Рельеф. процессы рельефообразования в литосфере

ЛИТОСФЕРА. ГЛУБИННОЕ СТРОЕНИЕ ЗЕМЛИ

Методы изучения внутреннего строения Земли:

1. Метод глубокого и сверхглубокого бурения

1765 г. – глубина 180 м

в России 1869 г. – 446 м Кольская сверхглубокая скважина

1870 г. – 1300 м 1984 г. - 12066 м

США 1974 г. – 9583 м

Метод глубинного сейсмического зондирования – основан на наблюдении за колебательными движениями, вызванными землетрясением. Так как Земля неоднородна, то путь колебаний волн и их скорость не всегда одинаковы.

На основании результатов исследований ученый Мохоровичич предложил 3 слоя Земли: земная кора, мантия, ядро.

Ядро расположено в центре Земли, его радиус около 3500 км. t ядра достигает 10000°С. » состоит из сплавов железа и никеля. Внешнее ядро Земли (радиус 2200 км) и находится в жидком (расплавленном) состоянии. Внутреннее ядро подвержено колоссальному давлению. Вещества, слагающие его, находятся в твердом состоянии.

Мантия окружает ядро и составляет 83% от объема планеты. Нижняя ее граница располагается на глубине 2900 км. Состоит из Mg, FeO, SiO 2 . Имеет два слоя. 1 – верхний слой (верхняя мантия) – в основном твердые вещества, т.к. несмотря на высокую температуру, обладает большим давлением. 2 – внутренний слой (нижняя мантия). Внешний слой мантии на глубине 100-200 км (астеносфера) представляет собой полужидкую массу(магма - это расплавленное вещество земных недр - смесь химических соединений и элементов, в том числе газов). По ней, как по маслу, медленно перемещается участки коры. Верхняя мантия является зоной ядерных реакций, которые дают большое количество энергии, разогревающей землю изнутри. На границе мантии и земной коры возникают условия образования полезных ископаемых.

Земная кора - внешняя оболочка литосферы. От мантии земную кору отделяет граница Мохоровичича , характеризующаяся резким нарастанием скоростей сейсмических волн. Поскольку процессы, происходящие в самой верхней части мантии, влияют на движения вещества в земной коре, их объединяют под общим названием литосфера (каменная оболочка). Мощность литосферы колеблется от 50 до 200 км.

По сравнению с мантией и ядром земная кора - очень тонкий, жесткий и хрупкий слой, в составе которого обнаружено около 90 химических элементов. 98 % массы земной коры приходится на кислород, алюминий, железо, кальций, натрий, калий и магний.

Строение земной коры

Толщина материковой коры до 70 км в горах, 30-40 – под равнинами. Состоит из 3 слоев.

Толщина коры под океанами 5-10 км. Состоит из 2 слоев.

РЕЛЬЕФ. ПРОЦЕССЫ РЕЛЬЕФООБРАЗОВАНИЯ В ЛИТОСФЕРЕ

Под рельефом понимают совокупность неровностей земной поверхности (совокупность элементов внешнего вида литосферы).

В течение миллиарда лет существования Земли образовались понижения и повышения.

Понижения + вода à Мировой океан (Тихий, Атлантический, Индийский, Северный Ледовитый)

Повышения образовали материки (6) à Евразия, Африка, Австралия, Антарктида, Северная Америка, Южная Америка.

В северном полушарии – 39% суши, в южном полушарии – 19% суши

Сходные черты материков:

Высота ~1000 м;

Средняя часть занята понижением;

Горы расположены по окраинам материков;

Наиболее высокие горы около 30-40˚ северной и южной широт.

Рельефообразование – это совокупность всех процессов, приводящих к изменению структуры и внешнего вида земной поверхности.

Главные факторы рельефообразования:

1. Энергия Солнца;

2. Внутренняя энергия Земли.

3. Действие космических сил.

Под их влиянием происходят внешние и внутренние процессы рельефообразования.

Под внешними процессами понимают действие таких факторов как температура воздуха, ветровое движение, движение вод, ледников, деятельности живых организмов, силы тяжести. Все эти процессы приводят к разрушению и изменению горных пород, к выравниванию земной поверхности, к сглаживанию рельефа.

Разрушение горных пород под действием физических, химических и биологических процессов называется выветриванием .

1. Физическое выветривание.

1.1.Выветривание – выдувание горных пород

Ветер переносит песок (особенно в пустыне) и с силой ударяет его о породу. Песчинки в первую очередь разрушают мягкую породу, что приводит к образованию трещин и углублениям в виде «сот». Оставшиеся твердые породы приобретают причудливые формы (качающиеся столбы, грибы) и под действием ветра раскачиваются и падают вниз.

1.2. Выветривание под действием разности температур.

Горные породы при температуре расширяются, при охлаждении сжимаются. Однако нагревание и охлаждение поверхностных и внутренних частей происходит неравномерно. Вследствие разности температур на поверхности образуются трещины. При продолжительности этого процесса горная порода разрушается.

1.3. Выветривание под влиянием воды.

В мелкие трещины горной породы попадает вода. Кроме того, вода является растворителем и постепенно разрушает горную породу.

2. Химическое выветривание.

3 .Биологическое выветривание.

Происходит под воздействием живых организмов: бактерий, растений, животных, деятельности человека. В трещинах пород с песком и пылью попадают семена растений, корни которых разрушают породу как механически, так и химическим путем, так как корни выделяют кислоты.

Значение выветривания:

1. формируется рельеф поверхности;

2. образуется рыхлый покров, называемый корой. На ней формируется почвенный слой.

Внутренние процессы обусловлены движением вещества мантии. Рождают горообразование, ведут к образованию мощных поднятий или котловин. Их причиной во многом является внутренняя энергия Земли.

Движения земной коры называют тектоническими.

Тектонические движения

Устойчивые участки земной коры называются платформами (Восточно-Европейская, Сибирская).

На окраинах платформ находятся наиболее подвижные, активные участки, называемые геосинклинали, на которых происходят тектонические движения: образование гор, землетрясения, деятельность вулканов.

Формы поверхности суши

В результате тектонических движений изменяется рельеф поверхности, образуя различные ее формы.

Холм – небольшая возвышенность высотой 10-200 м, округлой формы, с пологими склонами и слабовыраженной подошвой.

Слившиеся между собой холмы образуют возвышения.

Горы – намного выше холмов, имеют те же части, но склоны более крутые, иногда отвесные.

Высокие горы имеют остроконечные вершины, покрытые ледниками. Слившиеся горы образуют горные хребты, горные цепи.

По времени образования горы делятся на:

1. молодые (высокие, с ледниками – Кордильеры; Альпы; Гималаи; Кавказ);
2. старые (разрушенные, сглаженные вершины – Урал, Скандинавские горы).

Равнины – обширные плоские или слабо волнистые участки, такие как Западно-Сибирская равнина, Прикаспийская равнина, Восточно-Европейская равнина (холмистая).

По высоте равнины делятся на:

низменности – равнины, высота которых не превышает 200 м над уровнем моря;

возвышенности – поверхности с высотой 200-500 м (например, Среднерусская возвышенность, Приволжская возвышенность);

Рельеф материков постоянно изменяется под действием внутренних и внешних процессов. Перемещение вещества в мантии проявляется в действии внутренних процессов - движениях литосферных плит, разломах земной коры, внедрений мантийного вещества в земную кору и его излияния на поверхность. Движения литосферы настолько сильны, что перемещают целые пласты горных пород, сминают их в складки, изменяют строение земной коры, то есть изменяют ее рельеф.

Проявление внешних процессов связано с энергией Солнца, влиянием силы тяжести, действием жидкой и твердой воды, жизнедеятельностью организмов. Внешние процессы разрушают горные породы, продукты разрушения переносятся с более высоких участков на низкие, где происходит их отложение и накопление.

В разрушении и выравнивании рельефа материков огромную роль играет выветривание. Под действием сил выветривания разрушаются даже самые твердые горные породы и образуются причудливые формы (5.3, 5.4). (Подумайте почему.) Наиболее ярко проявляется физическое выветривание горных пород в пустынях, например в Сахаре.

Внутренние и внешние процессы воздействуют на рельеф планеты одновременно и постоянно. Влияние внешних процессов увеличивается, если активизируется действие внутренних сил. Например, разрушительная работа рек возрастает, если территория, по которой они протекают, начинает медленно подниматься под влиянием внутренних процессов. Происходит.углубление речных долин, в горах образуются глубокие ущелья (каньоны).

Если территория опускается, на ней отлагаются продукты разрушения, образуются равнинные формы. Внутренние процессы в основном создают крупные формы рельефа, а внешние — в основном разрушают их, видоизменяют и создают различные по размерам формы рельефа.

Полезные ископаемые. Земная кора нашей планеты содержит огромные и разнообразные богатства — горные породы и минералы, которые издавна добывают и используют люди.

Среди минеральных богатств, которые извлекают из земной коры и используют в хозяйстве, насчитывают более 200 различных видов полезных ископаемых. Размещение месторождений полезных ископаемых подчиняется природным закономерностям.

Горючие (топливные) ископаемые (Вспомните, что к ним относят.) имеют осадочное происхождение. Они играют важную роль в хозяйстве. Большая часть их расположена в Евразии и в Северной Америке. Основные месторождения нефти и природного газа находятся также на территории северных материков (Найдите их на карте атласа.)

Месторождения рудных полезных ископаемых образуются как в осадочных, так и в магматических породах. Большая часть месторождений руд связана с фундаментами платформ и выступами кристаллических пород на поверхность. Это щиты платформ, а также складчатые области земной коры. В таких областях нередко образуются огромные по протяженности рудные пояса, например пояс месторождений олова в Евразии платины, хромитов, урана в Южной Африке, меденосный пояс в Андах (5.6, 5.7, 5.8, 5.9).

Особенности рельефа влияют на размещение населения. На низменностях и возвышенностях с высотами до 500 м над уровнем моря проживает 4/5 населения Земли. С развитием промышленности население концентрировалось в районах, где было наиболее удачное сочетание минеральных богатств, например каменного угля и железной руды и др.

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).

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.

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.