις
- Ευθύγραμμα ανοίγματα στα πετρώματα
- Μαιανδρικές κοίτες
- Μικρή ταχύτητα νερού
- Εναλλαγή πετρωμάτων σκληρών/μαλακών
- Διακλαδιζόμενες κοίτες
- Σε περιοχές μείωσης ταχύτητας και απόθεσης υλικών
- Μειωμένη κλίση
- Εύκολη διάβρωση της όχθης
Καταρράκτες
Δημιουργούνται όταν στην κοίτη ενός ποταμού υπάρχει σκληρό πέτρωμα που δεν διαβρώνεται εύκολα.
Λεκάνη απορροής
- Είναι η περιοχή που τα νερά της συγκεντρώνονται σε έναν ποταμό
- Τα όρια της είναι ο υδροκρίτης που συνδέει τις κορυφές της λεκάνης απορροής.
Η ροή ενός ποταμού προκαλεί:
- Συνεχή εκβάθυνση της κοίτης
- Η διάβρωση γίνεται είτε με
- Υδραυλική χρήση (καταστρέφει υλικά)
- Μηχανική δράση (μεταφέρει υλικά)
- Χημική δράση (διαλυτική ικανότητα νερού)
Περιεχόμενα:
- Υδρογραφικό δίκτυο
- Κοιλάδες
- Τρόποι διεύρυνσης κοιλάδας
- Το σχήμα μιας κοιλάδας εξαρτάται από
- Απόθεση
- Σχηματισμοί δέλτα
- Χαρακτηριστικά μαιάνδρου
- Αναβαθμίδες
- Διάβρωση και τεχνικά έργα
- Καρστική δίαβρωση – καρστικά φαινόμενα
- Τα καρστικά πετρώματα
- Καρστικές μορφές
- Αποτελέσματα καρστικής διάβρωσης
Τα ποτάμια σε εκατομμύρια χρόνια δημιουργούν κοιλάδες με την μεταφορά υλικού και την διαβρωτική τους ικανότητα. Η τελική μορφή της κοιλάδας εξαρτάται από το βάθος και το εύρος.
- Το βάθος εξαρτάται από:
- Την υδραυλική δράση
- Την μηχανική δράση
- Την βλάστηση
- Τη βαρύτητα
- Τη μηχανική διάβρωση
Λόγω της υποσκαπτικής διάβρωσης και της μεταφοράς του υλικού και την ομοιόμορφη υφή από την αποφύσηση.
- Το είδος των πετρωμάτων
- Την κλίση των στρωμάτων
- Τη βλάστηση, το κλίμα
- Την παρουσία ρηγμάτων
Μεταφορά υλικών :
- Με τον αέρα
- με το νερό
Με τον αέρα
Ανάλογα με την ταχύτητα του ανέμου μεταφέρονται κόκκοι σε διάφορες αποστάσεις με τρείς τρόπους:
- Κύλιση
- Αναπήδηση
- Αιώρηση
Μεταφορά με το νερό
Γίνεται με τρείς τρόπους:
- Αιώρηση
- Αναπήδηση
- Διάλυση
Εξαρτάται από :
- Την ταχύτητα του νερού
- Το μέγεθος και το σχήμα του υλικού
Το φορτίο που μπορεί να μεταφέρει το νερό εξαρτάται από τις ιδιότητες του υλικού και την αντοχή στη διάλυση. Για παράδειγμα οι πέτρες πρέπει να σμικρυνθούν από το νερό για να μετακινηθούν
Διαλυμένα υλικά: όταν ελαττώνεται η ταχύτητα και τα πετρώματα είναι μαλακά.
Μικρή ταχύτητα του νερού: τα υλικά μαζεύονται στον πυθμένα του ποταμού με αποτέλεσμα να παθαίνουν σμίκρυνση (π.χ. πέτρες στρογγύλεμα και σμίκρυνση).
Λόγοι που την προκαλούν:
- Μείωση της κλίσης και της ταχύτητας
- Επίδραση ανθρώπου
- Διαφοροποίηση στη διατομή
Που αποτέθονται τα υλικά ενός ποταμού;
- Κατά μήκος της κοίτης (πεδιάδες)
- Στις εξόδους των χειμάρρων
- Μέσα στο βουνό (ανοικτές κοιλάδες – φαράγγι)
- Δημιουργία νέας στεριάς σε βάρος της θάλασσας
- Τα υλικά στα δέλτα είναι άμμος, ύλις, άργιλος
- Μετά τις αποθέσεις δημιουργούνται νέες κοίτες
- Μαιανδρική ζώνη : η κοίτη του ποταμού ή η ζώνη που μετακινούνται οι μαίανδροι
- Φυσικά αναχώματα ή φράγματα : είναι τα όρια της μαιανδρικής ζώνης
- Πλευρά διάβρωσης: η πλευρά που χτυπάει το νερό
- Πλευρά απόθεσης: η αντίθετη πλευρά της διάβρωσης
Οι μαινδικές κοίτες έχουν μεγάλη διαβρωτική και μεταφορική ικανότητα
- Η ευθύγραμμη κοίτη είναι λάθος
- Η κοίτη πρέπει να έχει καμπύλες
είναι κλιμακωτές ζώνες εδάφους
τεκτονικές λόγω παρουσίας ρηγμάτων ή εναλλαγής σκληρών και μαλακών πετρωμάτων
θαλάσσιες (που τρίβεται η θάλασσα)
ποταμιες ( λόγω διάβρωσης και βάθυνση της κοίτης
διαβρωση και τεχνικα εργα
- η συνεχής διάβρωση περιορίζει τα έργα του μηχανικού
- για να αντιμετωπισθεί η διάβρωση πρέπει να ξέρουμε ποιος παράγοντας την προκαλεί
Αντιμετώπιση διαβρώσεις από τα ρέοντα νερά
- κατασκευή φραγμάτων για μείωση ταχύτητας
- κατασκευή φραγμάτων για απόθεση υλικών
- κατασκευή αναβαθμίδων
- έργα ορεινής υδρονομίας
Αντιμετώπιση διάβρωσης με τη βλάστηση
- οι ρίζες αυξάνουν την αντοχή του εδάφους
- τα φυτά μειώνουν την ενέργεια του νερού ( διότι δεν πέφτει κατευθείαν στο έδαφος)
- διάβρωση στην επιφάνεια και στην μάζα των ανθρακικών πετρωμάτων
- τα καρστικά φαινόμενα για
- στο περιβάλλον (εύκολη ρύπανση, σημαντικές πηγές, πηγές δομικών υλικών)
- για τον μηχανικό (μεταβολή περατότητας)
- π.χ. καρστιποιημένος ασβεστόλιθος είναι περατός
- υγιής ασβεστόλιθος είναι αδιαπερατός
- σε περιοχές με στρογγυλεμένους λόφους
- σε περιοχές με αραιό υδρογραφικό δίκτυο
- που υπάρχουν μεγάλες πηγές στα πιο χαμηλά υψόμετρα
- που τα ρεματα καταλήγουν σε κλειστές λεκάνες
Η χημική αποσάθρωση αρχικά βοηθά των ρωγμών και στη συνέχεια στη μηχανική αποσάθρωση
η καρστική διάβρωση γίνεται με πολύ αργό ρυθμό σε περιοχές με:
α) πολλές βροχοπτώσεις 60mm f σε 1000 χρόνια
β) λίγες βροχοπτώσεις 10mm σε 1000 χρόνια
- επιφανειακά καρστικές
- δολίνες
- Ουβάλες
- Πόλγη
- καρστικα φρεάτια
- υπόγεια καρστικές
- σπήλαια (σταλαχτιτες – σταλαγμίτες)
- καταβόθρες
Δολίνες
κλειστές λεκάνες με μεγαλύτερο πλάτος παρά βάθος εμφανίζονται μόνες ή σε ομάδες
Ουβάλες
όταν ενώνονται γειτονικές δολίνες
Πόλγες
κλειστές κοιλότητες σε καρστικό περιβάλλον ο πυθμένας είναι κατοικήσιμος και καλλιεργήσιμος στην Ελλάδα
- λεκανη καβαλας 1100 m
- λεκανη τριπολης 1600 m
Καταβόθρες
είναι καρστικοί αγωγοί που φτάνουν μέχρι την επιφάνεια του εδάφους, στο εσωτερικό σχηματίζουν ένα πολύπλοκο σύστημα
Σπήλαια
μεγάλα υπόγεια έγκοιλα σε μικρά επιφανειακά στόμια. Οι σταλακτίτες αναπτύσσονται από το έδαφος ενώ οι σταλαγμίτες αναπτύσσονται από την οροφή
- αλλάζει η τεχνική συμπεριφορά των πετρωμάτων (π χ τα μάρμαρα γίνονται ασβεστόλιθοι)
- τα υπόγεια νερά σχηματίζουν υπόγειους ποταμούς
- το νερό εξέρχεται με την μορφή πηγών
- προβλήματα σε φράγματα και σήραγγες
- η αστικοποίηση προχωρά σε μεγάλο βάθος
- το 80% του νερού της βροχής πηγαίνει στους υπόγειους ποταμούς
Φυσικοι γεωλογικοι κινδυνοι
Φυσικοί:
- Σεισμοί
- ηφαιστειακές εκρήξεις
- τσουνάμι
- κατολισθήσεις
- πλημμύρες
- πυρκαγιές
- ξηρασία
κατατάσσονται σε:
- ατμοσφαιρικές καταστροφές
- τυφώνες
- ανεμοστρόβιλοι
- χιονοθύελλες
- παγετοί
- κλιματικές μεταβολές
Γεωλογικές καταστροφές | Υδρολογικές καταστροφές | Βιολογικές καταστροφές | Κοσμικές καταστροφές |
σεισμοί | πλημμύρες | πυρκαγιές | κοσμική ακτινοβολία |
ηφαιστειακές εκρήξεις | μετακίνηση παγετώνων | επιδημίες | προς πτώση μετεωριτών |
κατολισθήσεις | τήξη χιονιού | επιδρομές ζώων | διέλευση κομητών σε κοντινή απόσταση από τη γη |
τσουνάμι | |||
λασποροές |
Περιεχόμενα:
- Επικινδυνότητα
- Παράμετροι υπολογισμού επικυνδυνότητας
- Φυσικές καταστροφές
- Χώρος και χρόνος των καταστροφικών φαινομένων
- Κατακερματισμός πετρωμάτων
- Ρήγματα
- Σεισμός
- Κλείθρα
- Διαδικασία σεισμού
- Πτυχές
- Κατολίσθηση
- Ηφαιστειότητα
Καταστροφές που συνδέονται με τις τεκτονικές πλάκες
- οι σεισμοί
- τα ηφαίστεια
- τα τσουνάμι
Καταστροφές που συνδέονται με τις τροπικές περιοχές
κυκλώνες, βροχοπτώσεις- μουσώνες
Οι μη ανεπτυγμένες χώρες έχουν μεγάλο αριθμό θανάτων. Οι ανεπτυγμένες χώρες έχουν μεγάλο αριθμό υλικών ζημιών
Τεχνολογική επικινδυνότητα
η τεχνολογική δραστηριότητα του ανθρώπου μπο ρεί να προκαλέσει καταστροφή από ανθρωπογενές ή στο φυσικό περιβάλλον
Φυσική-τεχνολογική επικινδυνότητα
η πιθανότητα να προκληθεί μια καταστροφή από κάποια τεχνολογική δραστηριότητα που είχε σαν αιτία ένα φυσικό φαινόμενο ή το αντίστροφο
Πρέπει να προσέχουμε τις θέσεις των εργοστασίων παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας, των αγωγών, των χημικών εργοστασίων και των διαδρόμων μεταφοράς επικίνδυνων ουσιών.
Στην Ελλάδα οι συχνότεροι κίνδυνοι είναι
- Πλημμύρες
- δασικές πυρκαγιές
- κατολισθήσεις
- σεισμοί και τα αποτελέσματά του (ρευστοποίηση, κατολίσθηση)
Λιγότερο συχνά αλλά με καταστροφικά αποτελέσματα
- καύσωνες
- ηφαιστειακές εκρήξεις
- τσουνάμι
- μέγεθος (ένταση – έκταση – όγκος αστοχίας)
- χώρος απάντηση στο ερώτημα πού θα γίνει η αστοχία
- περίοδο επανάληψης απάντηση στο ερώτημα πότε και πόσο συχνά προκαλούνται αστοχίες
- τα στοιχεία του φυσικού περιβάλλοντος που είναι βλαβερά για τον άνθρωπο και προκαλούνται από δυνάμεις άγνωστες σε αυτόν
- η πιθανότητα εμφάνισης ενός καταστροφικού γεγονότος σε μια συγκεκριμένη χρονική περίοδο και σε μια συγκεκριμένη γεωγραφική περιοχή
- όταν παρουσιάζεται κίνδυνος για την ανθρώπινη ζωή ή τις περιουσίες
Χώρος και χρόνος των καταστροφικών φαινομένων
Ο χρόνος αποτελεί βασικό κομμάτι για τα περισσότερα μοντέλα που εξετάζουν τον μηχανισμό των καταστροφών με τον οποίο αυτές μπορούν να ελεγχθούν. Ο χώρος σχετίζεται με την τρωτότητα και την επικινδυνότητα σε καταστροφές καθώς και τις συνέπειες από ένα γεγονός.
Μεγάλης κλίμακας γεγονότα δεν λαμβάνουν χώρα τόσο συχνά. Εμφανίζονται συχνότερα μικρής έντασης φαινόμενα. Η συχνότητα ενός γεγονότος μπορεί να οριστεί ως το πόσο συχνά συμβαίνει ένα γεγονός στη συγκεκριμένου μεγέθους. Το χρονικό διάστημα που μεσολαβεί μεταξύ 2 γεγονότων ίδιου μεγέθους ονομάζεται η περίοδος επανάληψης.
Πλημμυρική επικινδυνότητα
στόχος η χρονική πρόβλεψη ενός πλημμυρικού φαινομένου όπου η έκταση και ο τόπος της περιοχής καθορίζονται από τα ιστορικά γεγονότα και την μορφολογία του ανάγλυφου
Ηφαιστειακή επικινδυνότητα
δημιουργούνται σενάρια πρόβλεψης διαδρομής και ταχύτητας λάβας. Είχε χρονολογική πρόβλεψη της έκρηξης βασίζεται σε ιστορικές εκρήξεις, παρακολούθηση του ηφαιστείου και των χαρακτηριστικών του ηφαιστείου. Η ένταση της έκρηξης εξαρτάται από τον τύπο του ηφαιστείου.
Η ένταση δίνεται σε συνάρτηση με τη συγκέντρωση ενέργειας κατά τη διάρκεια των φυσικών φαινομένων και τις επιπτώσεις των φαινομένων στις ανθρώπινες ζωές, στηθεί κατασκευές και στο φυσικό περιβάλλον.
Καταστροφή
ο βαθμός απώλειας κάποιου αγαθού λόγω κάποιου φυσικού φαινομένου. Η κλίμακα είναι από μηδέν για καθόλου απώλειες μέχρι ένα για μέγιστες απώλειες. Οι καταστροφές είναι απειλή για τους ανθρώπους και για ότι έχει αξία.
Ορισμοί
Επικινδυνότητα Η
η πιθανότητα εμφάνισης ενός δυνητικά καταστροφικού γεγονότος μέσα σε κάποια συγκεκριμένη χρονική περίοδο και κάποια συγκεκριμένη περιοχή
Τρωτότητα V
ο βαθμός απώλειας αγαθών που προέκυψε από ένα φυσικό φαινόμενο. Εξαρτάται από τον πληθυσμό της περιοχής το οικονομικό επίπεδο και την ποιότητα των κατασκευών. H κλίμακα από μηδέν μέχρι ένα
Διακινδύνευση R
ο βαθμός ζημιών και πολυωνύμου υπολογίζουμε. Η καταστροφή είναι συνάρτηση της διακινδύνευσης
Παράδειγμα
σε μια περιοχή υπάρχει πιθανότητα να γίνει σεισμός. Η διακινδύνευση υπάρχει όταν ζουν άνθρωποι σε αυτήν την περιοχή υπάρχει δηλαδή τρωτότητα. Όταν συμβεί και έχουμε απώλειες μιλάμε για μια καταστροφή.
R = E*Rs = E*(H*V)
E: Ο πληθυσμός που εκτίθεται στον κίνδυνο
Rs: ο βαθμό αυτόν απωλειών που πιθανόν να προκληθούν από ένα φυσικό φαινόμενο
Οι δυνάμεις που επιδρούν στα πετρώματα προκαλούν ένα σπάσιμο κατά μήκος μιας επιφάνειας. Αν τα τμήματα αυτά δεν μετακινηθούν κατά μήκος της επιφάνειας που έσπασε τότε ονομάζονται ρωγμές/διακλάσεις/ασυνέχειες. Το ρήγμα είναι όταν τα τμήματα μετακινηθούν συγχρόνως και τα μήκος της επιφάνειας που έσπασε.
Υπάρχουν 3 κατηγορίες ρηγμάτων:
- κανονικό ρήγμα (όταν δημιουργείτε καινούργια/παραπάνω επιφάνεια)
- ανάστροφο ρήγμα (όταν δημιουργείται λιγότερη επιφάνεια)
- οριζόντιο ρήγμα: κίνηση κατά την παράταξη
όταν γίνεται συνδυασμός 2 κατηγοριών έχουμε τα πλάγια ρήγματα. Όπου υπάρχει οριζόντια και κατακόρυφη κίνηση.
κανονικά ρήγματα (εφελκυσμός)
δημιουργείται: 1) τεκτονική λεκάνη η τάφρος αν υπάρχουν 2 κανονικά ρήγματα
2) τεκτονική ή ημιλεκάνη αν υπάρχει ένα ρήγμα
3) τεκτονικό κέρας όταν υπάρχουν 2 ρήγματα
Οριζόντιες μετατοπίσεις ρήγματα
(όταν οριοθετούν τις λιθοσφαιρικές πλάκες ονομάζονται ρήγματα μετασχηματισμού). Η κίνηση γίνεται οριζόντια (παράλληλα με την παράταξη του ρήγματος). Τέτοιο ρήγμα είναι το ρήγμα του αγίου ανδρέα. Επίσης χωρίζονται σε δεξιόστροφα και αριστερόστροφα
- σεισμικά ή τεκτονικά ενεργό το ρήγμα που έχει μετατοπίσει την επιφάνεια της γης στη διάρκεια ενός σεισμού.
- Ολοκαίνουργια ρήγματα: εκδήλωση σεισμού τα τελευταία 10.000 χρόνια
- ύστερη τεταρτογενούς ηλικίας: εκδήλωση σεισμού το τελευταία 130.000 χρόνια
- τεταρτογενούς ηλικίας: Εκδήλωση σεισμού μια φορά στα τελευταία 1.600.000 χρόνια. Αυτά τα ρήγματα θεωρούνται μη ενεργά
- αποτέλεσμα της απελευθέρωσης ενέργειας που συσσωρεύονται στο εσωτερικό της γης λόγω της κίνησης και θραύσης των πετρωμάτων. Με τον σεισμό μετακινούνται τα πετρώματα και δημιουργούνται σεισμικά κύματα. Υπάρχουν 3 είδη:
- επιφανειακοί σεισμοί με εστία μέχρι 60 km βάθος εμφανίζονται σε σεισμικά ρήγματα
- ενδιάμεσοι σεισμοί μεστή από 60 km μέχρι 300 km βάθος
- μεγάλου βάθους με εστία από 300 km μέχρι 720 km
εστία σεισμού
λέγεται το σημείο που αρχίζει η διάρρηξη των πετρωμάτων που προκαλεί τον σεισμό
επίκεντρο
λέγεται το σημείο στην επιφάνεια της γης από το οποίο περνά η κατακόρυφη της εστίας
εστιακό βάθος
λέγεται η απόσταση της εστίας με το επίκεντρο
επί κεντρική απόσταση
λέγεται η απόσταση του επίκεντρου από έναν σταθμό
χρόνος διαδρομής ενός κύματος
λέγεται ο χρόνος που χρειάζεται ένα σεισμικό κύμα να φτάσει από την εστία στον σταθμό
μικρό σεισμικό επίκεντρο
λέγεται το κέντρο της επιφάνειας όπου τα μακρο σεισμικά αποτελέσματα(βλάβες κλπ) είναι μέγιστα
Η σεισμική έρευνα διακρίνεται
- μακρή σεισμική οι οποίοι έχει επιπτώσεις στον άνθρωπο και το περιβάλλον και τις κατασκευές
- μικροσεισμική όπου γίνεται παρατήρηση με επιστημονικά όργανα
αιτίες γένεσης σεισμού
- λιθοσφαιρικές πλάκες (σπάσιμο πετρωμάτων, ολίσθηση)
- η επίδραση αυτών των δυνάμεων συσσωρεύει ενέργεια και την εκτονώνει με τους σεισμούς
- οι σεισμοί γίνονται σε ρήγματα που υπάρχουν ήδη και όχι σε αυτά που δημιουργούνται από το σεισμό
- ο σεισμός μπορεί να προκληθεί από από ανθρωπογενείς δραστηριότητες όπως η άντληση ορυκτών πόρων
- το 1906 στο ρήγμα του αγίου ανδρέα υπήρχε μετατόπιση 6 μέτρων που προκλήθηκε από σεισμό
- στην Ελλάδα αντιστοιχεί σεισμοί συνέβησαν το 1861 στην ελάτη
- οι χώρες με την υψηλότερη σεισμικότητα είναι πρώτη Ιαπωνία δεύτερη Νέες ερβίδες, … . Η Ελλάδα βρίσκεται στην έκτη θέση και αντιστοιχεί στο 2% της παγκόσμιας σεισμικής ενέργειας και το 50% 150 100 της σεισμικής ενέργειας της Ευρώπης. Έχουμε 130 νεκρούς και 1000 τραυματίες κάθε δεκαετία
- είναι ορισμένα τμήματα του ρήγματος που παρουσιάζουν μεγάλη αντίσταση στη θραύση τους
- η ενέργεια μαζεύεται στα κλείθρα μέχρι την εκτόνωση
- μετά την εκτόνωση τα κλείθρα διαλύονται
- Αν μετά τον σεισμό δεν έχουν διαλυθεί τα κλείθρα υπάρχουν αρκετοί μετασεισμοί οι οποίοι λέγονται εδώ πλαστικοί σεισμοί και κινούνται μέσα στις λιθοσφαιρικές πλάκες
- προσεισμός συμβαίνει λίγα λεπτά έως και χρόνια πριν από τον κύριο σεισμό
- κύριος σεισμός
- μετασεισμός συμβαίνει λίγα λεπτά έως και χρόνια μετά τον κύριο σεισμό
- επιμήκη κύματα P : ταλάντωση γίνεται παράλληλα προς την διεύθυνση διάδοσης του κύματος
- εγκάρσια κύματα S: η ταλάντωση γίνεται κάθετα προς τη διεύθυνση διάδοσης του κύματος
- για τις οριζόντιες κινήσεις απαιτούνται τουλάχιστον 2 σεισμογράφοι
- για τις κατακόρυφες κινήσεις απαιτούνται τουλάχιστον ένας σεισμογράφος
- στον σεισμογράφο πρώτα μετρούνται τα επιμήκη P κύματα και μετά τα εγκάρσια S
- μέγεθος (M) : η ενέργεια που απελευθερώνεται στην εστία του σεισμού
- ένταση (I) : τα αποτελέσματα στον άνθρωπο
- Μέγεθος έχει 4 κατηγορίες
- τοπικό μέγεθος ML
- χωρικό μέγεθος mb
- επιφανειακό μέγεθος Ms (υπολογισμός επιφανειακών κυμάτων)
- μέγεθος σεισμικής ροπής Mw (το μέτρο δυσκαμψίας του υλικού στην εστία του σεισμού)
τα 6 ρίχτερ είναι 1000 φορές πιο ισχυρά από τα 4 ρίχτερ. Τα ρίχτερ είναι λογαριθμική συνάρτηση της κλίμακας.
Η ένταση εξαρτάται:
- από το σεισμικό μέγεθος
- την απόθεση από τη σεισμική εστία
- τις τοπικές εδαφικές συνθήκες
- ρευστοποίηση εδαφών
- κατολισθήσεις καταπτώσεις
- τσουνάμι
- μεταθεσεις ακτογραμμών (καταστροφές σε λιμενικά έργα)
- μεταβολές στα υπόγεια και επιφανειακά νερά
- μεταβολές στις περιοχές πηγών
- εμφάνιση νέων πηγών
- μεταβολές του σχηματισμού του νερού και τη θερμοκρασία του
- αλλαγή κοίτης ποταμών
ΠτυχΕς
πτυχές είναι οι κάμψεις και οι καμπυλώσεις των γεωλογικών στρωμάτων ως αποτέλεσμα της πλαστικής παραμόρφωσης τους. Δημιουργούνται από την επίδραση τεκτονικών τάσεων:
- από συμπίεση
- από ορογένεση
Τύποι πτυχών
- μονοκλινές (τα στρώματα κλείνουμε προς μία κατεύθυνση )
- αντίκλινο (το κυρτό τμήμα της είναι προς την κατεύθυνση των νέων πετρωμάτων)
- σύγκλινο (το κυρτό τμήμα της είναι προς την κατεύθυνση των παλιών πετρωμάτων)
- το αντίκλινο και σύγκλινο εμφανίζονται σε ζεύγη
- οι πλευρές του αντίκλινου και του συγκλίνου χαρακτηρίζονται ως πτέρυγες της πτυχής και εμφανίζονται με αντίθετη διεύθυνση κλίσης και διαφορετική γωνία κλίσης.
- Κορυφογραμμή είναι η γραμμή που ενώνει τα ψηλότερα σημεία μιας πτυχής
- Πυθμαία είναι η γραμμή που ενώνει τα χαμηλότερα σημεία μιας πτυχής
- με την θέση του αξονικού επιπέδου και τη φορά τους
- τη γωνία ανοίγματος των πτερύγων
- την ακτίνα καμπυλωτές τις πτυχώσεις
Η θέση αξονικού επιπέδου χωρίζεται σε 6 κατηγορίες:
- ορθή (Οι 2 πτέρυγες κλίνουν με την ίδια γωνία)
- κεκλιμένη (η μία πτέρυγα κλείνει με μεγαλύτερη γωνία που οτι η άλλη)
- ανεστραμμένη
- κατακεκλιμένη
- καταδυόμενοι
- Ισοκλείνεις πτυχές (όταν οι πτέρυγες έχουν την ίδια κλίση και είναι παράλληλες)
ΚατολΙσθηση
η κίνηση των πετρωμάτων με διαφορετική ταχύτητα από την υψηλότερη θέση μιας πλαγιάς προς την χαμηλότερη λόγω βαρύτητας.
Ταξινόμηση κατολισθήσεων
- τύπος υλικού : έδαφος βράχος
- τύπος κίνησης: ελεύθερη πτώση υλικού, ολίσθηση, ροή(το υλικό ρέει ως ρευστό)
- βαθμός κίνησης: γρήγορος ή αργός
Τύποι κατολισθήσεων
- καταπτώσεις
- ανατροπή
- ολίσθηση
- ροή
- συνθέτες
απόσπαση υλικού από πέτρωμα ενός πρανούς με μεγάλη κλίση και ελεύθερη πτώση ή αναπήδηση, κύλιση πάνω στην επιφάνεια με μεγαλύτερη ταχύτητα.
Η ανατροπή γίνεται με 3 τρόπους:
- ανατροπή λόγω κάμψης: το σκληρό πέτρωμα χωρίζεται σε κολώνες λόγω της ύπαρξης ασυνεχειών
- ανατροπή τεμαχών: όπως το προηγούμενο αλλά αποσπούνται κομμάτια
- δευτερογενές ανατροπές: υπόσκαφη της βάσης του πρανούς λόγω φυσικών αιτίων και αποσκοπει των πετρωμάτων που βρίσκονται από πάνω)
Οι ολισθήσεις χωρίζονται σε:
- Περιστροφικές
- Μεταθετικές
Περιστροφικές
εμφανίζονται σε ομογενή εδαφικά υλικά και σε έντονα δια ριγμένες βράχομαζες (Αργιλική σύστασης πετρώματα). Απότομο βύθισμα της επιφάνειας του εδάφους.
Μεταθετικές
επίπεδη ολίσθηση πραγματοποιείται κατά μήκος της συνέχειας. Σφηνοειδής ολίσθηση πραγματοποιείται κατά μήκος της τομής 2 ασυνεχειών.
- μετακίνηση υλικού σε μορφή ποταμού
- προκαλείται λόγω έντονης βροχόπτωσης
- όταν η ταχύτητα μετακίνησης είναι πολύ έως εξαιρετικά αργή
- ενδείξεις: οι κορμοί των δέντρων καμπυλώνονται και έχουμε μετατοπίσεις φράχτη ή κολώνων τηλεφωνικών ή ηλεκτρονικών καλωδίων
- ενεργές κατολισθήσεις: παρουσιάζουν πρόσφατες μετακινήσεις
- ανενεργές κατολισθήσεις: σταθερές για περισσότερο από ένα έτος
- παλαιές κατολισθήσεις: δεν έχουν ενεργοποιηθεί για πολλά χρόνια
- Η κλίση της επιφάνειας του εδάφους
- η παρουσία αργιλικού υλικού
- η παρουσία νερού
- αποσαθρωμένο υλικό
- σεισμός
- πετρώματα με ασυνέχειες, σχιστότητα και ρήγματα
- ανθρώπινη παρέμβαση
- εκσκαφές στη βάση του πρανούς
- άρδευση
- κατασκευή έργων πάνω από πρανές
- λατομεια
- τεχνητές δονήσεις
Προκαταρκτικοί παράγοντες
f συντελούν στην αστάθεια του πρανούς χωρίς όμως να έχει γίνει έναρξη της μετακίνησης
Παράγοντες εναύσματος μετακίνησης
- προκαλούν την έναρξη της μετακίνησης
- έχουν μικρή διάρκεια και μεγάλη ισχύ
- έντονη βροχόπτωση
- σεισμική δραστηριότητα
Τεχνολογική έρευνα
- αναγνώριση του φαινομένου
- διαπίστωση μετακίνησης
- αναγνώριση του τύπου μετακίνησης
- έρευνες στο πεδίο
- τοπογραφική αποτύπωση
- γεωγραφική χαρτογράφηση
- σχηματισμός αναβαθμίδων στα πρανή
- δίχτυ προστασίας
- σήραγγες
- στον ελληνικό χώρο συμβαίνουν γιατί:
- υπάρχουν μεγάλες κλίσεις πρανών
- υπάρχουν αρκετοί σεισμοί
- ανθρώπινες παρεμβάσεις (αποψίλωση δασών)
- τεκτονική παραμόρφωση
Ηφαιστειότητα
Τα φυσικά φαινόμενα που έχουν σχέση με τη μετακίνηση του μάγματος από το εσωτερικό της γης
Ηφαίστειο
ελαφρώς με κωνικό σχήμα στην επιφάνεια της γης που δημιουργήθηκε από την συσσώρευση λάβας και στερεών υλικών γύρω από το στόμιο του ηφαιστείου.
Μάγμα:
- έχει υψηλή θερμοκρασία
- είναι ρευστό και έχει την δυνατότητα να ρέει
- έχει ποικίλη σύσταση
Πυροξυσμός
- όταν είναι πτωχός σε αέρια εκχύνεται λάβα
- όταν είναι πλούσιο σε αέρια προκαλεί έκρηξη (πυροκλαστικές ροές)
Πυροκλαστικές ροές
- θερμή και γρήγορη ροή τέφρας γκολ του ηφαιστείου και είναι το πιο καταστροφικό και θανάσιμο αποτέλεσμα μιας έκρηξης
- το μίγμα αερίων είναι πιο πυκνό από την ατμόσφαιρα και ρέει στα πρανή του ηφαιστείου
- μπορούν να φτάσουν τα 700 km την ώρα
- Ασπειδωτά ή Χαβαικά
- Βουλκάνια
- Στρουμπόλια
- Πελέια
Διακρίνονται με βάση το σχήμα:
- κώνος σκωριών: έχουν μικρό χρόνο ζωής περίπου 10-20 χρόνια. Έχουν ευθείες και απότομες πλευρές με κλίση έως 30 μοίρες και μεγάλο κρατήρα κορυφής
- ασπειδωτο ηφαίστειο: συναντάται στη χαβάη έχει μεγάλες πλευρές και κυρτό σχήμα. Η λάβα έχει μικρό ιξώδες
- στρωματοηφαίστειο : Έχει ομαλές πλευρές στα χαμηλά έως 6-10 μοίρες απότομες στα ψηλά έως 40 μοίρες και μικρό κρατήρα κορυφής. Συνήθως είναι μεγάλα και κωνικά.
Κρατήρες
- μεγαλώνουν σε μέγεθος με διαδοχικές εκρήξεις
- δημιουργούνται με έκρηξη ή κατάρρευση των τοιχωμάτων
Καλδέρες
- είναι μια κυκλική λεκάνη συνήθως με 1 km διάμετρο
- σχηματίζονται από την κατάρρευση των επιφανειακών πετρωμάτων μετά από μια έκρηξη η οποία άδειασε τον μαγματικό θάλαμο.
- ενεργά ηφαίστεια είναι αυτά που έχουν εκραγεί στους ιστορικούς χρόνους
- ανενεργά ηφαίστεια είναι αυτά που δεν έχουν εκραγεί στους ιστορικούς χρόνους
- σβησμένα ηφαίστεια είναι αυτά που δεν είναι ούτε ενεργά ούτε ανενεργά.
- οι περισσότερες εκρήξεις είναι βασαλτικές
- 5 εκρήξεις στην ξηρά κάθε χρόνο
- συμβαίνουν συνεχώς στους ωκεανούς
- εκρήξεις τέφρας μπορεί να είναι καταστροφικές
- τσουνάμι
- καταστροφή γεωργικής παραγωγής
- λασποροές
Στην Ελλάδα τα ενεργά ηφαίστεια είναι το ηφαίστειο της σαντορίνης με 12 εκρήξεις και σήμερα η δραστηριότητά του περιορίζονται σε φουμαρόλες στη νέα καμένη. Της νισύρου από τις μεγαλύτερες καλδέρες στον κόσμο με ύψος 650 m και διάμετρο 3000 m και τελευταία έκρηξη το 1873 και 1888. Το ηφαίστειο στα μέθανα το οποίο έχει κρατήρα με 25 m βάθος και 100 m διάμετρο, τελευταία έκρηξη το 250 π.Χ. Ή χερσόνησος των μεθάνων δημιουργήθηκε από ηφαιστειακή δραστηριότητα.
ΓεωλογικοΙ χΑρτες
Στους γεωλογικούς χάρτες απεικονίζονται και τα πετρώματα. Είναι χρήσιμη γιατί:
- μπορούμε να διακρίνουμε τα είδη των πετρωμάτων.
- για να γνωρίσουμε την γεωλογική ιστορία της γης
- για να αναζητήσουμε χρήσιμα υπόγεια υδροφόρα συστήματα
Για τον μηχανικό είναι χρήσιμοι για τις θεμελιώσεις τεχνικών έργων:
- στην οδοποιία
- στην κατασκευή σηράγγων
- στη δημιουργία τεχνητών λιμνών
Γεωλογική γραμμή
είναι η γραμμή που εμφανίζεται στον γεωλογικό χάρτη και συμβολίζει την αλλαγή των πετρωμάτων
Παράταξη
η τομή ενός οριζόντιου επιπέδου με την κεκλιμένη επιφάνεια
Κλήση
η διεύθυνση και τιμή κλήσης κεκλιμένης επιφάνειας
Περιεχόμενα:
- Γεωλογική γραμμή
- Παράταξη
- Κλήση