Nogulsnes: definīcija, veidošanās un sedimentoloģijas pamati
Uzziniet nogulsņu definīciju, veidošanās procesus un sedimentoloģijas pamatus — no daļiņām līdz nogulumiežiem. Skatīt praktiskus piemērus un pētniecības metodes.
Nogulsnes veido mazas daļiņas, kas nogulsnējušās ūdenī vai uz sauszemes. Pēc nogulsnēšanās nogulsnes var ilgstoši atrasties savā jaunajā vietā un tikt pārklātas ar jaunām nogulsnēm. Spiediens var lēnām pārveidot nogulsnes par nogulumiežiem.
Ar vārdu "nogulsnes" apzīmē arī vēja vai ūdens pārnesto un virspusē nogulsnējušos materiālu. Nogulsnes bieži vien atkal tiek erodētas un nogulsnētas jaunā vietā. Pētījumu par to, kā veidojas nogulumieži, sauc par sedimentoloģiju.
Vispārīgākā lietojumā nogulsnes ir jebkuras vielas, kas nokrīt uz šķidruma, piemēram, alus, dibena.
Kā veidojas nogulsnes
Nogulsnes rodas, kad klints fragmenti, minerālu daļiņas, organiskās atliekas vai ķīmiskas nogulsnes tiek transportētas un atstātās noteiktā vietā. Galvenie pārneses un nogulsnēšanās faktori ir:
- ūdens (upe, jūra, ezeri) — nogulsnes tiek pārnestas ar straumi un nogulsnētas, kad ūdens ātrums samazinās;
- vējš — smalkas daļiņas, piemēram, smiltis un putekļi, tiek pārvietotas un depozēti kā aēliskas nogulsnes;
- ledājs — ledāji pārvieto lielus akmeņus un smalkākas daļiņas, atstājot morēnas un citas glaciālas nogulsnes;
- gravitācija — tēlaini runājot, slīdejumi un krišanas procesi nogulsnē materiālu tuvu izcelsmes vietai;
- ķīmiskās un bioloģiskās reakcijas — minerāli var kristalizēties no šķīduma vai organiskie materiāli var akumulēties (piemēram, kūdras veidošanās).
Daļiņu izmērs, šķirošana un apaļība
Nogulsnes raksturo daļiņu izmērs (no māla un māla daļiņām līdz smiltīm, grants un akmeņiem), šķirošana (cik vienmērīgi ir sadalītas daļiņas pēc izmēra) un apaļība (no asām šķautnēm līdz apaļām granulām). Šīs īpašības palīdz noteikt nogulsnēšanās vidi un transporta attālumu:
- smalkas un labi šķirotas nogulsnes bieži liecina par tālāku transportu (piem., jūras smilts, vēja nogulsnes);
- lielas, slikti šķirotas nogulsnes parasti norāda uz strauju nogūšanu vai ledāju darbību;
- daļiņu apaļība parāda, cik ilgi daļiņa ir bijusi pakļauta abrazijai.
Nogulumu struktūras un vides liecības
Nogulim raksturīgas strukturālās pazīmes, kas sniedz informāciju par nogulsnēšanās apstākļiem:
- slāņainība (stratifikācija) — pamata nogulumslāņu struktūra, kas veidojas atkārtotu nogulsnēšanās ciklu rezultātā;
- krustslāņi (cross-bedding) un ripļu atzīmes — raksturīgas plūstošas vai aeoliskas vidēm;
- izoplūdes un bioturbācija — dzīvnieku aktivitāte, kas sajauc nogulsnes;
- fossilijas — organisko atliekalu paliekas, kas dod liecības par iepriekšējām ekosistēmām un klimatu.
Pārvēršanās par nogulumiežiem (diagēze)
Pēc nogulsnēšanās nogulsnes var pakāpeniski pārveidoties par cietu akmeni — nogulumiezi. Šajā procesā galvenie posmi ir:
- kompakcija — slāņu svars nospiež apakšējos slāņus, izspiežot ūdeni;
- cementācija — minerāli, kas izkrīt no šķīdumiem, saista daļiņas kopā;
- rekrystalizācija un ķīmiskas pārveides — minerālu sastāva izmaiņas, kas notiek dziļākos slāņos vai ilgākā laika gaitā.
Metodes nogulsņu pētīšanai
Studējot nogulsnes, sedimentologi un ģeologi izmanto:
- lauka izpēti — slāņu mērīšana, paraugu ņemšana un nogulumu kartēšana;
- laboratorijas analizēs — granulometrija (sietošanas, lāzers), minerālu un ķīmiskā analīze;
- patoloģijas un thin-sekciju pētījumi mikroskopā, kas atklāj minerālu sastāvu un tekstūras;
- ģeofizikālās metodes un attēlveidošana — grunts slāņu raksturošanai dziļumā.
Nozīme dabā un cilvēcei
Nogulsnes un nogulumieži ir būtiski, jo:
- tie uzglabā informāciju par iepriekšējām vides apstākļiem un klimatu;
- veido augsnes pamatu un ietekmē zemes virsmas morfoloģiju;
- kalpo par ūdens nesošiem slāņiem (akvifēriem) un naftas/gāzes rezervuāriem;
- nodrošina būvmateriālus — smiltis, grants, dolomīti, un citus resursus;
- ir nozīmīgi arheoloģijai un paleontoloģijai, jo bieži satur fosilijas un cilvēku paliekas.
Izpratne par nogulsnēm ir svarīga gan zinātniskiem pētījumiem, gan praktiskiem pielietojumiem — riska novērtēšanai (piem., noslīkšana, erozija), resursu meklēšanai un vides atjaunošanai.
Meklēt