Рельефообразующие процессы

Рельеф - это совокупность неровностей земной поверхности раз­ного масштаба, называемых формами рельефа.

Рельеф формируется в результате воздействия на литосферу внут­ренних (эндогенных) и внешних (экзогенных) процессов.

Согласно современным представлениям, литосфера состоит из же­стких подвижных плит, перемещающихся по пластичной мантии. Гра­ницы между плитами могут быть трех типов: океанические хребты (вдоль которых на поверхность поднимается вещество мантии и фор­мируется новое морское дно), желоба (вдоль которых краевые части плит разрушаются, опускаясь в мантию) и трансформные разломы (образующиеся в результате скольжения одной плиты вдоль другой). Так, граница между Африканской и Американской плитами проходит по океаническому хребту, между Антарктической и Американской пли­тами - по жалобу, а между Тихоокеанской и Американской плита­ми - по трансформным разломам. Во второй половине XX в., развер­нулись обширные исследования дна Мирового океана, в результате которых появились совершенно новые представления о развитии океа­нов и материков, основанные на взглядах немецкого ученого, первой половины XX в. А. Вегенера.

В основу новой теории литосферных плит положено представле­ние, что вся литосфера разделена узкими активными зонами - глу­бинными разломами - на отдельные жесткие плиты, плавающие в пла­стичном слое верхней мантии.

Внутренние (эндогенные) процессы. Внутренние геологические процессы обусловливают различные тектонические движения, то есть вертикальные и горизонтальные перемещения отдельных участков земной коры. С ними связано образование наиболее значительных не­ровностей земной поверхности, ее непрерывное изменение. Источни­ком внутренних процессов является тепло, образующееся при радио­активном распаде элементов, входящих в состав ядра Земли.

Движение плит приводит к изменениям конфигурации материков и океанов и их положения на поверхности Земли. Предполагается, что 500-200 млн лет назад все материки были объединены в один, так на­зываемую Пангею (в переводе с греческого «вся Земля»). В последующие 70 млн лет Пангея раскололась на два материка: Лавразию, вклю­чавшую Северную Америку и Евразию (без Индийского и Аравийско­го субконтинентов) и Гондвану (вся остальная суша). Последующее передвижение плит привело к сближению Северной и Южной Аме­рики, разделению Австралии и Антарктиды, перемещению Аравий­ского и Индийского субконтинентов к Евразии, причем в зоне столк­новения Евразии с последним возникли самые высокие горы на пла­нете (Гималаи). В настоящее время существует шесть материков: Евразия (53,4 млн км 2), Африка (30,3 млн км 2), Северная Америка (24,2 млн км 2), Южная Америка (18,2 млн км 2), Австралия (7,7 млн км 2) и Антарктида (14 млн км 2).

По преобладающему направлению выделяют два типа тектониче­ских движений: вертикальные и горизонтальные. Оба типа движений могут проходить как самостоятельно, так и во взаимосвязи друг с дру­гом. Часто один тип движения порождает другой. Проявляются они не только в перемещении крупных блоков земной коры в вертикальном или горизонтальном направлениях, но и в образовании складчатых и разрывных нарушений разного масштаба.

Складки - волнообразные изгибы пластов земной коры, создан­ные совместным действием вертикальных и горизонтальных движений в земной коре. Складка, пласты которой выгнуты кверху, называ­ется антиклинальной складкой, или антиклиналью. Складка, пласты которой прогнуты книзу, называется синклинальной складкой, или синклиналью. Синклинали и антиклинали - две основные формы складок. Небольшие и относительно простые по строению складки выражаются в рельефе невысокими компактными хребтами (напри­мер, Сунженский хребет северного склона Большого Кавказа).

Более крупные и сложные по строению складчатые структуры представлены в рельефе крупными горными хребтами и разделяющи­ми их понижениями (Главный и Боковой хребты Большого Кавказа). Еще более крупные складчатые сооружения, состоящие из множества антиклиналей и синклиналей, образуют мегаформы рельефа типа гор­ной страны, например горы Кавказа, Урала и т. д. Эти горы называют складчатыми.

Разрывные нарушения (разломы) - это различные нарушения сплошности горных пород, часто сопровождающиеся перемещением разорванных частей относительно друг друга. Простейшим видом раз­рывов являются единичные более или менее глубокие трещины. Наи­более крупные разрывные нарушения, распространяющиеся на значи­тельную длину и ширину, называют глубинными разломами.

В зависимости от того, как перемещались разорванные блоки в вер­тикальном направлении, выделяют сбросы и надвиги (рис. 7.6).

Рис. 7.6. а - сброс; б - надвиг

Совокупности сбросов и надвигов составляют горсты и грабены (рис. 7.7).

В зависимости от размеров они образуют отдельные горные хребты (например, столовые горы в Европе) или горные системы и страны (например, Алтай, Тянь-Шань).

В этих горах наряду с грабенами и горстами встречаются и склад­чатое массивы, поэтому их следует относить к складчато-глыбовым горам.

В случае, когда перемещение блоков горных пород было не только в вертикальном направлении, но и в горизонтальном, образуются сдвиги .

В зонах раздвижения литосферных плит - зонах срединно-океанических хребтов - рождается новая океаническая земная кора. В зо­нах столкновения литосферных плит - зонах островных дуг и сопря­женных с ними глубоководных желобов - происходит «подныривание» одной плиты (чаще с океанической земной корой) под другую (чаще с материковым или переходным типом земной коры). В резуль­тате такого «подныривания» край плиты прогибается и образуется глубоководный желоб. Ярким примером таких дуг являются Куриль­ские и Японские острова, рядом с которыми располагаются соответст­вующие глубоководные желоба.

Границы литосферных плит как в местах их разрыва, так и в местах столкновения - это подвижные участки земной коры, на которых на­ходится большинство действующих вулканов, где часты землетрясе­ния. Эти участки, являющиеся областями новой складчатости, образу­ют сейсмические пояса Земли.

Чем дальше от границ подвижных участков к центру плиты, тем более устойчивыми становятся участки земной коры. Москва, напри­мер, находится в центре Евразийской плиты, и ее территория считает­ся вполне устойчивой.

Вулканизм - совокупность процессов и явлений, вызванных вне­дрением магмы в земную кору и излиянием ее на поверхность.

Из глубинных магматических очагов извергаются на землю лава, горячие газы, пары воды и обломки горных пород.

В зависимости от условий и путей проникновения магмы на по­верхность различают три типа вулканических извержений.

Площадные извержения привели к образованию обширных лаво­вых плато. Наиболее крупные из них - это плато Декан на полуостро­ве Индостан и Колумбийское плато.

Трещинные извержения происходят по трещинам иногда большой протяженности. В настоящее время вулканизм этого типа проявляет­ся в Исландии и на дне океанов в районе срединных океанических хребтов.

Извержения центрального типа связаны с определенными участ­ками, как правило, на пересечении двух разломов, и происходят по сравнительно узкому каналу, который называется жерлом. Это наибо­лее распространенный тип. Вулканы, образующиеся при таких извер­жениях, называются слоистыми, или стратовулканами. Они имеют вид конусообразной горы, на вершине которой находится чашеобраз­ное углубление - кратер.

Примеры таких вулканов: Килиманджаро в Африке, Ключевская сопка, Фудзияма, Этна, Гекла в Евразии.

Тихоокеанское «огненное кольцо». Около двух третей вулканов Земли сосредоточено на островах и берегах Тихого океана. Самые мощные извержения вулканов и землетрясения имели место именно в этом регионе: Сан-Франциско (1906), Токио (1923), Чили (1960), Мехико (1985).

Остров Сахалин, полуостров Камчатка и Курильские острова, на­ходящиеся на самом востоке нашей страны, - звенья этого кольца.

Всего на Камчатке насчитывается 130 потухших вулканов и 36 дей­ствующих. Самый большой вулкан - Ключевская сопка. На Куриль­ских островах 39 вулканов. Для этих мест характерны разрушитель­ные землетрясения, а для окружающих морей - моретрясения, тайфу­ны, вулканы и цунами.

Цунами в переводе с японского - «волна в бухте». Это волны ги­гантских размеров, порожденные извержениями подводных вулканов, землетрясением или моретрясением. В открытом океане они почти не­заметны для судов. Но когда путь цунами преграждает материк и ост­рова, волна обрушивается на сушу с высоты, достигающей 20 метров.

Горячие источники и гейзеры тоже связаны с вулканизмом. На Кам­чатке в знаменитой Долине гейзеров действует 22 крупных гейзера.

Землетрясения также являются проявлением эндогенных земных процессов и представляют собой внезапные подземные удары, сотря­сения и смещения пластов и блоков земной коры.

На сейсмических станциях ученые исследуют эти грозные явления природы, пользуясь специальными приборами, ищут способы их пред­сказания. Один из таких приборов - сейсмограф - был изобретен в начале XX в. русским ученым Б. В. Голицыным. Название прибора произошло от греческих слов seismos - «колебание», graphs - «пи­щу». Оно отражает его назначение - записывать колебания Земли.

Землетрясения могут быть разной силы. Ученые договорились оп­ределять эту силу по международной 12-балльной шкале Меркалли и 9-балльной шкале Рихтера с учетом воздействия землетрясения на че­ловека и степени повреждения зданий и изменений рельефа Земли (табл. 7.2).

Рельефообразующие процессы - перемещение вещества и энергии в земной коре и на земной поверхности, вызывающие образование, видоизменение и разрушение форм рельефа.
В зависимости от источника энергии рельефообразующие процессы подразделяются на эндогенные и экзогенные. И те и другие формируют рельеф всегда совместно, но в образовании отдельных типов рельефа преобладают либо одни, либо другие процессы.

Внешние рельефообразующие процессы

Возбуждаемые энергией солнечных лучей и силой тяжести экзогенные силы, с одной стороны, разрушают формы, созданные эндогенными силами, с другой - создают новые формы. В этом процессе выделяют:

1) разрушение горных пород (выветривание - оно не создает формы рельефа, а подготавливает материал)

2) удаление разрушенного материала, обычно это снос вниз по склону (денудация)

3) переотложение (аккумуляция) сносимого материала. Если при этом формируется практически ровная поверхность, говорят о пенепленизации.

Важнейшими агентами проявления внешних сил являются воздух и вода. Различают физическое, химическое и биогенное выветривание.

Физическое выветривание происходит из-за неодинакового расширения и сжатия частиц горных пород при колебаниях температуры. Особенно интенсивно оно в переходные сезоны и в районах с континентальным климатом, большими суточными амплитудами температур - на нагорьях Сахары или в горах Сибири, при этом часто формируются целые каменные реки - курумы. Если в трещины пород проникает вода, а затем, застывая и расширяясь, увеличивает эти трещины, говорят о морозном выветривании.

Химическое выветривание - это разрушение горных пород и минералов под действием содержащихся в воздухе воде, породах и почвах активных веществ (кислорода, углекислоты, солей, кислот, щелочей и др.) в результате химических реакций. Для химического выветривания, напротив, благоприятны влажные и теплые условия, характерные для приморских районов, влажных тропиков и субтропиков.

Биогенное выветривание часто сводится к химическому и физическому воздействию на горные породы организмов.

Обычно наблюдается одновременно несколько видов выветривая, и когда говорят о физическом или химическом выветривании это не значит, что другие силы при этом не участвуют - просто название дается по ведущему фактору.

Вода - "скульптор лика земного" и один, из самых мощных агентов перестройки рельефа. Текучие воды воздействуют на рельеф, разрушая горные породы. Временные и постоянные водные потоки, реки и ручьи миллионы лет "вгрызаются" в земную поверхность, размывают ее (эрозия), перемещают и переоткладывают смытые частицы. Если бы не происходило постоянного поднятия земной коры, хватило бы всего 200 млн. лет, чтобы вода смыла все выступающие над морем участки и вся поверхность нашей планеты представляла бы единый безбрежный океан. Наиболее распространенными эрозионными формами рельефа являются формы линейной эрозии: речные долины, овраги и балки.

Для понимания процессов формирования таких форм важным является осознание того факта, что базис эрозии (место, куда стремится вода, уровень, на котором поток теряет свою энергию - для рек это устье или место впадения, или скальный участок в русле) изменяет свое положение с течением времени. Обычно он понижается при размывании рекой тех горных пород, по которым она протекает, особенно интенсивно это происходит при увеличении водности рек или тектонических колебаниях.

Овраги и балки образованы временными водотоками, возникающими после таяния снега или выпадения ливневых дождей. Между собой они отличаются тем, что овраги - это постоянно растущие, врезающиеся в рыхлые породы, узкие крутосклонные рытвины, а балки - имеющие широкое днище и прекратившие свое развитие ложбины, заняты лугами или лесами.

Самые разнообразные формы рельефа создают реки. В речных долинах выделяют следующие формы: коренной берег (в его строении не участвуют речные наносы), пойму (часть долины, затопляемая в паводки или половодья), террасы (бывшие поймы, поднявшиеся над урезом в результате понижения базиса эрозии), старицы (участки реки, отделившиеся в результате меандрирования от прежнего русла).

Кроме природных факторов (наличия уклонов поверхности, легко размываемых грунтов, обильных осадков и т. д.), образованию эрозионных форм способствует нерациональная деятельность человека - сплошная вырубка лесов и распашка склонов.

Кроме воды важным фактором экзогенных сил является ветер. Обычно он обладает меньшей, чем вода силой, но работая с рыхлым материалом может творить чудеса. Формы, созданные ветром, называются эоловыми. Они преобладают в засушливых районах, или там, где засушливые условия были в прошлом (реликтовые эоловые формы). Это барханы (песчаные холмы серповидной формы) и дюны (холмы овальной формы), обточенные скалы.

Внутренние рельефообразующие процессы

Горы, равнины и возвышенности отличаются высотой, характером залегания горных пород, временем и способом образования. В их создании участвовали и внутренние и внешние силы Земли. Все современные рельефообразующие факторы разделяются на две группы: внутренние (эндогенные) и внешние (экзогенные).

Энергетической основой внутренних рельефообразующих процессов является энергия, идущая из глубин земли - ротационная, радиоактивный распад и энергия геохимических аккумуляторов. Ротационная энергия связана с освобождением энергии при замедлении вращения Земли вокруг своей оси из-за влияния трения (доли секунд за тысячелетия). Энергия геохимических аккумуляторов - это накопившаяся за многие тысячелетия в горных породах энергия Солнца, которая высвобождается при погружении пород во внутренние слои.

Экзогенные (внешние силы) называются так потому, что основной источник их энергии находятся вне Земли - это энергия, непосредственно поступающая от Солнца. Для проявления действия экзогенных сил должны быть задействованы неровности земной поверхности, создающие разность потенциалов и возможность перемещения частиц под действием силы тяжести.

Внутренние силы, стремятся к созданию неровностей, а внешние - к выравниванию этих неровностей.

Внутренние силы создают структуру (основу) рельефа, а внешние силы выступают в роли скульптора, обрабатывая" созданные внутренними силами неровности. Поэтому эндогенные силы иногда называют первичными, а внешние - вторичными. Но это не значит что внешние силы слабее внутренних. За геологическую историю результаты проявления этих сил сопоставимы.

Происходящие внутри Земли процессы мы можем наблюдать в тектонических движениях, землетрясениях и вулканизме. Тектоническими движениями называют всю совокупность горизонтальных и вертикальных движений литосферы. Они сопровождаются возникновением разломов и складок земной коры.

Долгое время в науке господствовала "платформенно-геосинклинальная" концепция развития рельефа Земли. Суть ее заключается в выделении спокойных и подвижных участков земной коры, платформ и геосинклиналей. Предполагается, что эволюция структуры земной коры идет от геосинклиналей к платформам. В развитии геосинклиналей различают два крупных этапа.
Первый (основной по продолжительности) этап погружения с морским режимом, накоплением мощной (до 15-20 км) толщи осадочных и вулканических горных пород, излиянием лав, метаморфизмом, а впоследствии со складчатостью. Второй этап (меньший по продолжительности) - складкообразование и разрывы при общем поднятии (горообразование), в результате чего образуются горы. Горы в последствии разрушаются под действием экзогенных сил.

В последние десятилетия большинство ученых придерживается другой гипотезы - гипотезы литосферных плит. Литосферные плиты - это обширные участки земной коры, которые движутся по астеносфере со скоростью 2-5 см/год. Различают материковые и океанические плиты, при их взаимодействии более тонкий край океанической плиты погружается под край континентальной плиты. В результате образуются горы, глубоководные желоба, островные дуги (например, Курильский желоб и Курильские острова, Атакамский желоб и горы Анды). При столкновении континентальных плит образуются горы (к примеру, Гималаи при столкновении Индо-Австралийской и Евразийской плит). Перемещения плит могут вызываться конвективными движениями вещества мантии. В местах подъема этого вещества образуются разломы, и плиты начинают двигаться. Внедряющаяся по разломам магма застывает и наращивает края расходящихся плит - так образуются срединно-океанические хребты, протянувшиеся по дну всех океанов и образовавшие единую систему протяженностью 60 000 км. Высота их достигает 3 км, а ширина тем больше, чем больше скорость раздвижения.

Количество литосферных плит непостоянно - они соединяются и разделяются на части при образовании рифтов, крупных линейных тектонических структур, типа глубоких ущелий в осевой части срединно-океанических хребтов. Считают, что в палеозое, например, современные южные материки представляли собой один материк - Гондвану, северные - Лавразию, а еще раньше существовал единый суперматерик - Пангея и один океан.

Наряду с медленными горизонтальными движениями в литосфере происходят и вертикальные. При столкновении плит или при изменении нагрузки на поверхность, например, вследствие таяния больших ледниковых покровов происходит поднятие (Скандинавский полуостров до сих пор испытывает поднятие). Такие колебания называются гляциоизостатическими.

Тектонические движения земной коры неоген-четвертичного времени называются неотектоническими. Эти движения проявлялись и проявляются с разной интенсивностью практически повсюду на Земле.

Тектонические движения сопровождаются землетрясениями 1 (толчками и быстрыми колебаниями земной поверхности) и вулканизмом (внедрением магмы в земную кору и излиянием ее на поверхность).

Землетрясения характеризуются глубиной очага (места смещения в литосфере, от которого сейсмические волны распространяются во все стороны) и силой землетрясения, оцениваемой по степени вызванных им разрушений в баллах по шкале Рихтера (от 1 до 12). Наибольшей силы землетрясения достигают непосредственно над очагом - в эпицентре. В вулканах выделяют магматический очаг и канал или трещины, по которым поднимается лава.

Большинство землетрясений и действующих вулканов приурочено к окраинам литосферных плит - так называемым сейсмическим поясам. Один из них опоясывает по периметру Тихий океан, другой протягивается через Среднюю Азию от Атлантического океана до Тихого.



Условные знаки -графические обозначения, при помощи которых на картах(планах) показывают местоположение объектов и явлений, а также их качественные и количественные характеристики.

Картографические условные знаки.

Условные знаки должны быть :

хорошоразличимыми между собой, наглядными и выразительными, т. е. по возможности напоминать рисунком или цветом объекты местности, которые он изображают;
содержательными, т. е. давать по возможности полную количественную и качественную характеристику изображаемых объектов;
стандартными , т. е. по возможности одинаковыми по начертанию для топографических карт и планов разных масштабов;
экономичными , т. е. занимать на карте минимальное место, простыми для вычерчивания, удобными для их полиграфического воспроизведения, легкими для запоминания.
Начертание и размеры условных знаков приводятся в специальных таблицах условных знаков, которые являются обязательными для всех организаций, создающих топографические карты и планы. Например, «Условные знаки для топографической карты масштаба 1:10000»
Классификация условных знаков. Условные знаки делятся на следующие виды: масштабные, внемасштабные, линейные и пояснительныё.
Масштабные знаки - картографические условные знаки, применяемые для изображения объектов, выражающихся в масштабе карты. Границы таких предметов местности показывают, как правило, точечным пунктиром, а площадь внутри границ обозначается соответствующими условными знаками, называемыми площадными.

Внемасштабные знаки - картографические условные знаки, применяемые для изображения объектов, площади которых не выражаются в масштабе карты или плана, а сами объекты имеют важное значение или служат в качестве ориентиров и поэтому должны быть изображены на карте.

Чем мельче масштаб карты, тем больше объектов изображается на ней внемасштабными знаками. Местоположение объектов местности, изображенных на карте внемасштабными знаками, соответствует определенной точке на этих условных знаках.

Линейные знаки - картографические условные знаки, применяемые для изображения объектов линейного характера, длина которых выражается в масштабе карты, а ширина - внемасштабна. Так, например, линейными знаками изображаются линии связи и электропередач, нефте- и газопроводов, железные и другие дороги на картах мелких масштабов и т. д. Местоположению этих объектов на местности соответствует геометрическая ось знака.

Для придания карте большей наглядности и читаемости при изображении ее элементов пользуются различными цветами: элементы гидрографии и заболоченные участки показывают синим цветом; лесные массивы и сады зеленым; огнеупорные здания, шоссейные дороги - красным; не огнеупорные здания и улучшенные грунтовые дороги - оранжевым цветом; рельеф изображают коричневым цветом.
В дополнение к условным знакам – даются пояснительные подписи, которые поясняют вид или род изображенных на картах и планах объектов, а также дают их количественные и качественные характеристики.
Указывают также географические названия- собственные имена изображенных на карте географических объектов. К ним относятся названия населенных. пунктов, рек, озер, урочищ, перевалов и т. д.
Зарамочное оформление карты . Зарамочное оформление карты состоит из совокупности данных, облегчающих пользование картой и помещаемых за внешней рамкой карты.
Так, над северной частью внешней рамки посередине рамки пишется номенклатура листа карты, правее в скобках указывается название наиболее крупного населенного пункта, изображенного на этом листе карты. Около северо-восточного угла над внешней рамкой указывается гриф карты. Под южной частью внешней рамки, посередине, указывается численный масштаб, под ним - линейный масштаб, высота сечения рельефа горизонталями и система высот. Западнее масштаба дается схема взаимного расположения меридианов с указанием магнитного склонения и сближения меридианов. Восточнее масштаба строится график заложений.

В геологии и географии основные движущие силы того или иного процесса принято называть его «факторами». Факторы, непосредственно влияющие на формирование неровностей земной поверхности – ее рельеф, условно могут быть объединены в группу рельефообразующих .

Характеристика генетических взаимосвязей.

Процессы, влияющие на формирование твердой оболочки Земли по своему положению относительно ее поверхности подразделяются на эндогенные и экзогенные .

Эндогенные процессы протекают в условиях высоких температур и давлений. Гравитационное поле Земли и силы вращения могут влиять на форму планеты, вызывать вертикальные и горизонтальные перемещения фрагментов литосферы разной плотности, процессы диапиризма и т.д.

Для рельефообразования наибольшее значение имеют механические движения литосферы, магматизм и метаморфизм. Один из важнейших результатов - формирование первичных неровностей твердой поверхности Земли - тектонически обусловленных поднятий и впадин.

Эндогенные процессы - обычно формируют наиболее крупные формы земной поверхности. Это:

Эндогенные факторы.

Под эндогенными рельефообразующими факторами понимаются процессы, обусловленные внутренним развитием литосферы и создающие неровности земной поверхности в условиях приповерхностного гравитационного поля Земли и под воздействием ее движений в пространстве.

Структурные формы, выраженные в рельефе - полигенные образования, т.к. всегда в различной степени искажены экзогеннми процессами.

Источники энергии эндогенных процессов подразделяются на:

Внешние (космические) ;

Внутренние (земные): 1) потенциальная энергия массы Земли и создаваемого ею гравитационного поля; 2) энергия движения Земли; 3) энергия, выделяемая Землей в процессе развития планетарной материи.

По своему воздействию на земную поверхность эндогенные факторы могут быть подразделены на статические и динамические .

Динамические, или активные, эндогенные факторы - общие и частные движения земной коры. Динамика определяется направлением, скоростью и неравномерностью движений в пространстве и времени.

К основным статическим, или пассивным, эндогенным факторам относятся: литолого-стратиграфические условия и глубина денудационного среза.

Деформация пород – структурная форма (СФ) является как статическим, так и динамическим факторам. Если денудации подвергается неразвивающаяся (мертвая) СФ, то она играет роль пассивного фактора - в рельефе препарируются ее отдельные части. Если СФ живая и выражена в рельефе в результате активного развития складки (блока), то ее рельефообразующее значение - активное, отражающее новейшие движения земной коры.

Выражение в рельефе неразвивающейся СФ определяется различными сочетаниями трех параметров:

1) типом тектонических деформаций;

2) устойчивостью пород, ее слагающих, и последовательностью их чередования;

3) глубиной денудационного среза в современную эпоху.

Морфологическое выражение развивающейся СФ зависит от:

А – статических факторов – глубина денудационного среза, структурные и литолого-стратиграфические условия;

Б – комплекса динамических параметров - тип развивающейся деформации и характеристика ее механических перемещений.

Наиболее распространены мозаичные СФ - поднятия и впадины, включающие отмершие деформации.

Структурные формы при различном характере общих тектонических движений

Мертвые тектонические деформации только в условиях общего поднятия могут кратковременно создавать неровности земной поверхности. Они зависят от устойчивости пород процессам денудации, структурных особенностей и глубины денудационного среза.

Развивающиеся СФ получают выражение в рельефе только при преобладании скорости вертикальных тектонических движений над нивелирующими экзогенными процессами. Большое значение имеет общий характер движений, особенно при несовпадении знаков общих и частных вертикальных перемещений.

Статические рельефообразующие факторы.

Глубина денудационного среза, сформировавшегося к современной эпохе в значительной степени определяет структурные и литолого-стратиграфические условия.

Выделяются денудационные срезы 4-х типов:

I – в неуплотненных недислоцированных молодых отложениях (формируются слабохолмистые поверхности водоразделов, ограниченные склонами речных долин);

II – в уплотненных недислоцированных осадочных породах с отдельными бронирующими пластами (рельеф плато и куэст);

III – в уплотненных дислоцированных осадочных породах (возвышенности, тождественные бронированным сводам и крыльям);

IV – в магматических и метаморфических породах фундамента (разнообразные формы скалистых возвышенностей и ущелистых долин).

Рельефообразующие процессы

Рельеф - это совокупность неровностей земной поверхности раз­ного масштаба, называемых формами рельефа.

Рельеф формируется в результате воздействия на литосферу внут­ренних (эндогенных) и внешних (экзогенных) процессов.

Согласно современным представлениям, литосфера состоит из же­стких подвижных плит, перемещающихся по пластичной мантии. Гра­ницы между плитами бывают трех типов: океанические хребты (вдоль которых на поверхность поднимается вещество мантии и фор­мируется новое морское дно), желоба (вдоль которых краевые части плит разрушаются, опускаясь в мантию) и трансформные разломы (образующиеся в результате скольжения одной плиты вдоль другой). Так, граница между Африканской и Американской плитами проходит по океаническому хребту, между Антарктической и Американской пли­тами - по жалобу, а между Тихоокеанской и Американской плита­ми - по трансформным разломам. Во второй половинœе XX в., развер­нулись обширные исследования дна Мирового океана, в результате которых появились совершенно новые представления о развитии океа­нов и материков, основанные на взглядах немецкого ученого, первой половины XX в. А. Вегенера.

В основу новой теории литосферных плит положено представле­ние, что вся литосфера разделœена узкими активными зонами - глу­бинными разломами - на отдельные жесткие плиты, плавающие в пла­стичном слое верхней мантии.

Внутренние (эндогенные) процессы. Внутренние геологические процессы обусловливают различные тектонические движения, то есть вертикальные и горизонтальные перемещения отдельных участков земной коры. С ними связано образование наиболее значительных не­ровностей земной поверхности, ее непрерывное изменение. Источни­ком внутренних процессов является тепло, образующееся при радио­активном распаде элементов, входящих в состав ядра Земли.

Движение плит приводит к изменениям конфигурации материков и океанов и их положения на поверхности Земли. Предполагается, что 500-200 млн лет назад всœе материки были объединœены в один, так на­зываемую Пангею (в переводе с греческого ʼʼвся Земляʼʼ). В последующие 70 млн лет Пангея раскололась на два материка: Лавразию, вклю­чавшую Северную Америку и Евразию (без Индийского и Аравийско­го субконтинœентов) и Гондвану (вся остальная суша). Последующее передвижение плит привело к сближению Северной и Южной Аме­рики, разделœению Австралии и Антарктиды, перемещению Аравий­ского и Индийского субконтинœентов к Евразии, причем в зоне столк­новения Евразии с последним возникли самые высокие горы на пла­нете (Гималаи). Сегодня существует шесть материков: Евразия (53,4 млн км 2), Африка (30,3 млн км 2), Северная Америка (24,2 млн км 2), Южная Америка (18,2 млн км 2), Австралия (7,7 млн км 2) и Антарктида (14 млн км 2).

По преобладающему направлению выделяют два типа тектониче­ских движений: вертикальные и горизонтальные. Оба типа движений могут проходить как самостоятельно, так и во взаимосвязи друг с дру­гом. Часто один тип движения порождает другой. Проявляются они не только в перемещении крупных блоков земной коры в вертикальном или горизонтальном направлениях, но и в образовании складчатых и разрывных нарушений разного масштаба.

Складки - волнообразные изгибы пластов земной коры, создан­ные совместным действием вертикальных и горизонтальных движений в земной коре. Складка, пласты которой выгнуты кверху, называ­ется антиклинальной складкой, или антиклиналью. Складка, пласты которой прогнуты книзу, принято называть синклинальной складкой, или синклиналью. Синклинали и антиклинали - две основные формы складок. Небольшие и относительно простые по строению складки выражаются в рельефе невысокими компактными хребтами (напри­мер, Сунженский хребет северного склона Большого Кавказа).

Более крупные и сложные по строению складчатые структуры представлены в рельефе крупными горными хребтами и разделяющи­ми их понижениями (Главный и Боковой хребты Большого Кавказа). Еще более крупные складчатые сооружения, состоящие из множества антиклиналей и синклиналей, образуют мегаформы рельефа типа гор­ной страны, к примеру горы Кавказа, Урала и т. д. Эти горы называют складчатыми.

Разрывные нарушения (разломы) - это различные нарушения сплошности горных пород, часто сопровождающиеся перемещением разорванных частей относительно друг друга. Простейшим видом раз­рывов являются единичные более или менее глубокие трещины. Наи­более крупные разрывные нарушения, распространяющиеся на значи­тельную длину и ширину, называют глубинными разломами.

Учитывая зависимость оттого, как перемещались разорванные блоки в вер­тикальном направлении, выделяют сбросы и надвиги (рис. 7.6).

Рис. 7.6. а - сброс; б - надвиг

Совокупности сбросов и надвигов составляют горсты и грабены (рис. 7.7).

Учитывая зависимость отразмеров они образуют отдельные горные хребты (к примеру, столовые горы в Европе) или горные системы и страны (к примеру, Алтай, Тянь-Шань).

В этих горах наряду с грабенами и горстами встречаются и склад­чатое массивы, в связи с этим их следует относить к складчато-глыбовым горам.

В случае, когда перемещение блоков горных пород было не только в вертикальном направлении, но и в горизонтальном, образуются сдвиги .

В зонах раздвижения литосферных плит - зонах срединно-океанических хребтов - рождается новая океаническая земная кора. В зо­нах столкновения литосферных плит - зонах островных дуг и сопря­женных с ними глубоководных желобов - происходит ʼʼподныриваниеʼʼ одной плиты (чаще с океанической земной корой) под другую (чаще с материковым или переходным типом земной коры). В резуль­тате такого ʼʼподныриванияʼʼ край плиты прогибается и образуется глубоководный желоб. Ярким примером таких дуг являются Куриль­ские и Японские острова, рядом с которыми располагаются соответст­вующие глубоководные желоба.

Границы литосферных плит как в местах их разрыва, так и в местах столкновения - это подвижные участки земной коры, на которых на­ходится большинство действующих вулканов, где часты землетрясе­ния. Эти участки, являющиеся областями новой складчатости, образу­ют сейсмические пояса Земли.

Чем дальше от границ подвижных участков к центру плиты, тем более устойчивыми становятся участки земной коры. Москва, напри­мер, находится в центре Евразийской плиты, и ее территория считает­ся вполне устойчивой.

Вулканизм - совокупность процессов и явлений, вызванных вне­дрением магмы в земную кору и излиянием ее на поверхность.

Из глубинных магматических очагов извергаются на землю лава, горячие газы, пары воды и обломки горных пород.

Учитывая зависимость отусловий и путей проникновения магмы на по­верхность различают три типа вулканических извержений.

Площадные извержения привели к образованию обширных лаво­вых плато. Наиболее крупные из них - это плато Декан на полуостро­ве Индостан и Колумбийское плато.

Трещинные извержения происходят по трещинам иногда большой протяженности. Сегодня вулканизм этого типа проявляет­ся в Исландии и на дне океанов в районе срединных океанических хребтов.

Извержения центрального типа связаны с определœенными участ­ками, как правило, на пересечении двух разломов, и происходят по сравнительно узкому каналу, который принято называть жерлом. Это наибо­лее распространенный тип. Вулканы, образующиеся при таких извер­жениях, называются слоистыми, или стратовулканами. Οʜᴎ имеют вид конусообразной горы, на вершинœе которой находится чашеобраз­ное углубление - кратер.

Примеры таких вулканов: Килиманджаро в Африке, Ключевская сопка, Фудзияма, Этна, Гекла в Евразии.

Тихоокеанское ʼʼогненное кольцоʼʼ. Около двух третей вулканов Земли сосредоточено на островах и берегах Тихого океана. Самые мощные извержения вулканов и землетрясения имели место именно в данном регионе: Сан-Франциско (1906), Токио (1923), Чили (1960), Мехико (1985).

Остров Сахалин, полуостров Камчатка и Курильские острова, на­ходящиеся на самом востоке нашей страны, - звенья этого кольца.

Всего на Камчатке насчитывается 130 потухших вулканов и 36 дей­ствующих. Самый большой вулкан - Ключевская сопка. На Куриль­ских островах 39 вулканов. Для этих мест характерны разрушитель­ные землетрясения, а для окружающих морей - моретрясения, тайфу­ны, вулканы и цунами.

Цунами в переводе с японского - ʼʼволна в бухтеʼʼ. Это волны ги­гантских размеров, порожденные извержениями подводных вулканов, землетрясением или моретрясением. В открытом океане они почти не­заметны для судов. Но когда путь цунами преграждает материк и ост­рова, волна обрушивается на сушу с высоты, достигающей 20 метров.

Горячие источники и гейзеры тоже связаны с вулканизмом. На Кам­чатке в знаменитой Долинœе гейзеров действует 22 крупных гейзера.

Землетрясения также являются проявлением эндогенных земных процессов и представляют из себявнезапные подземные удары, сотря­сения и смещения пластов и блоков земной коры.

На сейсмических станциях ученые исследуют эти грозные явления природы, пользуясь специальными приборами, ищут способы их пред­сказания. Один из таких приборов - сейсмограф - был изобретен в начале XX в. русским ученым Б. В. Голицыным. Название прибора произошло от греческих слов seismos - ʼʼколебаниеʼʼ, graphs - ʼʼпи­щуʼʼ. Оно отражает его назначение - записывать колебания Земли.

Землетрясения бывают разной силы. Ученые договорились оп­ределять эту силу по международной 12-балльной шкале Меркалли и 9-балльной шкале Рихтера с учетом воздействия землетрясения на че­ловека и степени повреждения зданий и изменений рельефа Земли (табл. 7.2).

Таблица 7.2

Рельефообразующие процессы - понятие и виды. Классификация и особенности категории "Рельефообразующие процессы" 2017, 2018.

Рельеф Земли представляет результат постоянно протекающего антагонистического взаимодействия эндогенных и экзогенных про­цессов и в силу этого находится в состоянии постоянного преобра­зования. Эндогенные процессы - тектонические движения земной коры и вулканизм - играют при этом ведущую роль. Они создают главнейшие неровности земной поверхности, подвергающиеся за­тем разрушающему воздействию внешних сил - воды, ветра, льда, которые, подчиняясь законам гравитации, стремятся уничто­жить, выровнять возникшие поднятия, заполняя впадины продук­тами разрушения. Действие этих экзогенных процессов ведет в общем к выравниванию земной поверхности. Однако в результате постоянного возобновления эндогенных процессов неровности в рельефе Земли возникают вновь и вновь. Но и влияние внешних процессов осуществляется противоречиво, так как они ведут пер­воначально к расчленению земной поверхности и лишь потом к ее нивелировке.

Развитие экзогенных рельефообразующих процессов имеет важ­нейшее значение. Оно выражается не только в разрушении зем­ной поверхности, но и в формировании континентальных осадоч­ных образований, которые, отлагаясь на поверхности, образуют формы ее рельефа, что обусловливает теснейшую связь развития рельефа с образованием осадочного покрова.

Эндогенные процессы. Главнейшую роль в формировании ре­льефа Земли играют процессы образования земной коры и текто­нические движения. С ними связаны наиболее крупные формы земной поверхности. Тектонические движения ведут к вертикаль­ным и горизонтальным перемещениям обширных частей коры, к образованию крупных складок, выражающихся в рельефе, к глы­бовым перемещениям по разрывам, к растяжению коры - рифтогенезу. Важное значение для образования рельефа имеет колеба­тельный характер движений земной коры - чередование подня­тий и опусканий, а также неравномерное их проявление в про­странстве и времени.

Горный рельеф на поверхности Земли отвечает тектонически активным областям поднятий, зонам высокой подвижности земной коры. Крупнейшие равнины соответствуют тектонически стабиль­ным областям - материковым и океаническим платформам. В ито­ге основой распределения типов рельефа на земной поверхности является тектоническая зональность рельефа, обусловленная историко-геологическим развитием земной коры, и прежде всего историей новейших неоген-четвертичных движений.

Тесно связан с тектоникой вулканизм. Вулканические процессы проявляются не повсеместно, однако местами они играют в обра­зовании рельефа решающую роль.

Экзогенные процессы образуют обычно более мелкие формы, осложняющие строение эндогенных форм. Однако для практиче­ской геоморфологии экзогенный рельеф имеет особое значение - и вследствие его значения для практики и потому, что он отража­ет развитие более крупных форм. Поэтому пристальное внимание уделяется внешне как будто бы второстепенным экзогенным про­цессам. Последние подразделяются на три группы геологических процессов - выветривания, денудации и аккумуляции.

Выветривание - процесс разрушения и преобразования по­верхностного слоя горных пород под воздействием термодинами­ческой и физико-химической обстановки поверхности суши. Оно приводит к разрыхлению внешнего слоя горных пород, подготав­ливая их к перемещению под действием внешних сил.

Денудация (лат. denudatio - обнажение) - это совокупность процессов удаления продуктов выветривания и непосредственного разрушения горных пород агентами денудации. Денудация, вскры­вая коренные породы, обусловливает дальнейшее развитие вывет­ривания. Ее (важнейшее последствие - разрушение (деструк­ция) земной поверхности и образование денудационного, или выработанного рельефа. С другой стороны, переме­щая массы обломочного материала, денудационные процессы сме­няются его отложением, как только для этого создаются подходя­щие условия. Отложение продуктов разрушения называется акку­муляцией. При этом, с одной стороны, возникают отложения, их особые генетические типы, с другой стороны, образу­ются аккумулятивные формы рельефа. Таким об­разом, денудация и аккумуляция всегда представляют собой две 10стороны единого экзогенного процесса, хотя нередко они и обозна­чаются разными терминами.

Денудационно-аккумулятивные процессы различаются как по характеру сил и агентов, вызывающих перемещение минеральных масс, так и по характеру деятельности этих агентов. Сюда отно­сятся: 1. Группа гравитационных процессов - смещение мине­ральных масс по склонам под непосредственным влиянием силы тяжести. 2. Делювиальный процесс - плоскостной смыв тонкими безрусловыми струями воды. 3. Флювиальный процесс - деятель­ность русловых водных потоков. 4. Ледниковый (гляциальный) процесс - деятельность движущихся ледников. 5. Флювиогляциальный процесс - деятельность талых ледниковых вод. 6. Кар­стовый процесс - вынос химически растворенного вещества под­земными водами. 7. Суффозия - вынос подземными водами механически взвешенных частиц. 8. Волноприбойный процесс - деятельность волноприбоя по берегам морей и озер. 9. Ветровой (эоловый) процесс-деятельность ветра. 10. Антропогенный или техногенный процесс - перемещение минеральных масс техниче­скими средствами.

Кроме того, специфическими процессами разрушения горных пород, сопровождающими многие денудационные процессы, явля­ются корразия - механическое действие влекомых водой, льдом или ветром минеральных частиц, и коррозия - частичное раство­рение вещества на поверхности горных пород.

Большое разнообразие экзогенных процессов в значительной мере обусловливает огромное разнообразие форм рельефа на Зем­ле. Однако не только рельефообразующие процессы определяют облик рельефа. Результаты действия экзогенных процессов зави­сят от целого ряда других геологических, географических и иных факторов.

Геологические и географические факторы рельефообразования

Эти факторы рельефообразования сами не создают форм ре­льефа, но существенно влияют на его образование. Они опреде­ляют обстановку, в которой протекают процессы, интенсивность их проявления и самый комплекс экзогенных процессов. К этим факторам относятся тектонические движения, геологическое строе­ние местности, климатические условия, растительность, горные и равнинные условия. Важную роль играет время - щительность и стадийность процессов, изменение условий во времени. Все воз­растающая роль принадлежит народнохозяйственной деятельности человека.

Тектонические движения обуславливают изменение высоты и уклонов земной поверхности, вызывая тем самым изменение об­становки и хода внешних процессов. Они интенсивно влияют на деятельность водных потоков и ледников, на ход склоновых про­цессов. Резкие тектонические подвижки, выражающиеся землетрясениями, приводят к катастрофическим проявлениям гравитацион­ных процессов - горных обвалов, оползней.

С ролью тектонического фактора связано и распределение на Земле гор и равнин, которые сами по себе оказывают большое влияние на ход внешних процессов и вырабатываемый ими рельеф. Резко различна, например, морфология речных долин горных и равнинных стран.

Влияние геологического строения. Земная кора чрезвычайно неоднородна по своему строению. Слагающие ее горные породы сильно различаются по своей устойчивости против процессов вы­ветривания и денудации. Помимо собственных свойств горных пород, их устойчивость в очень большой степени зависит от форм и условий залегания. Влияют характер чередования и мощность слоев, величина геологических тел, их форма и тектонические ди­слокации. Разрывы, мелкие складки, зоны повышенной трещиноватости очень ослабляют сопротивляемость горных пород. В ос­лабленных зонах, как и на выходах слабых, неустойчивых пород процессы разрушения развиваются быстрее, и здесь возни­кают разнообразные углубления в рельефе. Прочные горные по­роды, высокой противоденудационной устойчивости, напротив, разрушаются медленнее, образуя различные выступы. Явление это носит название селективной, или избирательной денудации. Вслед­ствие этого даже при действии какого-либо одного экзогенного процесса возникает чрезвычайно большое разнообразие скульп­турных форм.

Эффект селективной денудации приводит к формированию большой группы форм структурного и структурно-обусловленного рельефа (рис. 1).

Под структурным рельефом следует понимать рельеф, непо­средственно отражающий формы геологических тел. В возникно­вении его большую роль играют мощные толщи устойчивых пород, образующих так называемые бронирующие слои, задерживающие денудацию. На горизонтально-залегающих породах с верхним устойчивым к денудации пластом образуется бронированный ре­льеф слоевых плато (см. рис. 1, А) типа плато Усть-Урт. В рай­онах полого-моноклинального залегания слоев препарировка де-нудацией устойчивых пластов приводит к образованию рельефа асимметричных гряд или куэст (см. рис. 1, Б); примером могут служить куэсты второй гряды Крымских гор. При более крутом (свыше 25°) падении моноклинальных пластов образуются моно­клинальные гребни (см. рис. 1,В). Мелкие формы структурного рельефа представлены слоевыми уступами и структурными терра­сами на склонах (см. рис. I, Г), антиклинальными сводами, отпрепарированными денудацией дайками.

Структурно-обусловленный рельеф отражает структуру зем­ной коры не прямо, а косвенно. К этому типу рельефа относятся приразрывные долины (см. рис. 1, Д), возвышенности на массивах гранитов (см. рис. 1, Е) и другие. Кроме того, выделяется литогенетический рельеф, представляющий обычно более мелкие фор

мы, характерные для определенных типов горных пород. Таковы, например, останцы-истуканы эоценовых известняков Бахчисарая.

Важнейшим фактором рельефообразования является климат. Климатические условия обусловливают проявление тех или иных экзогенных процессов, их интенсивность и выражение в рельефе. Важнейшие внешние процессы, такие как выветривание, деятельность льда, ветра, водных потоков, тесно связаны с климатом. Поэтому в разных климатических условиях возникают разные формы рельефа. Крупнейшие изменения климата Земли в прошлом, его резкие похолодания вели к накоплению колоссальных масс воды на суше в виде ледников и тем самым вызывали общие эвстатические понижения уровня океана, что также влияло на развитие рельефа. От климата зависит и характер растительности, сильно влияющий на рельефообразование. Густой дерновой по­кров препятствует плоскостному смыву, уменьшает поступление обломочного материала в реки и озера. Леса задерживают раз­витие оврагов, разрушение склонов.

В самых общих чертах климат зависит от количества тепла, получаемого поверхностью Земли от солнца, т. е. от широты

местности и высоты ее над уровнем моря. В связи с этим в распределении климата наблюдается широтная и вертикальная зональность, находящая свое отражение в рельефе. Поэтому и в распространении экзогенных форм рельефа наблюдается слож­ная климатическая зональность.

Важнейшими типами климата являются гумидный, нивальный, полярный и аридный.

Гумидный климат характеризуется резким превышением коли­чества выпадающих атмосферных осадков над испарением и про­сачиванием, что обеспечивает постоянный сток поверхностных вод. Характерны господство химического и органического выветрива­ния, большая роль в развитии рельефа водных потоков и плоско­стного смыва, богатое развитие растительности (лесов), задержи­вающей денудацию. Распространены флювиальные формы релье­фа - речные долины и овраги. Гумидный климат приурочен к средним и экваториальным широтам.

Нивальный климат отличается выпадением атмосферных осад­ков в твердой фазе в виде снега, накопление которого ведет к образованию ледников. Господствуют физическое выветривание и ледниковый процесс. Нивальный климат приурочен к приполярным областям. В связи с вертикальной зональностью он развит также в горных странах.

Полярный климат характеризуется большой сухостью и низ­кими температурами зимы, что при слабом развитии снежного покрова ведет к возникновению в е ч ной мерзлоты. Преоб­ладает физическое выветривание, в особенности морозное, и спепифические мерзлотные и гравитационные процессы (см. главы III и IV). Полярный климат типичен для Северной Азии и Восточной Сибири.

Аридный климат отличается резким дефицитом влаги, поэтому сток воды возникает крайне редко. Растительность развита слабо. Господствуют физическое выветривание и ветровой процесс, соз­дающий характерный эоловый рельеф пустынь. Аридный климат приурочен к тропическим поясам, однако в пределах крупных кон­тинентов значительно смещается в умеренные широты (Тибет, Монголия).

Большое геоморфологическое значение имеет переходный семиаридный климат, отличающийся периодическим выпаде­нием ливневых дождей, обусловливающих существенную роль различных видов стока воды. Это климат засушливых степей, саванн.

Широтная зональность климата нарушается вертикальной зо­нальностью, обусловленной высотностью рельефа. Климатическая зональность осложняется также распределением суши и моря. В историческом развитии Земли климатические зоны неоднократ­но смещались, в связи с чем наблюдается совмещение различных климатических типов рельефа в одной области. Так, например, в Северной Европе широко развиты формы рельефа, созданные четвертичными ледниками, тогда как в настоящее время - это

зона гумидного климата, где господствуют флювиальные про­цессы.

Большое количество факторов и процессов рельефообразования, разнообразие их сочетаний, существенно меняющееся во вре­мени и в пространстве,- обусловливают то богатство и разнооб­разие форм рельефа, которое присуще Земле.