Сторінка
2

Геофізика ландшафтів

2.1 де m; V - маса і швидкість переносу піщаного матеріалу В межах ЛЕА, в силу диференційованого впливу електростатичних сил, загальна енергія потоку складається з кінетичної енергії різнозаряджених часток

2.2. де D V+; D V- відхилення швидкостей переносу додатньо і від"ємно заряджених піщинок Співставляючи рівняння 2.1. і 2.2. знаходимо, що для переносу піщаного матеріалу в межах ЛЕА необхідна більша кількість rsytnbxyj] енергії, ніж в нормальних умовах

2.3. Оскільки між кінетичною вітру і масою піщаного матеріалу існують сталі кількісні співвідношення, то відновлення енергетичної рівноваги можливе тільки за рахунок зменшення маси піску

2.4. де D m - маса відкладеного матеріалу. Умовою початку процесу еолової акумуляції є нерівність

D W> 0 2.5. Безумовно, однією з головних проблем запропонованої моделі є встановлення природи ЛЕА. До його рішення ми підійшли з наступними вимогами: 1. Оскільки зв’язок ЕЕАЛ з ЛЕА встановлено в районах з різними фізгеографічними умовами, то їхнє формування мусить бути пов’язано з процесом, що має азональний, глобальний характер; 2. Час існування ЛЕА повинен бути дорівнювати часу формування ЕЕАЛ. 3. Враховуючи часову дискретність еолових процесів існування ЛЕА повинно бути безперервним в часі. Виконаний аналіз показав, що єдиним природним процесом, що відповідає поставленим вимогам, є процес формування лінз грунтових вод з атмосферних опадів. В загальному вигляді утворення ЛЕА може бути описане наступною спрощеною схемою. Інфільтрація поверхневих вод в зону аерації супроводжується електрокінетичними явищами, зокрема виникненням потенціалу течії /20 /. В результаті прояву цього явища між верхньою і нижньою частинами зони аерації утворюється різниця потенціалів, яка визначається за формулою

, 2.6. де E -потенціал нижньої та верхньої границь зони аерації; e -діелектрична стала; x - x -потенціал (параметр залежний від пористого середовища); D P - перепад тисків; h - питома електропровідність рідини або газу, що рухається; z - коефіцієнт в’язкості. Аналіз цієї форму приводить до висновку, що електричні аномалії в земній корі повинні виникати кожний раз коли в ній відбувається рух води або газів (рис.2.2.). Головною передумовою їх руху є наявність перепадів тиску, які визначаються гідродинамічними умовами, зокрема в зонах аерації, артезіанських басейнах, покладах нафти та газу, в зонах генерації газу, а також в зонах глибинних розломів. Суттєвим моментом для формування аномалій є також напрямок руху флюїдів. Так, якщо в зоні аерації він відбувається зверху вниз, то в артезіанських басейнах, покладах вуглеводнів та в зонах глибинних розломів знизу вверх. Це призводить до утворення різних за знаком аномалій, якщо для зони аерації це накопичення від’ємних зарядів в верхній і додатній в нижній частині, то у всіх інших заряди розподіляються у зворотному порядку. Таким чином, ми можемо очікувати утворення над цими зонами різних за знаками електричних аномалій, які при певних умовах можуть вплинути на формування ландшафтів. Проведені в останні роки широкомасштабні дослідження показали наявність таких аномалій над покладами нафти та газу (рис.2.3.). Зв’язок локальних електростатичних аномалій з геологічними структурами приводить нас ще до одного суттєвого висновку, про їх вплив на морфологію аномалій. логічно припустити, що над ізометричними структурами (поклади вуглеводнів, артезіанські басейни) будуть формуватися ізометричні аномалії, а над лінійними структурами (розломи різних рівнів) - лінійні аномалії. На практиці це повністю підтверджується результатами польових електрометричних вимірів. Повертаючись до співвідношення ЕЕАЛ з ПГО наведемо декілька характерних прикладів. На рис. 2.4. показаний зв’язок ЕЕАЛ з тектонічними порушеннями кристалічного фундаменту в межах Житомирського Полісся / 10/. На цих прикладах глибина залягання кристалічного фундаменту не перевищує декілька десятків метрів, в інших регіонах, таких наприклад як Прип’ятьська западина, еолові пасма фіксують на поверхні розломи глибина залягання яких досягає сотень і тисяч метрів. На іншому прикладі (рис. 2.5.) ми бачимо співвідношення окремої ізометричної еолової форми з ерозійним пониження першого від поверхні водотривкого горизонту, яким в умовах Прип’ятьської западини є дніпровська морена. Ще одна емпірична закономірність, про яку йшлося вище, це зв’язок ареалів ЕЕАЛ з нафтогазоносними структурами. Він проілюстрований на малюнку 2.6., на якому зображено схему розповсюдження еолових форм в межах Річицького нафтового родовища (Бєларусь). Дещо нижче ми повернемося до питання впливу нафтогазоносних структур на формування сучасних ландшафтів, оскільки вони разом ландшафтними процесами утворюють досить своєрідну геосистему, в складі котрої є функціональні зв’язки направлені від поверхні на глибину і які можуть спровокувати зародження геосистем такого типу в результаті дії поверхневих процесів, включи і антропогенну діяльність. Дещо в скороченому викладі розглянемо яв відбувається процес еолової акумуляції обумовлений впливом електростатичних сил на перенесення піщаного матеріалу вітром в межах локальних електростатичних аномалій. Для розкриття механізму еолової акумуляції в межах ЛЕА спочатку розглянемо як формується траєкторія польоту піщинки в нормальних умовах. В момент відриву піщинки від поверхні її траєкторія формується як складова від вертикального аеродинамічного опору і гравітаційного гальмування, а також горизонтального прискорення силою вітру (рис. 2.7). Відповідно до теоретичних положень аеродинаміки , лобовий опір складається з сил тертя і тиску, співвідношення між якими визначається числом Рейнольдса (Re). Сумарна величина лобового опору (С) знаходиться за формулою