Размещено на http://www.allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru

Введение

Рельеф имеет очень большое влияние на особенности климата, распределение поверхностных вод, растительности, животного мира и почвенного покрова. При освоении новых территорий рельеф является одним из первых объектов, наряду с другими, которые должны изучаться. Знание форм и характера рельефа необходимо при постройке разных видов путей сообщения, при освоении сельскохозяйственных угодий, при планировании и строительстве населенных пунктов и др. Изучение процессов рельефообразования, особенно грозных катастрофических явлений, представляет актуальную задачу современной геоморфологии.

Актуальность же данной курсовой работы обусловлена постоянным контактом человека с окружающей его средой.

Целью служит рассмотрение эрозионно-аккумулятивных процессов рельефообразования и их классификации.

Задачами являются изучение каждого из рельефообразующих процессов отдельно и подробное изучение экзогенных процессов рельефообразования, как самых опасных и распространенных.

Глава 1. Рельефообразующие процессы

Главным исходным положением современной геоморфологии является аксиома: рельеф формируется и развивается в результате взаимодействия эндогенных и экзогенных сил и процессов. Этот тезис является одновременно наиболее общим определением генезиса рельефа Земли вообще, но в то же время он слишком общий и должен быть детализирован. На рисунке 1 показаны основные рельефообразующие процессы. В дальнейшем я рассмотрю их подробней.

Размещено на http://www.allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru

Рис.1 Виды рельефообразующих процессов(Чекрыжова Екатерина)

1.1 Эндогенные процессы

Они включают магматизм и тектонические движения. Под их действием созданы материки, впадины океанов и морей, образуются горы, равнины, вулканы, лавовые покровы, различной формы интрузии (лакколиты, дайки и др.). Тектонические движения и деформации земной коры распределяют положительные и отрицательные формы на поверхности Земли. Под действием малоамплитудных движений отдельные участки платформ испытывают опускания или поднятия, иногда сменяющие друг друга во времени. Интенсивные движения действуют в более узких зонах, приводя к горообразованию.

Основными факторами эндогенных процессов являются тепловая и гравитационная энергия Земли. Одним из источников тепловой энергии является распад радиоактивных веществ, который сопровождается выделением тепла. Другим фактором эндогенных процессов является гравитационная энергия. Под действием силы тяжести происходит перемещение вещества во внутренних и внешних оболочках Земли, в том числе подъем и растекание легких масс магмы, и опускание тяжелых. Разнонаправленные потоки магмы, вызванные совокупным действием тепла и гравитации, воздействуют на верхние слои земной коры, вызывая их вертикальные и горизонтальные движения и деформации. Тектонические движения вызываются не только внутренними факторами -- тепловой и гравитационной энергией -- но и внешними. Так, во время четвертичных оледенений под давлением мощных толщ ледниковых покровов земная кора прогибалась, а после таяния этих покровов и снятия нагрузки испытывала подъем, который обеспечивался течением магмы на уровне астеносферы и, возможно, более высоких слоев литосферы. Аналогичные процессы связаны с колебаниями уровней океанов и морей[8].

Большое значение в развитии эндогенных процессов, в частности тектонических движений, имеет ротация ("от лат. rotation -- круговращение). Изменение ротационного режима Земли (прежде всего скорости вращения) ведет к изменению ряда ее параметров -- фигуры, наклона земной оси и др., что вызывает глобальное распределение напряжения и сил, действующих на разных глубинных уровнях Земли. Это приводит к изменению направленности и скорости конвективных потоков во внутренних и внешних сферах Земли, к деформациям земной коры и ее рельефа. Уменьшение скорости вращения внешних оболочек Земли относительно внутренних вызывает дрейф материковых плит на запад. Кроме того, в результате неодинаковой скорости вращения Северного и Южного полушарий Земли происходит как бы «скручивание» Северного полушария относительно Южного, что ведет к их деформации и образованию разломов, в том числе серии крупных широтных разломов, пересекающих дно океанов и уходящих на континенты. Примерами могут служить гигантские разломы Атлантического и Тихого океанов. На рис.2 показаны некоторые из разломов Тихого и Атлантического океанов. Ротация обусловливает развитие систем трещин горных пород, выраженных и в рельефе[1].

Рис.2 Океанические разломы Тихого и Атлантического океанов. 1 - зоны разломов, 2 - осевые зоны срединно-окенических разломов[9]

Тектонические движения и деформации земной коры, имеющие рельефообразующее значение, вызываются также гравитационным воздействием Луны. Вызванная последней, приливная волна в твердой оболочке со скоростью 1700 км/ч дважды в сутки поднимает и опускает каждую точку земной поверхности. Наибольшая амплитуда такого движения (до 50 см) наблюдается в экваториальном поясе. Этот процесс «расшатывает» горные породы, ведет к развитию в них трещиноватости.

1.2 Органогенный рельеф

Геоморфологическая функция живого вещества заключается в формировании биотой рельефа земной поверхности, биогенное осадконакопление приводит к изменению абсолютных отметок земной поверхности, образуются органогенные формы рельефа (их можно разделить на два генетических комплекса - биогенный, созданный деятельностью животных или растений, и антропогенный, сформированный деятельностью человека). Разделение биогенного и антропогенного комплексов достаточно условно, поскольку человек относится к отряду приматов царства животных, но существует значительная специфика в воздействии человека на рельеф - это активное использование технических средств[1].

1.2.1 Антропогенный рельеф

По сравнению с природными геоморфологическими процессами роль человека долгое время считали малозначащей. Но сейчас, по мере увеличения народонаселения Земли и по мере роста технического прогресса рельефообразующая деятельность человека существенно возросла.

Антропогенный рельеф -- совокупность форм рельефа, созданных или значительно измененных хозяйственной деятельностью человека. Можно говорить о собственно антропогенных формах рельефа, т. е. заново созданных человеком, и о формах рельефа, возникающих в результате резкого изменения природных процессов под влиянием хозяйственной деятельности. По происхождению все антропогенные формы рельефа делятся на две основные группы: техногенный рельеф, созданный в процессе промышленной деятельности человека, и агрогенный, созданный в результате сельскохозяйственной деятельности.

Техногенный рельеф включает разнообразные формы рельефа в районах разработки полезных ископаемых, в местах гидротехнических сооружений, при градостроительных работах, при прокладке железных и шоссейных дорог, при постройке портовых сооружений и т. д. В местах горных работ ведется добыча полезных ископаемых открытым и закрытым способами. Открытый способ добычи экономичнее, но при этом образуются карьеры и отвалы пустой породы. При шахтном способе добычи угля и других полезных ископаемых неотъемлемой частью ландшафта становятся терриконы -- конусообразные насыпи пустой породы и подземные выработки -- шахты, штольни, над которыми в результате просадки грунта могут возникнуть и образуются понижения и провалы различной глубины и формы (рис.3) [2].

Рис.3 Терриконы Донбасса[9]

Опускание поверхности наблюдается и при усиленной откачке нефти или воды. Так, например, вследствие большого забора воды на территории Мехико и его окрестностей началась просадка поверхности в отдельных районах до 3--4 см/год, и город потерял устойчивость. В Татарстане из-за интенсивной откачки нефти наблюдаются просадки грунтов и локальные землетрясения. В связи с ростом открытых способов добычи полезных ископаемых (угля, руд, торфа, песков и др.) образуется много бросовых земель, которые необходимо рекультивировать. В местах богатых почв, например, черноземов, необходимо предварительно (до начала горных работ) убрать и сохранить гумусовый горизонт, чтобы потом после технической рекультивации покрыть им поверхность. Помимо горных работ, существенно изменяется рельеф при инженерно-строительных работах. Так, при строительстве городов предварительно создают поверхность антропогенной планации -- убирают речки в трубы, спрямляют русла и бетонируют берега рек, засыпают балки. При строительстве железных и шоссейных дорог предварительно выравнивают трассы: создают насыпи, делают выемки. В горах срезают склоны, прокладывают тоннели. Активно преображает ландшафты гидротехническое строительство. Водохранилища на крупных реках нередко затапливают огромные площади пойменных и террасовых земель: примером тому служит Каховское водохранилище на Днепре. Прокладке оросительных каналов и дренажных траншей сопутствуют отвалы, то же возникает возле искусственных прудов-копаней, при создании водохранилищ на малых реках возводятся земляные плотины. Большие изменения под влиянием хозяйственной деятельности человека наблюдаются на побережьях. Создание пляжей, молов, защитных дамб и плотин изменяет процессы абразии и аккумуляции наносов у побережий, образуются новые косы, отмели, острова и пр. Поговорка, что «голландцы создали свою страну» близка к истине, ибо около 40% ее территории лежит ниже уровня моря на осушенных маршах-польдерах[7].

Необходимо отметить также следы военной эрозии: траншеи, рвы, землянки, доты, оборонительные насыпные сооружения и многочисленные воронки от бомб. В 1952 г. взрывом термоядерного устройства был уничтожен остров Элугелаб в Тихом океане. Вместо него образовалась воронка более 1 км диаметром.

К древним антропогенным формам рельефа относятся насыпные холмы, окруженные рвами, на месте поселений людей, курганы -- сторожевые и на месте погребений (Рис.4) [4].

Рис.4 Курганы Курайской котловины. Полевая практика,2013 год

Агрогенный рельеф наблюдается там, где под влиянием сельскохозяйственной деятельности происходит рыхление грунтов и выравнивание поверхности на пашнях. На склонах широко применяется террасирование и обваловывание, строятся гидротехнические сооружения. На болотах и заболоченных землях проводятся осушительные мероприятия и впоследствии выравнивание поверхности под пашни и луга.

Антропогенно-обусловленный рельеф иногда называют спровоцированным, так как процессы его образования стимулируются деятельностью человека. Самым грандиозным из этих процессов является плоскостная и линейная эрозия, свидетельствующая о забвении важнейших агротехнических правил использования земель. Основной ее причиной является распашка склонов, особенно придолинных. Дернина скрепляет почвы на склонах, и после ее снятия ливни и потоки талых вод начинают активно размывать склоны, перенося материал вниз в речные долины. Помимо плоскостной эрозии, резко активизируется образование оврагов, буквально «разъедающих» водоразделы в зонах агрикультурного освоения. Эрозия почв и овражная эрозия приводят, в свою очередь, к заилению русел малых рек, несмотря на то что туда попадает всего около 20% смытого со склонов материала. В результате отложения на дне мощного (до нескольких метров) слоя ила сток по малым рекам сокращается, они превращаются в болота, а затем и вообще исчезают, оставляя после себя заболоченные балки. Более масштабными являются последствия эрозии почв в местах, освоение которых длится уже несколько тысяч лет. Перевыпас на пастбищах в верховьях бассейнов Тигра и Евфрата в сочетании с интенсивной земледельческой деятельностью в Месопотамии явился главной причиной того, что за 5000 лет площадь в 500 км2 бывшего Персидского залива была засыпана смытыми с водосборов и перенесенными реками наносами, в результате чего превратилась в сушу. Столь же интенсивно, в том числе и вследствие распашки земель в бассейнах рек, растет дельта реки По и др[6].

Суффозия также может быть многократно усилена действиями человека. Антропогенная суффозия часто встречается в городах с аварийным состоянием подземных водных коммуникаций (водопровода, теплосетей и канализации). В результате утечки из труб вода вымывает из грунта наиболее мелкие частицы; грунт теряет устойчивость, и поверхность проваливается вместе со всеми находящимися на ней предметами. Примером может служить недавнее происшествие на проспекте Ленина г. Томска, когда водой из труб размыло грунт и асфальт провалился вместе с автобусом, ехавшим по дороге (рис.5).

Рис.5 Яма, образовавшаяся в результате размыва грунтов на проспекте Ленина[9]

В зонах подтопления водохранилищ реки начинают аккумулировать наносы, заболачивается пойма; ниже плотин, наоборот, реки врезаются, а их поймы перестают обводняться. Все это вызывает затруднения в использовании ресурсов речных долин -- обсыхают водозаборы, прекращается судоходство, снижается урожайность пойменных земель. На возвышенных берегах водохранилищ развитие идет по абразионному типу, на низменных побережьях -- по аккумулятивному типу. По склонам водохранилищ активизируются оползни. Дноуглубительные и русловыправительные работы на реках сопровождаются чаще всего улучшением водообмена и качества воды в них, однако интенсивное дноуглубление может привести к врезанию рек.

Хозяйственная деятельность людей сказывается не только на экзогенных процессах, но даже на эндогенных. В настоящее время доказано, что при создании и заполнении водохранилищ, особенно в сейсмичных районах, вокруг них развивается необычная сейсмическая активность, т. е. землетрясения оказываются спровоцированными хозяйственной деятельностью людей. Причем эпицентры землетрясений располагаются в 10--15 км от водохранилищ, а гипоцентры -- на глубинах менее 10 км и захватывают локальные площади в радиусе нескольких десятков километров. Примерами могут служить землетрясения: Оровиллское силой в 7 баллов в Северной Калифорнии в 1975 г. близ водохранилища; у плотины Кариба на реке Замбези в 1963 г.; на водохранилище реки Койна в Индостане в 1967 г. силой в 8--9 баллов с эпицентром на расстоянии 3 км, при котором погибло 180 человек. Повышенная сейсмическая активность отмечается в районе Нурекского водохранилища на реке Вахш в Таджикистане и у плотины Токтогульской ГЭС на реке Нарын в Киргизии. Причина возбужденной сейсмичности заключается в увеличении нагрузки на земную кору по мере увеличения воды в водохранилищах. Вопрос о возбужденной сейсмичности -- актуальная проблема геофизики. Вообще при хозяйственной деятельности людей необходимы специальные исследования с целью прогнозирования геоморфологических процессов[2].

1.2.2 Биогенный рельеф

В процессах выветривании и почвообразования широко участвует жизнь. Микроорганизмы и некоторые виды растений -- лишайники, водоросли -- участвуют в процессах выветривания на ранних стадиях почвообразования. Например, поверхность скал в нивальной зоне бывает покрыта «лакированной» пленкой мощностью в несколько миллиметров. Она образуется за счет химического распада сине-зеленых и зеленых водорослей. В процессе биогенного выветривания развивается почвообразовательный процесс. По мере его развития химические изменения первоначальных продуктов выветривания приводят к тому, что в большой степени изменяются физические свойства верхней части коры выветривания. Почвенный покров обладает большей подвижностью, меньшей устойчивостью по отношению к процессам плоскостного смыва и эрозии, чем первичные продукты выветривания, что благоприятствует дальнейшему его изменению, возникновению условий для горизонтальных смещений почвенного покрова на склонах. В зависимости от влажности и состава почвенного покрова горизонтальные его смещения осуществляются в форме медленных дефлюкционных движений или в форме быстро развивающихся оплываний и сползания, как это имеет место во влажных тропиках. В результате почвенный покров вовлекается в процессы денудации, в образование делювиальных и пролювиальных отложений.

Влияние растительного и почвенного покрова на эрозионные и денудационные процессы велико. С наибольшей яркостью оно проявляется во влажных тропических лесах. Большая высота деревьев, высокая сомкнутость растительного покрова, его многоярусность приводят к тому, что большая часть выпадающих атмосферных осадков задерживается в пологе леса и лишь незначительное количество их достигает земной поверхности. Поэтому, несмотря на большие суммы атмосферных осадков в течение года, под пологом леса эрозия не развивается. Наибольшего развития водная эрозия получает на поверхности, свободной от растительного покрова. В лесах умеренных широт - смешанных, тайге, большое значение в ослаблении процессов эрозии под пологом леса имеет лесная подстилка, задерживающая выпадающую влагу. Лесная подстилка препятствует и плоскостному смыву. Растительность оказывает непосредственное влияние и на эрозию в речных потоках, например при зарастании рек водной растительностью, задерживающей сток твердых наносов и способствующей аккумуляции их. Иногда это приводит к изменению продольного профиля рек. Изменение продольного профиля рек может быть вызвано лесными завалами в речных долинах. Влияние лесной растительности на процессы развития склонов проявляются через «ветровалы». По данным С. В. Лютцау (1959), в тайге корни упавшего дерева захватывают часть рыхлого мате­риала и перемещают его. На месте упавшего при ветровале дерева образуется понижение -- искорь. Диаметр искори может достигать нескольких метров. На поверхности ее начинается интенсивное выветривание обломков пород. Появление этих понижений на поверхности склонов в большой мере способствует активизации процессов денудаций склонов, перемещению продуктов выветривания по склону, делювиальному смыву. В особенности велика роль ветровалов на крутых склонах.

Таким образом, растительность не только играет значительную роль в активизации процессов выветривания, но и может выступать в качестве самостоятельного фактора денудации[4].

Живое вещество и геоморфологические процессы. По определению В. И. Вернадского (1940), живое вещество представляет совокупность живых организмов. Оно распространено в пределах оболочки жизни -- биосфере. Одну из частей живого вещества-- растительность и ее влияние на геоморфологические процессы я рассмотрела выше. Поэтому в дальнейшем изложении обращу внимание на геоморфологическое значение животных организмов.

Участие животных организмов в процессах выветривания, эрозии и денудации. Животные организмы принимают активное участие в процессах выветривания, как на поверхности суши, так и морского дна. Под влиянием их жизнедеятельности возникают новые химические соединения -- органические, изменяется химический состав и физические свойства первоначальных пород и слагающих их минералов. В результате на поверхности суши создаются продукты выветривания, обогащенные органическими соединениями, обладающие большей подвижностью и меньшей устойчивостью по отношению к процессам эрозии и денудации, чем первичные породы и минералы.

Велико значение и разрушительной работы роющих животных (сусликов, сурков и др.). Они не только разрушают поверхностную часть коры выветривания, но и создают характерные для мест их обитания формы микрорельефа (сурчины, холмики и др.). Норы многих животных, берлоги и логовища способствуют нередко росту новых эрозионных форм рельефа -- оврагов, промоин, ложбин. Особенно если они заложены на склоне.

Водные животные, например бобры, возводя запруды, изменяют режим движения и аккумуляции наносов в речном потоке. Таким образом, незаметные на первый взгляд и кажущиеся малозначительными изменения земной поверхности под действием живого вещества в конечном итоге приводят к образованию новых форм микрорельефа и к активизации ряда геоморфологических процессов[8].

В рельефе морского дна и береговой зоны тропических частей мирового океана большое значение имеют коралловые рифы.

Рифы представляют образование, созданное жизнедеятельностью рифообразующих кораллов вместе с мшанками, известняковыми водорослями и др. В морфологическом отношении коралловые рифы разделяются на береговые, барьерные и кольцевые рифы (атоллы).

Береговые (окаймляющие) рифы представляют коралловые накопления, прикрепленные к берегу и распространяющиеся от него на прибрежное мелководье в зависимости от его глубины и характера рельефа на различное расстояние. Нередко береговые рифы образуют прибрежные коралловые террасы, например у берегов Красного моря и многих островов в Тихом океане.

Барьерные рифы имеют грядообразную форму, протягиваются вдоль берега, отделяясь от него водным пространством:-- лагуной. Барьерные рифы в морфологическом отношении разнообразны, среди них различаются: коралловые банки, едва поднимающиеся над водой, коралловые постройки с растущими кораллами и коралловые отмели с поверхностью, возвышающейся над уровнем моря. Внешние острова находятся под активным воздействием морской абразии и представляют сложный комплекс с живыми кораллами, губками, водорослями, моллюсками и другими обитателями. Под действием прибоя идет разрушение внешнего края рифа, образование обломков кораллового известняка. На внутренней части коралловых островов создаются благоприятные условия для развития периодически заливаемой мангровой растительности. Внутри лагуны выделяются отдельные небольшие коралловые постройки, возвышающиеся над уровнем воды.

Кольцевые рифы -- атоллы представляют кольцевидной формы коралловую полосу суши, окаймляющую внутреннюю лагуну. В строении кольцевидной коралловой суши участвуют различные формы коралловых образований, находящиеся в разных стадиях развития (рис.6) [2].



Рис.6 Атоллы Баа и Раа(Мальдивы)[9]

1.3 Экзогенные процессы рельефообразования

Постоянно действуют на суше, в морях и океанах. Это выветривание, работа рек, ледников, ветра, морских и океанических течений, мерзлоты, живых организмов, в том числе человека, и других геологических агентов. Деятельность экзогенных процессов заключается в разрушении одних форм рельефа и создании других, перемещении продуктов разрушения и их накоплении. Таким образом, под действием экзогенных процессов происходит непрерывное образование вещества, его перенос и отложение с образованием форм рельефа (рис.7).



Рис. 7 Основные элементы системы экзогенного рельефообразования и определяющие их факторы (Дедков, 1983). Факторы: К - Климат и определяемый им ландшафт, А - хозяйственная деятельность человека, L - состав пород, R - рёльеф и тектонические движения; I - процессы; 2 - формы рельефа и отложения[1]

Совокупность процессов разрушения и переноса их продуктов называется денудацией (от лат. denudation -- обнажение). Результат денудации -- снижение поверхности Земли. Денудация проявляется в разных формах (процессах), охватывающих как отдельные небольшие участки, так и большие площади, она может быть линейно действующая и плоскостная. Часто под денудацией понимается только плоскостная, а линейная выделяется отдельно под названием эрозия. Одновременно с денудацией происходит аккумуляция продуктов денудации в понижениях рельефа или впадинах. Аккумуляция по своим пространственным масштабам может быть региональной и локальной. Результат аккумуляции -- повышение поверхности. Оба процесса -- денудация и аккумуляция -- в итоге ведут к выравниванию рельефа.

В деятельности каждого геологического агента -- льда, воды, ветра и др. -- есть денудационная и аккумулятивная составляющие. Например, реки, врезаясь в геологический субстрат, производят его эрозию (от лат. erosion -- разъедание), ледники выпахивают поверхность, по которой они движутся, производят экзарацию (от лат. exaratio -- выпахивание). Но и реки, и ледники в определенных местах откладывают захваченный и несомый ими материал, образуя аккумулятивные формы рельефа (поймы, террасы, моренные равнины и т. д.).

Движение водных и воздушных масс, перемещение продуктов выветривания и их аккумуляция происходят в значительной мере благодаря силе тяжести, повсеместно и непрерывно действующей на Земле. Поэтому сила тяжести является движущей силой всех экзогенных процессов[1].

К экзогенным относятся и космогенные процессы, в частности, метеоритная бомбардировка Земли. Она проявлялась, главным образом, на ранних стадиях формирования земной коры. В результате вся поверхность Земли была испещрена кратерами разных размеров. Большая их часть на протяжении геологической истории была переработана другими процессами и/или погребена, но некоторые из них, особенно возникшие сравнительно недавно, сохранились и проявлены в современном рельефе (рис.8)

Рис.8 Аризонский метеоритный кратер[9]

Факторами, приводящими в действие экзогенные процессы, являются солнечная радиация, ротация, лунные приливы, эндогенные процессы, деятельность человека. Среди них основным фактором является солнечная радиация.

Солнце поставляет на Землю тепло, определяя ее климатическую структуру и, следовательно, разнообразные экзогенные процессы и их распределение на земной поверхности. Климат зависит от количества тепла, получаемого поверхностью Земли от Солнца, и от влажности. Однако тепло и влажность неравномерно распределяются на поверхности Земли, что зависит от широты и высоты местности и близости или удаленности от морей и океанов. Выделяют:

1. нивальный климат, характеризующийся постоянным существованием снега и льда.

2. субарктический климат областей развития постоянной мерзлоты.

3. гумидный климат, характеризующийся значительным количеством осадков.

4. аридный климат с малым количеством осадков.

Гумидный и аридный климаты могут быть теплыми и холодными. Например, теплый или жаркий гумидный климат субтропиков и тропиков и холодный и влажный субарктический климат в Скандинавии и т. д. Существуют переходные разновидности климата, определяемые различными сочетаниями тепла и холода с сухостью или влажностью. Распределение климатических условий на поверхности Земли подчиняется горизонтальной и вертикальной зональности. Соответственно экзогенные процессы и созданные ими формы рельефа также подчиняются климатической зональности.

Ротация вызывает горизонтальное смещение речных русел, морских и океанических течений и соответствующую направленность эрозионных и аккумулятивных процессов. Вызванная ротацией трещиноватость пород используется эрозией водных потоков и предопределяет «геометрию» рельефа.

Гравитационная энергия притяжения Луны и Земли является причиной регулярного ритмичного чередования приливов и отливов на побережьях морей и океанов.

Эндогенные процессы выступают в качестве фактора экзогенных процессов. Созданные под влиянием тектонических движений неровности земной поверхности в виде положительных.и отрицательных форм рельефа приводят в действие или влияют на пространственное распределение и интенсивность различного рода экзогенных процессов -- перемещение продуктов выветривания, деятельность воды, ветра и т. д., определяют процессы денудации и аккумуляции, рисунок гидрографической сети и многие другие особенности рельефообразования[4].

Подробнее экзогенные процессы рельефообразования рассмотрены во второй главе.

Глава 2. Экзогенные процессы рельефообразования

Экзогенный рельеф классифицируется по разным признакам. В зависимости от деятельности различных агентов -- воды, льда, постоянной мерзлоты и др. и связанных с ними рельефообразующих процессов выделяются соответствующие типы рельефа: флювиальный, ледниковый, криогенный и др. В то же время экзогенные процессы могут быть объединены в группы в зависимости от того, в образовании каких комплексов форм рельефа они участвуют. Это, например, склоновые, русловые, береговые процессы и формы рельефа. Иногда выделяются комплексы процессов и соответствующие им формы рельефа, характерные для определенных климатических обстановок: нивальные, гумидные, аридные и др.

2.1 Ледниковый рельеф

Ледник -- это скопление льда, устойчиво существующее в течение многих сотен, тысяч, а иногда миллионов лет. Питание ледников происходит за счет твердых атмосферных осадков, переноса снега ветром и падения лавин. В начальную стадию на равнинах в области зарождения ледников возникают ледниковые шапки, которые, увеличиваясь в размерах и объединяясь, образуют ледниковый щит. Последний, разрастаясь, под действием давления льда начинает растекаться в разные стороны. Образуются отдельные потоки льда, двигающиеся прежде всего и далее всего по понижениям рельефа. В горах, когда их высокие части оказываются в пределах хионосферы, на начальной стадии образуются небольшие каровые ледники. Кар -- углубление, напоминающее чашу или кресло (рис.9).

Рис.9 Ледник им.Н. Азаровой, хр. Кодар[9]

Кары имеют крутые скалистые стенки и вогнутые днища. Снег, по мере накопления, превращается в фирн и лед, который, увеличиваясь в массе, переполняет кар и начинает из него вытекать, спускаясь по склону в долину. В устье кара нередко существует выступ коренного ложа (порог), над которым образуется перегиб ледяного потока, возникает система трещин, перпендикулярных движению льда, -- ледопад (рис.10). Сначала образуется карово-долинный, а затем долинный ледник. Когда ледники заполняют систему речных долин, точнее, верховий речных долин, оледенение становится долинным[3].

Рис.10 Продольный разрез ледника[2]

По мере развития долинные ледники, увеличиваясь в размерах и принимая ледники боковых притоков, превращаются в древовидные (рис.11).



Рис.11 Ледник Федченко, Памир[5]

В стадии максимального развития оледенения ледники переполняют речные долины, лед распространяется и на водоразделы, перекрывает их, и оледенение становится сначала полупокровным, или сетчатым, с отдельными торчащими среди льда грядами и вершинами, а затем -- покровным. Такое развитие оледенения -- от карового, долинного к покровному типу -- представляет собой трансгрессивный тип. В стадию отмирания, или деградации, оледенения процесс идет в обратном направлении, образуется регрессивный тип оледенения: от покровного к долинному, а затем к каровому или полному исчезновению. Так заканчивается ледниковый цикл, который может повториться через десятки или сотни тысяч лет. В настоящее время оледенение повсеместно находится в стадии отмирания. В некоторых горах ледники исчезли, в других еще продолжают существовать. Каровый тип оледенения характерен для полярного Урала, а долинный -- для Кавказа, Тянь-Шаня, хребтов Аляски, Анд, Гималаев и многих других горных стран[4].

Экзарационные формы в горах представлены упоминавшимися выше карами, а также цирками и трогами. Кары образуются в вершинном поясе гор -- нивальном, где действуют процессы снежной эрозии, заключающейся в разрушении пород под действием замерзающей и оттаивающей воды, снега и льда. Несколько слившихся каров, у которых боковые стенки разрушены, превращаются в более крупную форму -- цирк. Отдельные вершины, сохраняющиеся между карами, имеют остроконечную форму и называются карлингами. Такого типа рельеф скалистых водоразделов, остроконечных вершин, каров и цирков, заполненных ледниками и снежниками, называется альпийским.

Трог (от нем. Trog -- корыто) -- ледниковые крутосклонные долины, имеющие широкие плоские днища, на которых после таяния льда лежат морены. Ледник не выпахивает новую долину, а изменяет существовавшую до оледенения речную долину Последняя обычно имеет V-образную в поперечном сечении и извилистую в плане форму Ледник воздействует боковыми частями на склоны долины, срезает их выступы и таким образом спрямляет долину Она становится плоскодонной широкой, напоминающей корыто[7].

Ледники в горах перемещают и откладывают громадное количество обломочного материала, образующего морены. Среди морен выделяются движущиеся и отложенные. К движущимся моренам относятся донная, боковая, внутренняя, поверхностная (рис.12).

Рис 12 Типы морен:1 -- поверхностная морена; 2 -- внутренняя морена; 3 -- донная морена; 4 -- боковая морена[9]

Донная морена образуется в процессе включения в лед обломков, срываемых с субстрата во время движения льда. Породы субстрата разрушаются под действием физического выветривания, идущего в результате замерзания и оттаивания воды, давления льда, а также истираются обломками пород, вмерзших в лед. Боковая морена прилегает к склонам трога, она возвышается валом над поверхностью льда и движется вместе с ним. Морена сложена обломками пород, падающими со склонов трога. Поверхностная морена образуется при вытаивании обломков, включенных в лед. Ее материал приобретает некоторую сортировку и слабую окатанность под действием талых вод, текущих по поверхности льда во время его таяния. Внутренняя морена образуется в результате включения в толщу льда обломков пород боковой и поверхностной морен при погребении их нарастающим льдом[3].

Отложенные морены включают основную, боковую и конечную морены. Основная морена образуется из донной морены и спроектированных на нее внутренней и поверхностной морен. В результате образуется масса несортированного неслоистого и не окатанного материала. Только в верхней части материал может быть несколько окатан и сортирован за счет наложения абляционной морены. Рельеф основной морены -- беспорядочно бугристый, холмистый, с западинами, иногда заполненными водой.

Водно-ледниковый рельеф представлен долинными зандрами. Они представляют собой систему вытекающих из-под края ледника разветвленных русел потоков, постоянно меняющих свое положение и выносящих и перемывающих обломочный материал морен. По составу это плохо сортированные и слабо окатанные валуны, галька, гравий, перемешанные с песком и суглинком. В горных впадинах от современных морен начинаются равнинные зандры, представляющие собой слившиеся конусы выноса, по форме сходные с пролювиальными (рис.13), сложенные водно-ледниковыми отложениями.



Рис.13 Отступающий ледник и его влияние на окружающий рельеф[9]

Формами рельефа, связанными с таянием льда, являются озы. Озы, или эскеры, -- это валы, гряды или цепь холмов, напоминающие железнодорожные насыпи, часто извилистые (рис.13). Длина таких гряд составляет от первых десятков метров до нескольких сотен километров. Помимо озов во внутренней зоне аккумуляции развиты камы -- формы рельефа, имеющие озерно-ледниковый генезис. Это отдельные холмы (рис.13) или скопления холмов, платообразные возвышенности или террасы на их склонах. В пределах области аккумуляции (а иногда и экзарации) местами развиты особые формы рельефа-- друмлипы(Рис.13) -- холмы или валы, плосковершинные, продолговатые, вытянутые по движению льда. Высота друмлинов колеблется от 5 до 40 м, ширина -- 250-600 м, а длина доходит до 1-1,5 км. Краевая зона -- территория, где заканчивался ледниковый покров и сгружался приносимый льдом материал. Он слагает фронтальную конечную, или краевую, морену(Рис.13), в рельефе образующую ряд возвышенностей в виде гряд и валов, цепочек холмов, в целом оконтуривающих край ледника и потому в плане обычно имеющих дугообразную форму[4].

2.2 Флювиальный рельеф

Флювиальным называется рельеф, созданный водными потоками. Водные потоки, расчленяющие сушу, делятся на постоянные (реки) и временные. И те и другие совершают разрушительную и созидательную работу, выражающуюся в размыве (эрозии) геологического субстрата и накоплении осадков (аккумуляции). Осадки постоянных потоков, или рек, называются аллювием, а временных потоков -- пролювием.

2.2.1 Рельеф, созданный постоянными водотоками. Строение речных долин

Совершая эрозионную и аккумулятивную работу, постоянные водные потоки создают важнейшие формы рельефа суши -- речные долины. Речные долины -- это узкие, по сравнению со своей длиной, и большей частью извилистые понижения в земной поверхности, имеющие на всем протяжении уклон от верховий к устью и ступенчатые склоны. Реки являются главными переносчиками материала с суши в моря и океаны. Более 15 млрд тонн наносов ежегодно они поставляют в моря и океаны. Речные долины и их аллювий имеют большое теоретическое и практическое значение во многих областях геологии и геоморфологии, не говоря об их роли в жизни человека. Реки определяли основные места зарождения и развития цивилизаций. Энергия рек используется в гидростанциях. Речные долины являются вместилищем многих полезных ископаемых -- строительных материалов, торфа, воды, россыпей золота, алмазов, хрусталя и многих других ценных минералов. Каждая более или менее развитая речная долина, как правило, имеет русло, пойму и несколько террас[6].

Русло -- самая низкая часть речной долины, по которой происходит сток воды, а самая глубокая часть русла называется тальвегом. Глубина и ширина русел различна и зависит от размеров реки, водности и скорости потока. У крупных рек глубина русла превышает 20-30 м.

В руслах совершается эрозия -- глубинная и боковая, перенос и аккумуляция аллювия. В плане речные русла бывают прямолинейными(рис. 14), изгибающимися, или меандрирующими(Рис.15). Форма русел говорит об особенностях совершающейся в них работы реки: в прямолинейных руслах, как правило, преобладает глубинная эрозия с транзитным переносом обломочного материала, в меандрирующих руслах происходит боковая эрозия с перестиланием аллювия и с ослабленным локальным углублением. Все эти процессы могут быть вызваны как климатическими факторами, так и тектоническими деформациями, изменяющими уклон поверхности. В том и другом случае изменяется энергия потока: в первом случае за счет массы воды, во втором -- за счет скорости[2].

Между разными типами русла существуют переходные разновидности. В одной и той же долине могут неоднократно чередоваться участки с различной формой русла и, следовательно, с различными в нем процессами. Это свидетельствует о том, что река находится в разных состояниях, или динамических фазах, -- врезания или равновесия.

Рис.14 Прямолинейное русло реки Актуру, Горный Алтай[9]

Рис.15 Меандрирование р. Хопёр, Саратовская обл.[9]

Для характеристики состояния водного потока, процессов, в нем происходящих, используется продольный профиль реки. Это профиль водной поверхности реки при низком уровне от истока до устья. Продольный профиль русла может быть выработанным (равновесным) и невыработанным. Выработанный продольный профиль -- спокойный, представляет собой кривую параболического типа, плавно снижающуюся от истоков к устью; в нем кинетическая энергия потока уравновешена сопротивлением подстилающих пород и количеством несомого материала (рис.16). То есть количество переносимых рекой наносов соответствует ее транспортирующей способности. Невыработанный продольный профиль часто является крутым, с уступами и водопадами(рис.16). Такой профиль характерен для многих горных рек, особенно врезающихся. Продольные профили равнинных рек обычно пологие и близки равновесным, и лишь на отдельных участках, где реки пересекают растущие поднятия, профили становятся ступенчатыми, невыработанными. К выработанному продольному профилю стремятся все реки[2].

Рис.16 Продольные профили рек: выработанный(А) и невыработанный(Б)[4]

Перерабатываемая руслом низкая часть речной долины, ее дно называется поймой. Она примыкает к руслу и периодически заливается во время паводков. Пойма образуется почти у всех рек, имеющих переменный уровень воды, но наиболее характерна она для равнинных рек. В долинах горных рек пойма развита слабо, а у врезающихся рек она может отсутствовать. В зависимости от формы русла меняются тип поймы и ее строение. У меандрирующих рек поймы обычно сегментные и сегментно-гривистые развитые в меандрах и переходящие с одного берега на другой. Вдоль прямолинейных русел образуются обвалованные поймы, развитые на обоих берегах и отделенные от русла прирусловыми валами. У разветвленных русел пойма проточно- или ложбинно-островная.

Характерной особенностью рельефа речных долин является более или менее ярко выраженная ступенчатость, или террасированность, их склонов. Ступени (террасы) представляют собой фрагменты древних пойм, поднятые над современными руслом и поймой в результате последовательного врезания реки.

В террасе выделяются следующие морфологические элементы: площадка, или поверхность террасы, уступ, ограничивающий площадку снизу, тыловой шов -- линия, по которой площадка соприкасается с вышерасположенным склоном или уступом более высокой террасы, бровка -- линия перегиба площадки к уступу[3].

2.2.2 Рельеф, образованный временными водотоками

Под действием временных водных потоков -- дождевых и талых вод -- образуется целый ряд эрозионных форм. Среди них выделяются простейшие или элементарные -- борозды, рытвины, промоины, ложбины, лощины и более сложные и крупные -- овраги, балки. Борозды, рытвины и промоины относятся к формам плоскостного смыва. Расширение и углубление промоины линейным временным потоком приводит к образованию оврага -- узкой крутосклонной формы, врезанной в склоны долин и водоразделы. Длина оврагов может достигать нескольких километров, а глубина -- нескольких десятков метров. Классическими зонами развития оврагов являются степные и лесостепные. Если тальвег оврага достигает водоносного горизонта, то на дне его появляется постоянный ручей, и глубинная эрозия увеличивается. Овраг растет как снизу -- от устья вверх путем пятящейся эрозии, так и сверху вниз. С течением времени, если глубинная эрозия прекращается, то уклоны тальвега уменьшаются, дно оврага расширяется, склоны отступают и выполаживаются, происходит аккумуляция отложений. Овраг превращается в балку. Балка -- это сухая или с небольшим водотоком долина, с полого вогнутым дном и склонами плавных очертаний. Кроме промоин, оврагов и балок существуют еще другие формы, созданные временными потоками, -- ложбины и лощины. Ложбины -- очень пологие, еле заметные эрозионные понижения, иногда выделяющиеся на местности только более влажной растительностью. Часто они лучше выражены на топографической карте рисовкой горизонталей. Лощины же пологие, но более отчетливо выраженные понижения. Длина как тех, так и других различна и составляет десятки и сотни метров. Ложбины и лощины имеют продольный профиль, приближающийся по форме к прямой линии. Ложбины и лощины, постепенно углубляясь и расширяясь, могут превратиться в овраг или непосредственно в балку. В то же время существует и обратный ряд развития этих форм, свидетельствующий о прекращении эрозии и преобладании аккумуляции: балка -- лощина -- ложбина[5].

2.3 Береговые формы рельефа

Абразия -- это разрушительная работа моря. Выделяют механическую (основную), химическую и термическую абразию. Механическая абразия происходит под действием механического удара волн и влекомых обломков. Химическая абразия -- это разрушение берегов, сложенных растворимыми породами (карбонатами, сульфатами). Под действием солей, углекислого газа, содержащихся в химически агрессивной морской воде, происходит растворение и выщелачивание пород. Термическая абразия имеет место в основном в полярных зонах на берегах морей, сложенных рыхлыми многолетнемерзлыми породами или льдом. Здесь берег разрушается не только под действием механической энергии волн, но и в результате того, что температура морской воды выше температуры мерзлых пород, и последние оттаивают, разрыхляются и легче разрушаются. Химическая и термическая абразия всегда сопровождаются механической, которая в конечном счете является основной[4].

Абразия происходит наиболее интенсивно на приглубых побережьях, т. е. там, где есть крутой подводный склон. Тогда волны подходят к берегу, не растратив своей энергии, как это происходит при опрокидывании волн на отмелых берегах, и вся кинетическая энергия волн идет на разрушение берега. Сначала у уреза моря образуется углубление в основании берегового обрыва - абразионная, или волноприбойная ниша, а затем при дальнейшем ее углублении и обваливании нависающего над ней карниза коренных пород образуется крутой абразионный уступ, или клиф. Если берег сложен твердыми скальными породами, то крупный обломочный материал, образующийся при их разрушении, остается у подножия клифа, а менее крупный обратными течениями выносится в море и откладывается на подводном склоне, постепенно формируя подводную аккумулятивную террасу. По мере разрушения клифа и отступания его в глубь суши перед его подножием образуется слабо наклонная в сторону моря или горизонтальная абразионная площадка -- бенч(рис.17).

Рис. 17 Схема абразионного берега[4]

В зависимости от климата, геологической структуры и новейших тектонических движений, соотношения морских и субаэральных процессов выделяется множество типов морских побережий. Наиболее характерными типами побережий являются следующие(рис.18):

1. Лиманные берега характерны для низменных равнинных берегов, испытывающих опускания. Лиманы -- заливы, прямолинейные или извилистые в плане, с невысокими берегами, образующиеся в результате затопления морем (или озером) устьев равнинных рек и балок. Характерны, например, для северо-западного побережья Черного моря.

2. Лагунный тип образуется в тех случаях эволюции берега, когда бухты, лиманы отделяются от открытого моря. Вход в бухту, в лиман может быть перекрыт после образования косы и превращения ее в пересыпь, соединившую противоположные стороны бухты. Образование бара на пологом подводном склоне и причленение его к выдающимся выступам берега приводит к образованию лагуны. Лагуна постепенно мелеет за счет поступающих в нее наносов. Источником поступления наносов является река, перед устьем которой образуется дельта. Затем наносы приносятся приливными течениями через протоки в баре.

3. Фьордовые берега характерны для гористых районов, изрезанных далеко вдающимися в сушу узкими глубокими заливами -- фьордами, представляющими собой затопленные морем ледниковые долины. Длина фьордов составляет десятки и первые сотни километров, они протягиваются далеко по шельфу, ширина -- первые километры, глубина -- сотни метров. Многие из них прямолинейны, т. к. приурочены к разрывным нарушениям, другие имеют ветвящуюся форму. Все они имеют крутые, скалистые абразионные берега. Фьорды характерны для берегов Северного, Норвежского, Баренцева морей, побережья Аляски, Канады, Исландии.

4. Риасовые берега образуются при затоплении морем устьевых частей речных долин в гористых районах. Риасы -- это длинные узкие извилистые заливы, возникшие в результате ингрессии моря в устья речных долин. Развиты на северо-западе Пиренейского полуострова, побережьях Китая, Кореи, Приморья, южной части острова Сахалина и др.

5. Шхерные берега также связаны с оледенениями. Шхеры -- небольшие скалистые острова и группы подводных скал, сглаженные ледником («курчавые»), представляющие собой затопленные неглубоким морем крупные «бараньи лбы». Иногда морем затоплены и аккумулятивные ледниковые и водно-ледниковые формы -- друмлины, камы, озы. Такого типа берега характерны для Финляндии, Швеции, Норвегии, Аляски, Канады.

6. Далматинский тип побережья обусловлен особенностями геологической структуры. Он представляет затопленные складчатые структуры, простирающиеся обычно параллельно берегу или косо относительно него. При этом антиклинали выступают в виде полуостровов и островов, а к синклиналям приурочены заливы. И острова и заливы вытянуты вдоль берега. Побережье имеет при этом изрезанный характер. Примером может служить Далматинское побережье Адриатического моря.

Рис. 18 Типы берегов[9]

Помимо указанных выше типов побережий существует масса других -- дельтовые, вулканические, биогенные, термоабразионные и т. д.[7].

2.4 Криогенные формы рельефа

Наличие постоянной мерзлоты обусловливает развитие специфических форм рельефа. Образование одних форм вызвано процессами, протекающими лишь в деятельном слое, других -- процессами, захватывающими и более глубокие горизонты.

Наледи -- это ледяные тела, образующиеся в результате излияния и замерзания подземных или поверхностных вод. Среди наледей выделяются речные и грунтовые. Речные наледи -- по-якутски тарыпы -- образуются почти на всех северных реках. При зимнем промерзании рек и уменьшении живого сечения русла вода, находящаяся под напором, может проломить или прорвать лед и излиться на поверхность в пределах русла или более широко, заняв всю пойму, и замерзнуть. Их поверхность ровная, местами бугристая и трещиноватая. Некоторые наледи неоднократно наращиваются в течение одного сезона, т. к. условия для их образования периодически повторяются. Грунтовые наледи питаются грунтовыми или более глубокими подземными водами при выклинивании их на поверхность и замерзании. Часто грунтовые наледи приурочены к подножию уступов террас, т. к. здесь часто выклиниваются подземные воды[3].

Процесс пучения связан с замерзанием водонасыщенных грунтов и увеличением их объема. Существующие грунтовые воды зимой замерзают увеличивая свой объем. Вследствие этого поверхность грунта вспучивается с образованием бугров пучения.

Вершинная часть бугров иногда разбита радиальными трещинами. Они развиты на поймах, террасах рек. Более крупные и многолетние формы -- гидролакколиты (булгуняхи у якутов, пито у эскимосов) -- представляют собой округлые куполообразные холмы с ледяным ядром высотой 15-25 м(рис. 19).

Рис. 19 Гидролакколиты возле Туктуяктука, Канада[9]

Формы рельефа, связанные с вытаиванием мерзлоты, образуются в процессе таяния подземного льда, сковывающего рыхлые горные породы. При этом происходит проседание почвы и образование отрицательных форм рельефа -- блюдец, западин, заполненных водой, которые при дальнейшем углублении и расширении превращаются в термокарстовые воронки, занятые озерами. Вода, скапливающаяся на поверхности в каком-либо понижении или трещине, оказывает отепляющее влияние на мерзлые породы, из-за чего происходит их более глубокое оттаивание и проседание. Раз возникнув, термокарстовые процессы начинает развиваться до тех пор, пока полностью не вытаивает лед в основании воронки или котловины[4].

2.5 Эоловый рельеф

Эоловые формы развиты как в пустынных, так и во внепустынных областях. Деятельность ветра проявляется на всей поверхности Земли и в различных климатических условиях. Ветер является мощным рельефообразующим агентом. Как и многие агенты, он разрушает одни формы рельефа и создает другие, причем эти процессы неразрывно связаны друг с другом. Рельефообразующая деятельность ветра особенно ярко проявляется в аридных и семиаридных равнинных областях, где очень мало атмосферных осадков, идет интенсивное испарение, отсутствует или разрежен растительный покров, ослабляющий силу ветра, и коренные породы обнажены.