XX Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся

Старт в науке

Секреты морской гальки

• Авторы
• Руководители
• Файлы работы
• Наградные документы

Пояскова П.С. 1

---

1МБОУ СОШ с. Кувак-Никольское

Пояскова Н.Г. 1

---

1МБОУ СОШ с. Кувак-Никольское

Работа в формате PDF

4.1 MB

Автор работы награжден дипломом победителя III степени

Диплом школьникаСвидетельство руководителя

Введение

Выбирая отдых на берегу моря, мы всегда обращаем внимание на то, какой будет пляж. Одни отдыхающие любят исключительно песчаный, другие предпочитают галечный. Я задумалась, почему на побережье Черного моря, видовой состав горных пород и минералов пляжей разнообразный: валуны, крупная галька, мелкая галька, песок? Тогда решила найти сведения по этой теме и применить полученные знания для анализа собранных мной образцов горных пород и минералов. Коллекцию составляют горные породы черноморского побережья Краснодарского края: курорты г. Анапы, г. Геленджика, г. Сочи; республики Крым (г.Судак, г.Алушта).; в коллекции имеется песок Азовского моря из станицы Голубицкой Темрюкского района (приложение 2). Если курорты Анапы славятся песком, то Сочинские и Геленджикские пляжи состоят из гальки: где-то крупной, где-то мелкой. В крымских Алуште и Судаке пляжи смешанные, песчано-галечные (приложение 1).

Цель работы: исследование  отличительных особенностей морской гальки путём изучения её видового состава и условий происхождения на побережье Черного моря.

Задачи: 1. Собрать и сравнить образцы горных пород и минералов разных пляжей Черного моря. 3.Определить видовой состав горных пород и минералов. 4.Объяснить процесс образования морской гальки и песка. 5.Определить факторы, влияющие на формирование типа пляжа. 6.Расширить знания о сферах применения морской гальки. 7. Изучить литературу по теме данного исследования.

Объект исследования: пляжи Черного моря

Предмет исследования:  морская галька побережья Черного моря.

Гипотеза – если горные породы и минералы побережья Черного моря разные по составу и размерам, следовательно, на их образование могли повлиять различные внешние факторы.

Методы исследования: поисковый, наблюдение, сравнительный, классификация, анализ информационных ресурсов.

Актуальность исследования: сведения о природном режиме морских берегов с галечными и песочными пляжами крайне важны для хозяйственной деятельности людей, а также для рекреационного развития.

Практическая значимость исследования: данная работа имеет информационную ценность для учащихся, учителей и людей, которых интересует тема природы Земли, для туристов.

ГЛАВА I. Образование морской гальки и песка

1.1 История появления морской гальки

Морская галька представляет собой обломки природного камня горных пород и минералов различного диаметра и размера, отшлифованные морским прибоем до слегка приплюснутой формы. Для данного отделочного материала характерна гладкая фактурнаяповерхность.

Задолго до того, как выросли Кавказские горы, территория всего Краснодарского края была морским дном. Наступали периоды, когда суша стала возвышаться над морем, появлялись острова, которые покрывались тропической растительностью. Затем все это вновь поглощала морская пучина, а на морском дне шел непрерывный процесс накопления осадочных пород. Когда вздыбились горы, в движение пришли и слои на дне моря. Они тоже стали горами, боковыми Кавказскими хребтами, а накопленные в них породы также начали разрушаться реками и скатываться в море. Многие горные породы в составе морской гальки способны рассказать о морских жителях, обитавших в этих местах миллионы лет назад. Таков ракушечник – в его структуре легко просматриваются моллюски древнего океана. Об эпохе динозавров и птеродактилей напоминает и сланец – мягкий осадочный камень, состоящий из окаменевшего ила болот юрского периода. Попадая в море, сланец недолго пребывает в состоянии галечника – более твердые собратья, гонимые волнами, быстро перерабатывают его в песок. А вот на суше его найти проще.

Семьдесят миллионов лет назад выросли, сформировались Кавказские горы. Рост их сопровождался грохотом и ревом, огненными реками извергнутой лавы. Большинство Кавказских вершин Центрального хребта – это потухшие вулканы. А принесенные на пляж камешки очень красноречиво рассказывают о бушевавшем здесь вулканизме. Пемза – пористый гигиенический камешек – это застывшая вулканическая магма, далеко излившаяся, нахватавшаяся воздуха и поэтому очень легкая. Туфы и базальты – тяжелее пемзы, но гораздо легче гранита.  Гранит на пляже – это размытые корни гор, та магма, которая застывала внутри вулкана. Другие магматические породы, встречающиеся у нас под ногами, – туфы разных оттенков, базальты – тоже широко используемый облицовочный и строительный материал. Есть среди излившихся пород и полудрагоценные, декоративные камешки – порфириты, сиениты, хризолиты. К ним можно добавить и многочисленные кварциты – прозрачные и полупрозрачные камешки, а также прочный кремень-халцедон, о целебных свойствах которого разом заговорили в наше время известные целители. Эти минералы, не относящиеся к горным породам, а значит более древние по своему происхождению, также попали на наши пляжи из жерл вулканов. Очень интересна третья группа горных пород, входящих вслед за магматическими и осадочными в состав морской гальки – это метаморфические или превращенные породы. За это время под высоким давлением и воздействием высоких температур известняк превращается в мрамор, песчаник – в яшму. Преобладающая осадочная горная порода в составе морской гальки – это песчаник. Встречаются гальки песчаника серые, табачного цвета, коричневые, желтые – в зависимости от состава оседавшего на дне моря песка. Часто песчаник изрезан белыми прожилками, идущими в разных направлениях. Это – гиероглифы. Многочисленные горные реки и речушки столетиями размывали пласты и толщи Кавказских гор, неся в Черное море, то спокойным быстрым течением, то бурлящим грозовым потоком массу разнообразных по форме скальных обломов, валунов, плит. Море, принимая весь этот материал уже в частично измельченном виде, продолжало измельчать и сортировать по размеру, обкатывать и шлифовать попавшие в его волны «произведения» гор. Геологи эти произведения называют горными породами, а история их появления, насчитывающая много миллионов лет, – это самая древняя и таинственная история нашей земли, запечатленная столь ярко в камешках-экспонатах галечного пляжа. Названия ранее неизвестных мне горных пород побережья я определяла с помощью справочника «Камни и минералы». Преобладающая осадочная горная порода в составе морской гальки – это песчаник. Встречаются гальки песчаника серые, табачного цвета, коричневые, желтые – в зависимости от состава оседавшего на дне моря песка. Часто песчаник изрезан белыми прожилками, идущими в разных направлениях. Это – гиероглифы. По теории голландского ученого Ф. Кюнена, кальцитовые и другие прожилки в песчанике – результат отложения в море мутьевых потоков, несущих по подводным каньонам частицы разрушенных после землетрясений пород. Многочисленные горные реки и речушки столетиями размывали пласты и толщи Кавказских гор, неся в Черное море, то спокойным быстрым течением, то бурлящим грозовым потоком массу разнообразных по форме скальных обломов, валунов, плит. Море, принимая весь этот материал уже в частично измельченном виде, продолжало измельчать и сортировать по размеру, обкатывать и шлифовать попавшие в его волны «произведения» гор. Геологи эти произведения называют горными породами, а история их появления, насчитывающая много миллионов лет, – это самая древняя и таинственная история нашей земли, запечатленная столь ярко в камешках-экспонатах галечного пляжа [6].

1.2 История появления песка

Если бы мы перенеслись на несколько миллиардов лет назад, то при всем желании не смогли бы найти там ни одной песчинки! Раньше на нашей планете были только острые скалы, огромными глыбами развалившиеся по всей поверхности Земли и океаническому дну. Но проходили дни, недели, года и тысячелетия и, в результате процесса выветривания, скалы стали разрушаться. Со временем из отколовшихся крупных камней появлялись более мелкие, и в конце концов они превратились в песок.
Что такое выветривание?       Выветривание – это процесс разрушения и изменения горных пород под воздействием  внешних факторов (приложение 3)   Существуют основные типы выветривания по роду воздействия на горные  породы: Физическое  выветривание: ­  механическое  воздействие  ветра,  текучих  вод, морских волн, ледников, перепада температур.  Химическое выветривание ведёт к изменению химического состава горной породы процессами окисления, гидратации  с   образованием   минералов,   более   стойких   в   условиях земной поверхности. Биологическое выветривание  сводится к механическому и химическому вызываемому изменению     пород,   жизнедеятельностью организмов.              От скал откалывались крупные куски, потом эти  куски раскалывались на  еще более мелкие, те на еще более мелкие и так далее, пока кусочки горных  пород не  превращались практически в пыль ­ в песчинки в том месте, где он был образован.  Это на суше. Морская вода тоже активно сотворяла песок из горных пород на дне и на побережье. Здесь сказывается воздействие приливов, их разрушительное влияние на горы, трение о горы наносимого песка и растворение некоторых горных минералов соленой водой. ЦВЕТ песка зависит от состава породы, которую волны выбрасывают на берег. Если песок прозрачный — значит, в море много кварцевой породы. Ветры разносят песок, а реки своим течением постоянно выносят песчинки, которые они откалывают от скал или вымывают из почвы.  И поэтому большинство песка скапливается по берегам рек, озер или морей. Таким образом, из морской гальки образуется песок[5].

1.3.Классификация морской гальки Для начала я обратилась к справочнику «Камни и минералы». Узнала названия некоторых горных пород и минералов пляжей Черного моря, чем они различаются (приложение 3). При распознавании галечных камней из имеющихся у нас, собранных на морском побережье, проще всего было найти известняк, песчаник. Потому что известняк белый, а песчаник немного похож на известняк, но имеет полоски. К тому же этих камней на море много и они в основном большие. Кварцит, гранит и гнейс было найти тоже не трудно (приложение 4). Кварцит полупрозрачный, у нас нашелся даже белый. Гранит – красный с крапинками. Гнейс легко найти, потому что у него блестящие серебристые крапинки. Очень красиво блестит на солнце. Диорит, андезит, габбро и базальт достаточно сложно отличить друг от друга, так как они очень похожи внешне: и цветом и крапинками. Габбро медленно охлаждается и полностью состоит из более крупных кристаллов без какого-либо стекловидного или очень мелкозернистого горного материала. Роговик же полосатый, не похож ни на один из камней [3].

1.4 Технические характеристики и плотность гальки

По минеральному составу и способу формирования камни могут отличаться, поэтому свойства разных видов могут отличаться: размер — 10 — 150 мм; плотность — до 2670 кг/м3% морозостойкость — F200; водопоглощение — 0,5%.Природный материал экологичен, безопасен для здоровья, устойчив к перепадам температур, химическим веществам, ультрафиолету, истиранию. Срок службы неограничен [9].

ГЛАВА 2. Факторы, влияющие на формирование типа пляжа

Основные слагающие породы побережья - флиш - переслаивающиеся толщи известняков, мергелей, песчаников, сланцев, аргиллитов и др. Они накапливались на дне морей, окружавших в то время обширный массив суши на месте нынешнего Кавказского хребта. Образование каждого слоя флишевых пород - это летопись вертикальных колебаний суши и изменений климата. Но, основным фактором формирования рельефа побережья является деятельность морской воды.. Таким образом, тип пляжа (галечник, валуны или песок) зависит от нескольких её факторов: Первый — разрушающая сила волн. Она зависит от ветров. При сильных порывах валуны сотрутся в песок быстрее. Волны работают как жернова, перемалывая то, что находится на берегу и на дне. Скорость обточки “материала” зависит и от мощности приливов и отливов. В океане они несравненно больше, чем в морях. В Черном море приливы и отливы не очень сильные, потому что это внутреннее море. Так что ничего удивительного, что побережье океанов — песчаное, а морей — по большей части галечное (приложение3) Второй фактор — скорость переработки пород. Если волны не успевают “переваривать” то, что им достается, то на берегу остаются непереработанные куски в виде камней и галечника. Если же море сильно волнующееся и береговая линия не опускается и не поднимается, а многие века остается неподвижной, камни со временем превращаются в песок. Крупный это песок или мелкий, зависит от степени “промывки” пляжа. Этот процесс похож на добычу золота — там, где есть галька и крупный песок, процесс промывки еще не завершен, а где мелкий — уже “просеивать” нечего. Волны гоняют песок вверх-вниз, высеивая все лишнее и крупное.

Третий фактор — порода, которую должны обработать волны. Рыхлые осадочные породы скорее превратятся в песок или гальку, плотные породы — устойчивы к абразии. Еще одна причина — изменение береговой линии. Песчаные пляжи, как правило, расположены на равнинной местности и говорят о том, что линия берега здесь сформировалась миллионы лет назад. Каменистые пляжи — в зонах сейсмически неустойчивых, которые постоянно двигаются [4].

ГЛАВА 3. Типы пляжей по составу горных пород и минералов

3.1 Песчаные пляжи Краснодарского края

Авторы «Минералогического словаря» Г. Штрюбель и З. Циммер указывают, что состав песка зависит от источников происхождения. Например, песок, состоящий из разрушенных камней, представляет собой мелкие частички полезных ископаемых, из которых состоят горы, поэтому любые минералы могут быть обнаружены в песке. Много сотен лет назад уровень моря находился на 80 м ниже современного. Река Гипанис (Кубань) впадала не в Азовское море, как сейчас, а в Черное. Прошло много времени, и уровень моря поднялся, и прибой начал выносить принесённый рекой песок со дна на берег.

Из чего на самом деле состоит анапский песок?  Состав песка анапской пересыпи и его происхождение изучают сотрудники Института океанологии и Российской Академии наук. Анапские пляжи состоят на 50% из биокарбонатов и на 50% из кварца и ряда других микроэлементов: кальцит, слюда, железная руда, в небольших количествах — гранат, турмалин, топаз. Однако не весь песок состоит из разрушенных камней. Крупнозернистый песок многих морских пляжей состоит из обломков раковин моллюсков и кораллов, в состав которых входит кальций. Таким образом, Анапский песок – это не только зёрна кварца, но и обломки створок моллюсков. Раковины легко разрушаются под действием волн, а со временем и вовсе перетираются в пыль. Именно поэтому он сильно отличается от морских пляжей Азовского моря, сформированных из ракушечника (приложение 8). В Анапе нам встречается песок желтовато-бурого цвета.

Лучшие песчаные пляжи на Черном море расположены в Анапе и соседних районах — в посёлках Витязево, Благовещенская и Джемете[8].

3. 2.Галечные пляжи Краснодарского пляжа

Каменистые и галечные пляжи образуются под воздействием горных рек и моря. Бурные горные реки разрушают на своем пути скалы и несут в море обломки горных пород, а морские волны без устали перекатывают их по дну. Известны каменистыми пляжами и часть курортов, относящихся к Геленджику (приложение5). Так, галечные пляжи преобладают в поселках Кабардинка, Архипо-Осиповка, Дивноморское. Посёлок Кабардинка занимает юго-восточную часть Цемесской бухты. Береговая линия образует здесь глубокий врез при максимальном расстоянии от устья р. Дооб (вершина бухты) до одноименного мыса в 2,3 км. Береговой обрыв Дообского выступа сложен флишевыми породами. В северо-западной части бухты непосредственно к морю выходят невысокие клифы (7-10 м). Подводный склон в виде грядового бенча перекрыт местами валунами и глыбами. Природный пляж в Кабардинке относится к типу галечно-щебенчатых. Образовался он за счет аллювия р.Дооб, продуктов разрушения делювиально-аллювильной террасы и абразии клифов. Берег от м. Дооб до Рыбацкой бухты относится к наиболее живописным на Черноморском побережье Кавказа. Обрывистые клифы из светлого флиша имеют высоту 60 и более метров. Во многих местах они рассечены щелями с пологими склонами и висячими руслами временных водотоков. Пласты падают к морю под разными углами, а иногда стоят даже вертикально. В разрушении клифов важную роль, наряду с абразией, играет физическое выветривание. Резкие скачки температуры и влажности вызывают растрескивание горных пород и осыпание камней. К числу сопутствующих факторов можно отнести и увлажнения пород атмосферными осадками и инфильтрационными водами. Время от времени случаются обвалы целых пластов флишевых пород. Навалы щебенки довольно быстро истираются в зоне прибоя до пылеватых частиц. Поэтому во время шторма прибойная зона окрашивается в характерный молочный цвет. В результате эпизодических обвалов в приурезовой полосе скапливаются крупные каменные обломки и глыбы, которые на некоторое время снижают волновое воздействие на коренной берег. От Геленджика в сторону Туапсе высота гор постепенно увеличивается и линия водораздела все дальше удаляется от моря. Соответственно, возрастает количество осадков. Более многоводными становятся реки. Их устья впадают в небольшие открытые бухты, где из речной гальки и песка образованы пляжи «карманного типа». Примечательно, что пляжная галька в каждой из бухт имеет местное происхождение и заметно отличается цветом, прочностью и структурой от соседней. Это означает, что единого вдольберегового потока в этой части побережья нет. Поэтому каждый пляж живет своей «жизнью» и его благополучие целиком зависит от объема поступления гальки и скорости ее истирания в прибойной зоне [4].

3.3 Песчано-галечные пляжи Крыма

Крым - один из чудесных уголков нашей необъятной Родины, край с великолепной и живописной природой, чрезвычайно интересный для геолога. Много удивительного скрыто в Крымских горах, хотя и не столь высоких и протяженных и не столь диких и труднодоступных, как Кавказ или Тянь-Шань. Реки проложили в горах глубокие ущелья, моря окружили берега полуострова галечными и песчаными пляжами, солнце, дожди и ветер обнажили в скалах причудливые складки, жилы изверженных пород, кристаллы редких минералов и остатки животных давно минувших эпох. Крымские горы - пример складчатой горной цепи. Некогда на их месте перекатывались волны огромного древнего океана Тетис. На его дне накапливались песок и ил, а ложе постепенно прогибалось. Здесь находилась подвижная полоса земной коры, постепенно опускавшаяся (геосинклиналь). Затем она стала подниматься, освобождаясь от океанической воды, образовав в конце концов поднятие, состоящее из смятых в складки слоев. На берегах Черного моря в основании Крымских гор лежат иные горные породы, не похожие на ранее встреченные. В обрывистых бортах дорожных выемок видна полосчатая толща горных пород, состоящая из бесчисленно повторяющихся пластов песчаников, алевролитов (тонкозернистых песчаников) и уплотненных глин, смятых в складки. Слоистое строение толщи и встречающиеся в ней раковины ископаемых морских организмов определенно говорят о том, что песчаники и уплотненные глины Южного берега Крыма представляют собой окаменевшие морские пески и илы. Они, так же как уже упоминавшиеся известняки, принадлежат к осадочным породам. Но исходный материал песчаников и глин образовался путем механического раздробления ранее существовавших горных пород, поэтому песчаники и глины следует относить к так называемым механическим, или обломочным, осадочным породам.

Пляжи Судака песчаные или мелкогалечные, темноокрашенные, от золотисто-розового и лиловато-пепельного до серовато-коричневого. Уникальность пляжей Судакской бухты – их природное покрытие. Только в Судаке это небольшие гальки и песок, окатанный морскими волнами из осколков кварцевых пород, от широко распространенного кремния до ценного поделочного камня аметиста (приложение 6).
Ну а когда мы были на южном берегу Крыма в районе Ялты и Алушты, то сразу обратили внимание, что пляжи здесь совсем другие. Они не желтые, не оранжевые, а серые (приложение 7). Ведь они покрыты серой галькой и песком, который из нее образовался, в результате разрушений прибрежных скал, которые сложены из горных пород преимущественно серого цвета.

Все посещающие Крым прекрасно знают, что на пляже Южного берега, а также и других мест горного побережья много обломков скал и гальки различных размеров. Если же спуститься на дно моря в 100—150 метрах от галечникового берега, оно окажется выстланным мелкой галечкой (гравием) и крупным песком. На больших глубинах дно покрыто мелкозернистым песком, который с увеличением глубины делается все тоньше и тоньше, а на глубинах, достигающих сотен метров, дно моря покрыто сплошным слоем ила. Такое распределение обломочного материала на морском дне объясняется неодинаковой подвижностью воды. У берегов, в зоне прибоя, где вода почти всегда находится в движении, частицы песка и тем более ила не могут осаждаться, в этой зоне остается лишь крупная галька. На больших же глубинах, где волнение поверхности моря не сказывается так сильно на донных осадках, например, на глубине 10—15 метров,— откладываются песчаные частицы, и, наконец, на глубине более ста метров, где даже волнение сильных штормов не нарушает тишины придонных вод, — осаждаются мельчайшие частицы ила размерами меньше 0,01 миллиметра. Только донные течения больших морских глубин иногда взмучивают и перемещают илистый; осадок.

В наиболее удаленных от берега районах морского дна почти не осаждаются даже илистые частицы, так как большая часть глинистого материала оседает хотя и на значительных глубинах, но ближе к берегу, с которого он поступает. Только принесенная ветром пыль может отлагаться на морском дне на большом расстоянии от берега [1].

ГЛАВА 4.Сферы применения морской гальки

Перед использованием в работе морскую гальку следует хорошо промыть в воде, поскольку после просушки на ней может пятнами выступать соль.

Галька применяется в основном в декоративных целях: Ландшафтный дизайн — клумбы, дорожки, сады камней, альпийские горки, пруды, колодцы, фонтаны. Окатанными камнями оформляют зоны отдыха, отделывают заборы. Интерьер — отделка стен, полов, арок, каминов, кухонного фартука, душевых кабин. Более крупные фракции можно использовать для облицовки фасадов, цоколя. Творчество. Декоративные элементы используют для создания панно, картин, поделок, мебельных ручек, подсвечников и многого другого. Также гальку покупают для оформления аквариумов, витрин, ваз, пространств ресторана, бара и других общественных зданий. С помощью гальки можно расставлять акценты в интерьере, зонировать пространство помещений и ландшафта.

Заключение

Благодаря выбранной теме и собранной мной коллекции, я открыла для себя мир побережья Черного моря, который оказался удивительным, загадочным, полон тайн. В результате выполнения работы я определила названия неизвестных мне ранее горных пород, выяснила почему галька на берегу Черного моря разнообразна по цвету, размеру, форме. Узнала, что течение воды и прибрежная волна движет гальку и валуны, при трении друг об друга каменная порода шлифуется и окатывает свои края. Выяснила, что песчаные пляжи, как правило, расположены на равнинной местности и говорят о том, что линия берега здесь сформировалась миллионы лет назад. Каменистые пляжи — в зонах сейсмически неустойчивых, которые постоянно двигаются. В бухтах - изобилие гальки. Но галька оказалась совершенно разной в каждой из бухт, так как каждая река выносит к морю обломки тех горных пород, которые находятся в её бассейне. В одной бухте, например, полно диабазов (тёмная крепкая порода вулканического происхождения), а в соседней их совсем нет. Отсюда сам собой напрашивается вывод, что смежные бухты не обмениваются между собой галькой и никакого постоянного потока здесь нет. Подведя итоги можно сказать, что по своим природным условиям формирования и факту повсеместного распространения легкоразмываемых пород, также климатическим факторам - береговая зона подвержена обвально-осыпным процессам, а так же химическому и физическому выветриванию. Галечные пляжи широко распространены на берегах морей и океанов и представляют собой важный объект теоретических исследований. С их изучением связан целый круг вопросов, которые имеют большое значение для науки о береговой зоне моря. Та морская галька, которой все мы любим играть на пляже – самая настоящая горная порода, свидетельница доисторического времени.

Использованные источники:

1.В удивительном мире камня. В. Лебединский (крым), 1997 г

2.Меньшиков В.Л. Один из факторов размыва пляжей Черноморского побережья Кавказа // Сообщ. АН ГССР, 1981. - т. 101. - №3

3.Справочник-определитель. Камни драгоценные всего мира. Жуков А.

4.Шуйский Ю.Д., Симеонова Г.А. О влиянии геологического строения морских берегов на процессы абразии. 1976. Т. 29. № 2. С. 57-79.

5.mk.ru›editions/daily/article/2004/07/17/108663… 6.https://www.liveinternet.ru/users/4061666/post273803429/

7.https://windowslux.ru/kak-poiavilas-galka-na-chernom-more

8. https://mineralpro.ru/minerals/

9.anapatravelnotes.com›articles/kurorty/904

10.stone-centre.ru›info/articles…kharakteristiki

П риложение 1 Классификация горных пород и минералов.

Приложение 2 Коллекция горных пород и минералов Черноморского

побережья

(песок станицы Голубицкая Темрюкского района с Азовского моря)

Приложение 3 Процесс выветривание