Современные рельефообразующие процессы

Каждая форма рельефа состоит из элементов рельефа. К ним относятся ровные поверхности и склоны, а также линии, возникающие на пересечении двух поверхностей (бровка, подошва, тальвег) и углы, возникающие на пересечении трех и более граней (вершина).

Формы рельефа различаются по разным признакам.

По величине наклона земной поверхности выделяются субгоризонтальные поверхности с углами наклона до 2° и склоны – более 2°. Формы рельефа могут быть замкнутыми (холм) и открытыми (овраг), вогнутыми (воронка) и выпуклыми (бархан), простыми (западина) и сложными (горный хребет). По размеру выделяют планетарные формы, мега-, макро-, мезо-, микро- и нано- формы рельефа.

Планетарные формы занимают площади в миллионы квадратных километров. К ним относятся: материки (в геофизическом смысле), переходные зоны от материков к ложу океана, ложе океана и срединно-океанические хребты. Все они различаются строением земной коры, что и послужило серьезным основанием для выделения перечисленных форм в качестве планетарных.

Мегаформы занимают площади в сотни и десятки тысяч квадратных километров. Это горные пояса (Кавказ), плоскогорья (Среднесибирское), равнины (Западно-Сибирская) в пределах материков, котловины и поднятия на ложе океана и др.

Макроформы имеют площади в сотни и тысячи квадратных километров. Это части мегаформ: отдельные хребты и межгорные впадины – в горах, возвышенности и низменности – на равнинах.

Мезоформы занимают квадратные километры и их первые десятки. Это овраги, балки, моренные холмы, барханы и др.

Микроформы – карстовые воронки, прирусловые валы на пойме и др.

Наноформы – кочки, эрозионные борозды, песчаная рябь на барханах и др.

Планетарные и крупные формы рельефа образовались за счет внутренних сил Земли. Средние – мезоформы – и мелкие формы обязаны действию экзогенных процессов: работе поверхностных текучих вод, растворяющей деятельности воды, ледников, ветра и др. К экзогенным процессам относится и разнообразная, все возрастающая хозяйственная деятельность человека.

Академик И.П. Герасимов, возглавлявший с 1951 по 1985 г. Институт географии Академии наук СССР, и Ю.А. Мещеряков предложили принцип разделения всех форм рельефа Земли на три категории, различающиеся по порядку величины (размерам) и происхождению с учетом возраста рельефа (начала его формирования).

Геотектуры (греч. ge – Земля, лат. tectura – покрытие) – самые крупные формы рельефа Земли, обусловленные планетарными геофизическими и космическими процессами. К геотектурам первого ранга относятся материковые выступы и океанические впадины, к геотектурам второго ранга – крупнейшие мегаформы: равнинно-платформенные области и горные системы разного генезиса на суше, океанические котловины и срединно-океанические хребты в океане и переходные зоны между материками и океанами. Формирование современных геотектур началось на рубеже палеозоя и мезозоя и совпадает с геоморфологическим этапом развития Земли.

Морфоструктуры (греч. morphe – форма, лат. structura – строение) – крупные формы рельефа – мегаформы и макроформы, которые возникли в результате взаимодействия эндогенных и экзогенных процессов при ведущей, активной роли внутренних процессов – тектонических движений; в их строении четко отражаются геологические структуры. Формирование морфоструктур соответствует неотектоническому этапу развития Земли.

Морфоскульптуры (греч. morphe – форма, лат. sculptura – ваяние, резьба) – это сравнительно мелкие (мезо-, микро- и т. д.) формы рельефа, обязанные своим происхождением прежде всего экзогенным процессам, которые тесно связаны с современными и прошлыми климатическими условиями. Возраст морфоскульптур большей частью ограничен рамками четвертичного периода.

В генетическом отношении (не по величине!) геотектуры и морфоструктуры характеризуются относительной общностью и объединяются в категорию морфотектонического рельефа, т. е. рельефа, обусловленного активной ролью эндогенного фактора. Обобщенная классификация форм морфотектонического рельефа (морфоструктур) по их структуре, генезису и морфологии приведена на схеме 1. Морфотектонический рельеф может быть противопоставлен морфоскульптурному (морфоклиматическому) рельефу, возникшему в основном под воздействием экзогенных процессов, подчиненных закону климатической зональности.

Сочетания форм рельефа, сходные по внешнему облику, внутреннему строению, происхождению и условиям развития, закономерно повторяющиеся на определенной территории, образуют морфогенетические типы рельефа (например, холмистые моренные равнины, увалистые долинно-балочные эрозионные равнины, плоские зандровые равнины и пр.).

На подробных геоморфологических картах изображаются либо отдельные формы рельефа, либо морфогенетические типы рельефа , причем на цветном фоне последних значками отмечаются типичные формы рельефа. На мелкомасштабных картах морфоструктура показывается цветным фоном, а морфоскульптура – штриховкой и значками (например, в Физико-географическом атласе мира).

2.2. Рельефообразующие процессы

Экзогенные процессы происходят на поверхности Земли. Почти все они обязаны энергии Солнца (кроме склоновых, обусловленных гравитационной энергией) и происходят с помощью различных агентов рельефообразования – воды, льда, ветра и т. д. Любое проявление экзогенного рельефообразования обязательно происходит на фоне гравитации, которая действует на перемещение материала как непосредственно (на склонах), так и опосредованно, через другие экзогенные процессы. Поэтому гравитацию тоже можно включить в число агентов рельефообразования. В особую группу экзогенных процессов выделяются антропогенные процессы.

2.2.1. Внутренние (эндогенные) процессы и их рельефообразующая роль

Так, разделение тектонических движений на вертикальные и горизонтальные во многом условно. В природе, как правило, осуществляется переход горизонтальных движений в вертикальные и наоборот, так как один тип движений порождает другой: горизонтальное растяжение приводит к опусканию, горизонтальное сжатие – к смятию пород в складки и их поднятию.

Под вертикальными колебательными движениями земной коры понимают постоянные, повсеместные, обратимые движения разных масштабов по площади и по амплитуде, не создающие складчатых структур. В зарубежной литературе их называют эпейрогеническими (греч. epeiros – материк, суша, genesis – происхождение). Рельефообразующая роль этих движений огромна. Вертикальные движения высшего порядка лежат в основе формирования планетарных форм рельефа земной поверхности. Они обусловливают морские трансгрессии и регрессии и тем самым контролируют площади суши и океанов и их конфигурацию.

Вертикальные движения более низкого порядка в тектонически спокойных областях (на платформах) образуют синеклизы и антеклизы, которые в случае унаследованного характера этих движений в новейшее время находят прямое отражение в рельефе в виде мега- и макроформ: низменностей и возвышенностей (Среднерусская возвышенность в основном соответствует Воронежской антеклизе, Прикаспийская низменность – Прикаспийской синеклизе).

Медленные вертикальные движения разного знака происходили в геологическом прошлом и продолжаются в настоящее время. Сейчас медленно поднимается Скандинавия, а побережье Северного моря, наоборот, опускается, из-за чего в Голландии, чтобы спастись от трансгрессии, вынуждены возводить дамбы до 15 м высотой. Скорость этих движений достигает нескольких миллиметров в год и фиксируется с помощью наблюдений и инструментальных измерений.

Наряду с вертикальными повсеместно и постоянно существуют и горизонтальные движения, которые играют ведущую роль в развитии и формировании прежде всего крупнейших форм рельефа. Так, с континентальными рифтами и горизонтальными перемещениями блоков литосферы в стороны связано раскрытие океанов и передвижение материков и соответственно изменение их площадей и очертаний. Молодым гигантским расширяющимся грабеном, т. е. рифтом, – будущим океаном, считается впадина Красного моря, борта которого смещаются на несколько миллиметров в год от осевой зоны в разные стороны. Столкновением континентальных плит , сжатием и скучиванием осадочных и вулканических толщ океана Тетис, особенно против Аравийского выступа и Индостанского блока Гондваны, объясняется образование высочайших горных цепей от Кавказа до Гималаев.

На вертикальные и горизонтальные тектонические движения земная кора реагирует деформациями пластов горных пород, приводящими к двум типам дислокаций: складчатым (пликативным) – изгибам слоев без нарушения их сплошности и разрывным (дизъюнктивным), вдоль которых, как правило, происходит перемещение блоков коры в вертикальном и горизонтальном направлениях. Оба вида дислокаций свойственны подвижным поясам Земли, где образуются горы. Поэтому тектонические движения, приводящие к нарушению первичного горизонтального залегания пород, т. е. к формированию дислокаций, называются орогеническими, создающими горы (греч. oros – гора, genesis – происхождение). Складчатые и разрывные дислокации находят проявление в рельефе.

Складчатые дислокации ярко выражены в геосинклиналях и молодых эпигеосинклинальных областях и практически отсутствуют в чехле платформ. Сравнительно простые выпуклые складки – антиклинали обычно образуют невысокие складчатые хребты (Терский, Сунженский хребты на Северном Кавказе), а вогнутые складки – синклинали – межгорные и предгорные впадины.

Более крупные и сложные по внутреннему строению выпуклые складки (антиклинории) выражены в рельефе высокими хребтами, а вогнутые складки (синклинории) – крупными, глубокими межгорными впадинами. Однако, как правило, они имеют более сложную складчато-глыбовую структуру, как, например, Главный и Боковой хребты Кавказа.

Самые крупные и сложные складки образуют эпигеосинклинальные горные страны (Кавказ, Альпы и др.). Их образование сопровождается крупными сводовыми поднятиями большого радиуса, вызванными увеличением мощности земной коры, которая легче океанической и в силу закона изостазии обладает плавучестью.

Разрывные дислокации имеют место не только в пределах складчатых поясов, но и на платформах, как на суше, так и на дне Мирового океана. Так как они сопровождаются вертикальными и горизонтальными перемещениями блоков земной коры, то являются мощным фактором рельефообразования.

Крупнейшими формами рельефа Земли, обусловленными разрывной тектоникой, являются рифты – глубокие, узкие впадины, ограниченные зонами разломов. Они образуются при растяжении земной коры за счет проседания осевых частей крупных волнообразных вздутий, сформировавшихся, в свою очередь, под влиянием восходящих мантийных потоков. Им свойственно уменьшение мощности земной коры и литосферы в целом, высокая сейсмичность, вулканическая активность, высокий тепловой поток. Рифты есть как на дне океанов, так и на материках.

При вертикальном смещении нескольких блоков земной коры вдоль разломов вверх-вниз на приподнятых участках – горстах образуются глыбовые горы, на опущенных участках – грабенах – котловины. Глубокие грабены заняты озерами.

Образованию куэстовых гряд и хребтов тоже нередко сопутствуют разломы, по которым один склон блока поднимается в виде уступа, а по разлому закладывается речная долина.

При субгоризонтальных разломах и последующих смещениях пластов в горах один участок земной коры может быть надвинут на другой на десятки километров – это надвиги (шарьяжи). Они выражены в Альпах, Пиренеях, Гималаях и других горных сооружениях.

Разломы нередко определяют очертания береговой линии материков на платформах: так называемый сбросовый тип побережий встречается на севере Кольского полуострова, на полуострове Сомали и других берегах Гондванских материков.

Вдоль разломов, являющихся зонами повышенной трещиноватости пород, как в горах, так и на равнинах почти всегда закладываются речные долины. Этому способствует также концентрация в них поверхностных и подземных вод.

Складчатые и разрывные дислокации пластов, особенно в горах, сопровождаются глубинным (интрузивным) и поверхностным (эффузивным) магматизмом и землетрясениями, которые тоже отражаются в рельефе.

Интрузивные тела бывают разные по форме и величине. Крупные интрузии, особенно батолиты, имеющие удлиненную форму, протягиваются на сотни километров (Чилийский батолит в Андах имеет длину свыше 1300 км, батолит в Кордильерах Канады – более 2000 км), достигают ширины до 100 км и мощности до 10 км. Батолиты вызывают нарушения в залегании перекрывающих их пород. Эти нарушения могут носить как складчатый, так и разрывной характер. Батолиты, сложенные обычно гранитами, образуют центральные поднятия многих горно-складчатых областей. В результате последующей денудации они нередко оказываются на поверхности, слагая массивные, труднодоступные осевые хребты гор (Сьерра-Невада, Береговой хребет в Канаде).

Интрузии в виде лакколитов куполовидной или караваеобразной формы придают такую же форму перекрывающим их породам и образуют группы или одиночные горы, такие, как, например, горы Железная, Машук, Бештау и другие в районе Пятигорска на Северном Кавказе , гора Аю-Даг в Крыму. Обнажившимися интрузиями являются Хибинский и соседние с ним массивы высотой более 1000 м.

Пластовые интрузии выражаются в рельефе в виде ступеней. Отпрепарированные (полуглубинные) интрузии и базальтовые эффу-зивы в виде огромных покровов (траппов) широко распространены на плато и плоскогорьях в пределах древних платформ (например, на Среднесибирском плоскогорье).

Своеобразный рельеф создает эффузивный магматизм, или вулканизм. В зависимости от характера выводных отверстий различают площадные, линейные и центральные извержения. Площадные и линейные извержения преобладали в геологическом прошлом. Они образовали ложе океанов, обширные лавовые плато и нагорья (Колумбийское плато, плато Фрезер, Мексиканское и Эфиопское нагорья и др.). В историческое время значительные излияния лав происходили в Исландии, на Гавайских островах, весьма характерны они и для срединно-океанических хребтов.

В современную геологическую эпоху на континентах наиболее распространены извержения центрального типа, когда магма поднимается по узкому каналу, возникающему обычно на пересечении разломов. При этом образуются конусовидные или щитовидные горы – вулканы с воронкообразным расширением наверху, называемым кратером. Форма вулканов зависит от состава магмы, вязкости и быстроты ее застывания. Многие вулканы состоят из рыхлых продуктов извержений, переслаивающихся с застывшей лавой. Это Ключевская Сопка, Фудзияма, Эльбрус, Арарат, Везувий, Кракатау, Чимбарасо и другие вулканы.

У некоторых потухших вулканов имеются крупные циркообразные впадины с крутыми стенками и ровным дном, называемые кальдерами. Они образуются из-за провала вершины вулкана вследствие быстрого опустошения вулканической камеры. Одной из самых больших является кальдера Нгоронгоро западнее горы Килиманджаро в Танзании. Она представляет собою огромную чашу, на дне которой расположены озеро и зеленый луг. Диаметр днища 22 км. Стенки кратера поднимаются на 600–700 м. Здесь находится уникальный заповедник с тысячами диких животных. Этот природный зоопарк называют «Африканский ковчег».

Для мест затухания вулканической деятельности (например, Йеллоустонский национальный парк в США) характерны горячие источники, в том числе периодически фонтанирующие, – гейзеры, выбросы газов из кратеров и трещин, грязевые вулканы, которые свидетельствуют об активных процессах в глубине недр.

К эндогенным процессам относят также землетрясения – внезапные подземные удары, сотрясения и смещения пластов и блоков земной коры. Очаги землетрясений приурочены к зонам разломов. В большинстве случаев центры землетрясений, т. е. гипоцентры, находятся на глубине первых десятков километров в земной коре. Однако иногда они располагаются в верхней мантии на глубине до 600–700 км, например вдоль побережья Тихого океана, в Карибском море и других районах. Возникающие в очаге упругие волны, достигая поверхности, вызывают образование трещин, колебания ее вверх-вниз, смещение в горизонтальном направлении. Наибольшие разрушения наблюдаются в эпицентре землетрясений, расположенном над гипоцентром. Интенсивность землетрясений оценивается по двенадцатибалльной шкале на основании деформации слоев Земли и степени повреждения зданий. Ежегодно на Земле регистрируются сотни тысяч землетрясений, так что мы живем на беспокойной планете. При катастрофических землетрясениях в считанные секунды изменяется рельеф, в горах происходят обвалы и оползни, разрушаются города, гибнут люди. Землетрясения на побережьях и дне океанов вызывают волны – цунами. К числу катастрофических землетрясений последних десятилетий относятся Ашхабадское (1948), Чилийское (1960), Ташкентское (1966), в Китае (1976), в Мехико (1985), Армянское (1988), Японское (1995), Турецкое (1999), Индийское (2001). Извержения вулканов тоже сопровождаются землетрясениями, которые носят ограниченный характер.

В целом эндогенные процессы выполняют конструктивную роль по отношению к рельефу: при тектонических поднятиях любого генезиса поверхность Земли повышается, рельеф испытывает восходящее развитие, отметки его увеличиваются, что способствует накоплению масс в верхней («рельефной») части земной коры. Очевидно, что эндогенные процессы контролируют характер и интенсивность экзогенных процессов.

2.2.2. Внешние (экзогенные) процессы и их рельефообразующая роль

Роль экзогенных процессов в рельефообразовании огромна и соизмерима с ролью эндогенных процессов, поскольку скорость тектонических движений и интенсивность разрушения измеряется величинами одного и того же порядка. Согласно исследованиям Н. И. Маккавеева, вся существующая ныне земная поверхность (со всеми ее горами) может выровняться в идеальную равнину высотой 50 м над уровнем моря (при современной средней высоте в 850 м) за 10–12 млн. лет. Однако этому препятствуют восходящие тектонические движения земной коры.

Деятельность любого внешнего фактора складывается из процессов денудации, т. е. разрушения и сноса, и аккумуляции, т. е. отложения материала в понижениях. Денудация бывает линейная и плоскостная. Линейную денудацию, в свою очередь, подразделяют на глубинную и боковую. Глубинная увеличивает густоту и глубину расчленения местности и усиливает контрастность рельефа. Боковая сопровождается расширением отрицательных форм и смягчает рельеф. Плоскостная (площадная) денудация распространяется по всей поверхности и не расчленяет, а, наоборот, повсеместно сглаживает ее. Главная движущая сила денудации – сила тяжести.

Экзогенные процессы, сглаживая и уничтожая крупные неровности земной поверхности, в то же время формируют новые формы рельефа меньшего размера – морфоскульптуру. Но этому предшествует выветривание – совокупность процессов физического разрушения и химического преобразования горных пород и минералов на земной поверхности под влиянием различных атмосферных агентов.

Физическое выветривание – механическое измельчение горных пород и минералов под влиянием резкого колебания температур. Температурное инсоляционное выветривание весьма характерно для тропических пустынь, где большие суточные амплитуды температуры поверхностных пород. Если же температура в течение суток переходит через 0°С, ночью вода в трещинах пород замерзает и, увеличиваясь в объеме, разрушает породу, выветривание называют морозным (оно типично, например, для Восточной Сибири).

Химическое выветривание сопровождается изменением химического состава горных пород под влиянием щелочей, солей, кислот, газов, содержащихся в воде и воздухе. При химическом выветривании образуются новые (гипергенные) минералы, стойкие в условиях земной поверхности (гидрослюды, монтмориллонит, каолин). Оно весьма характерно для жаркого влажного климата. Физическое и химическое выветривания взаимосвязаны. Например, в жарких пустынях рыхление грунта связано не только с большой суточной амплитудой температуры, но и с солевым выветриванием, обусловленным значительным испарением.

В выветривании горных пород принимают участие и живые организмы, которые производят механические и химические изменения.

В результате выветривания горных пород образуются рыхлые отложения, которые легко переносятся водой, льдом, ветром и т.д. Вместе с тем необходимо подчеркнуть, что сам процесс выветривания рельефообразующим не является – форма поверхности при выветривании не меняется.

Разрушенная в результате выветривания, но никуда еще не перенесенная горная порода носит название элювий. Его признаки – тесная связь химического и минерального состава с подстилающими материнскими породами.

Несмещенные (остаточные) продукты выветривания образуют кору выветривания. Мощность зоны выветривания различная, но не превышает 100–200 м. Она больше на равнинных участках земной поверхности со стабильным тектоническим режимом и замедленным сносом. Кора выветривания имеет зональный характер. Обломочная кора преобладает в полярных районах, высокогорьях и каменистых пустынях; гидрослюдная кора – в холодных и умеренных широтах, в том числе с многолетней мерзлотой; монтмориллонитовая – в степях и полупустынях; каолинитовая и красноземная – в субтропиках; латеритная – в экваториальном поясе.

Многообразие экзогенных рельефообразующих процессов приводит к образованию денудационной и аккумулятивной морфоскульптуры. Денудационные формы рельефа возникают в результате разрушения и сноса пород (овраги, ледниковые котловины выпахивания и др.), аккумулятивные формы – при отложении пород (конусы выноса оврагов, моренные холмы и др.). Наряду с ними могут быть и денудационно-аккумулятивные формы рельефа (речные террасы, оползни).

К группе экзогенных относятся и антропогенные рельефообразующие процессы, хотя они подчиняются более сложным социально-природным закономерностям. Действительно, они развиваются в местах, где проявляется та или иная деятельность человека, но такие места зачастую предопределены природными условиями. В немалой степени антропогенные процессы подчиняются и природным законам, особенно если это процессы не прямого, а косвенного антропогенного действия (т. е. изменение рельефа происходит не напрямую экскаватором , а из-за снятия дернины, увеличения или зарегулированное™ стока рек и т. д.). Экзогенные рельефообразующие процессы протекают на Земле обычно не обособленно, но все-таки, как правило, можно выделить ведущий экзогенный процесс и возникающие в результате денудационные и аккумулятивные формы рельефа. Все они вместе с коррелятными отложениями, из которых сложены аккумулятивные формы рельефа, показаны в схеме 2. Таким образом, в противоречивой деятельности внутренних и внешних сил, в их борьбе, взаимодействии и единстве выражается диалектика исторического развития нашей планеты, а результатом этой работы служит современный лик Земли.

Схема 2

Генетическая классификация типов экзогенного рельефа

2.3. Факторы рельефообразования

К геологическим относятся неотектонические (в том числе современные) движения земной коры, физико-химические свойства горных пород, зависящие от их вещественного состава, и геологические структуры: характер залегания пластов горных пород и их трещиноватость. Неотектонические движения, будучи сами процессом эндогенного рельефообразования, определяют направленность, темпы, а иногда и вид экзогенных процессов. При положительных движениях это происходит через: а) абсолютные высоты и их отношение к снеговой границе (чем выше, тем быстрее денудация, а также появление ледников); б) превышение над базисами эрозии, глубину врезов и уклоны склонов долин (чем больше, тем сильнее денудация). Отрицательные движения определяют нисходящее развитие рельефа и преобладание аккумуляции наносов. Кроме того, неотектонические движения определяют литологию приповерхностных пород, слагающих рельеф (при поднятии нередко обнажаются твердые породы, при опускании накапливаются рыхлые осадки), а также их трещиноватость.

Физико-химические свойства горных пород определяют степень их устойчивости к выветриванию и внешним агентам рельефообразования. По этому критерию можно выделить три группы пород. Осадочные четвертичные породы в большинстве своем рыхлые и легко разрушаются (размываются) поверхностными водами и ветром. Осадочные дочетвертичные породы за длительное время успели стать твердыми (литифицироваться) и поэтому устойчивы к механическим разрушениям и выветриванию, но значительная часть из них (известняки, гипсы, соли) подвержена растворению. Магматические и метаморфические породы, наоборот, очень слабо поддаются эрозии, но легко выветриваются, причем полиминеральные породы наименее стойки к физическому температурному выветриванию, поскольку у входящих в их состав минералов разные теплопроводность и теплоемкость.

Важны также водные свойства породы – влагоемкость и водопроницаемость. На глинах и других слабопроницаемых для поверхностных вод породах многочисленны эрозионные формы. Пески «гасят» эрозию, переводя поверхностный сток в подземный, поэтому эрозионные формы распространены на них обычно меньше, чем на глинах. При чередовании рыхлых водопроницаемых и водоупорных пород на склонах возникают оползни. Все перечисленные свойства по-разному проявляются в конкретной физико-географической обстановке и находят определенное морфологическое воплощение.

Геологические структуры являются мощным фактором формирования рельефа. При соответствии форм рельефа условиям залегания пород образуется структурный рельеф, если совпадений между ними нет, – аструктурный. Примером структурного рельефа могут служить пластовые равнины и плато на плитах платформ или, например, горы-лакколиты, образующиеся при внедрении грибообразных интрузий в верхние осадочные слои, которые принимают форму контуров лакколитов (рис. 6); интрузии-дайки, выраженные грядами, интрузии-штоки в виде конусообразных сопок.

Рис. 8. Блок-диаграмма – профиль через Южные Аппалачи (по Г. М. Игнатьеву)

Примером своеобразного структурно-денудационного рельефа являются куэсты (cuesta – косогор) – асимметричные гряды и хребты (рис. 7). Они образуются при моноклинальном залегании чередующихся стойких и податливых пластов в результате избирательной денудации. У куэстовых гряд пологий склон совпадает с падением твердых пород (структурный склон), крутой склон, в виде уступа сечет пласты (аструктурный склон).

Более сложный рельеф наблюдается в горах на месте складчатых структур. Если хребты соответствуют антиклиналям, а межгорные долины – синклиналям, рельеф называется прямым. Такое весьма полное соответствие гор тектонической структуре наблюдается в современном Тихоокеанском геосинклинальном поясе и местами среди гор альпийской складчатости, например в хребте Юра. Этот тип горного рельефа был впервые описан в Альпах и получил нарицательное название «рельеф типа Юры».

При обратном соотношении рельефа с геологическими структурами он называется обращенным. Такой инверсионный рельеф весьма характерен для Южных Аппалачей и известен под нарицательным названием «рельеф аппалачского типа» (рис. 8). Еще более сложные соотношения между топографической поверхностью и складчатыми структурами наблюдаются во вторичных возрожденных горах, разбитых разломами на блоки и приподнятых на разную высоту.

Трещиноватость горных пород имеет огромное значение при формировании денудационного рельефа. Так, обращенный рельеф хорошо развивается при значительной трещино-ватости в замках антиклиналей, потому что породы там разрушаются быстрее, чем в замках синклиналей, и на их месте образуются долины. Речные долины, особенно крупные, вообще предпочитают закладываться в зонах трещиноватости и вдоль разломов, из-за чего в горах они могут иметь несообразно большую ширину. Трещиноватость пород нередко определяет рисунок эрозионных форм в плане, а при наличии растворимых пород – карстовые процессы и формы рельефа.

Географические факторы связаны в первую очередь с климатом. Взаимоотношения рельефа и климата многообразны и сложны, климат воздействует на рельеф непосредственно и опосредованно. Климат определяет набор экзогенных рельефообразующих процессов, их характер и интенсивность. Поэтому современная морфоскульптура в определенной степени зональна.

А. Пенком в начале XX в. была предложена классификация климатов по их рельефообразующей роли, в которой он выделил три основных типа: 1) нивальный (лат. nivalis – снежный); 2) гумидный (лат. humidis – влажный); 3) аридный (лат. aridus – сухой).

Нивальный климат свойствен полярным областям и высоким горам. В условиях холодного климата интенсивно протекает морозное выветривание, а основными рельефообразующими факторами является снег и лед. Преобладающие формы рельефа – нивально-гляциальные.

Гумидный климат наблюдается во влажных зонах с коэффициентом увлажнения больше единицы. В гумидном климате интенсивно протекает химическое выветривание. Основной фактор экзогенного рельефообразования – поверхностные текучие воды. Поэтому типичны эрозионные формы рельефа – речные долины, балки, овраги. При наличии растворимых пород наблюдается карстовый рельеф. Выделяют зоны гумидного климата в умеренных поясах и в экваториальной зоне. Проявление рельефообразования в них несколько специфично. Например, в умеренных широтах преобладают отрицательные формы карстового рельефа, а в экваториально-тропических широтах – положительные формы карста.

Аридный климат свойствен пустыням тропических, субтропических и умеренных широт. Малое количество осадков и сухость воздуха приводят к разреженному растительному покрову или его полному отсутствию. В этих условиях интенсивно протекает физическое температурное выветривание. Главный рельефообразующий фактор – ветер, и соответственно господствуют различные формы эолового рельефа.

Эта классификация климатов в последующие годы была дополнена переходными семигумидными и семиаридными (лат. semi – полу, наполовину) и другими морфоклиматическими зонами в разных широтах Земли. Районирование поверхности Земли по морфо-климатическим условиям рельефообразования отражено на рисунке 9.

Рис. 9. Схема современной морфоклиматической зональности (по К. В. Пашкангу)

Наряду с зональными выделяют экстразональные и азональные геоморфологические процессы и формы рельефа. Экстразональными (лат. extra – вне, греч. zone – зона) процессами и формами рельефа являются те, что не свойственны, чужды данной зоне, но встречаются в ней, например речные долины крупных транзитных рек Нила, Амударьи и других рек в пустынях. Азональные процессы и формы рельефа – это те, что свойственны многим природным зонам. Например, деятельность моря и береговые формы рельефа есть во всех природных зонах, независимо от климата. Зональность, конечно, накладывает специфический местный отпечаток на азональные явления, например на поймы рек в разных природных зонах.

Важным для развития и облика рельефа является фактор времени, который можно представить через историю развития рельефа. Рельеф не является застывшим образованием – он характеризуется динамикой, эволюцией, изменениями, т. е. развивается во времени. Иногда это называют функционированием рельефа. Некоторые из таких изменений протекают на наших глазах (быстро изменяются почти все антропогенные формы рельефа, эрозионный рельеф, рельеф морских берегов, реже – склонов, вулканический рельеф), другие длятся веками и тысячелетиями.

Раз рельеф , то существуют понятия возраста рельефа и истории его развития. Возраст рельефа – понятие в геоморфологии важное, но весьма сложное. С уверенностью можно лишь утверждать, что крупные формы рельефа старше (миллионы лет), нежели мелкие. К тому же более или менее определенно можно говорить о возрасте аккумулятивных форм на основании возраста слагающих их пород, а не денудационных форм. В геоморфологии используют понятие «относительный» и «абсолютный» возраст рельефа.

Под относительным возрастом можно понимать определенные стадии его развития – юность, зрелость, старость (по В. Дэвису) на основании морфологических признаков. Понятие «относительный возраст» употребляется и при взаимоотношении одних форм с другими, например пойма реки моложе речной долины. Можно также считать относительным возрастом тот интервал времени, с которого рельеф приобрел внешний облик, аналогичный современному, например голоценовый возраст пойм рек в области валдайского оледенения.

Абсолютный возраст рельефа устанавливается в абсолютных годах на основании радиоизотопных и других точных методов.

Возраст и история развития определяют облик и динамику рельефа даже одного и того же генезиса. Более того, формы рельефа необязательно должны отвечать современным рельефообразующим процессам – рельеф достаточно консервативен, он является памятью географической оболочки. По времени образования, т. е. по возрасту, морфоскульптура подразделяется на три типа: современная, унаследованная и реликтовая.

Современная морфоскульптура образуется в настоящее время в тех или иных климатических условиях.

К унаследованной морфоскульптуре относятся молодые формы рельефа, возникшие на месте аналогичных форм и принявшие в определенной степени их внешний вид, ориентировку, размер, например речные долины на месте погребенных доледниковых долин, донные овраги в балках.

Реликтовые формы рельефа сформировались в иных климатических условиях и в настоящее время находятся в резком несоответствии с современными климатическими условиями и не развиваются, например сухие долины в пустынях, ледниковые и водно-ледниковые формы рельефа на севере умеренных широт, заросшие дюны на речных террасах.

До сих пор мы рассматривали внутренние рельефообразующие факторы, такие как движения земной коры, складкообразование и др. Эти процессы обусловлены действием внутренней энергии Земли. В результате создаются крупные формы рельефа, такие как горы и равнины. На уроке вы узнаете, как формировался и продолжает формироваться рельеф под воздействием внешних геологических процессов.

Над разрушением горных пород трудятся и другие силы - химические . Просачиваясь по трещинам, вода постепенно растворяет горные породы (см. рис. 3).

Рис. 3. Растворение горных пород

Растворяющая способность воды увеличивается при содержании в ней различных газов. Некоторые породы (гранит, песчаник) водой не растворяются, другие (известняк, гипс) растворяются весьма интенсивно. Если вода проникает вдоль трещин в слои растворимых горных пород, то эти трещины расширяются. В тех местах, где водорастворимые породы находятся близко к поверхности, на ней наблюдаются многочисленные провалы, воронки и котловины. Это карстовые формы рельефа (см. рис. 4).

Рис. 4. Карстовые формы рельефа

Карст - это процесс растворения горных пород.

Карстовые формы рельефа развиты на Восточно-Европейской равнине, Предуралье, Урале и Кавказе.

Горные породы могут разрушаться и в результате жизнедеятельности живых организмов (растения камнеломки и др.). Это биологическое выветривание .

Одновременно с процессами разрушения идет перенос продуктов разрушения в пониженные участки, таким образом, рельеф сглаживается.

Рассмотрим, как четвертичное оледенение сформировало современный рельеф нашей страны. Ледники сохранились на сегодняшний день только лишь на арктических островах и на высочайших вершинах России (см. рис. 5).

Рис. 5. Ледники в горах Кавказа ()

Спускаясь по крутым склонам, ледники формируют особый, ледниковый рельеф . Такой рельеф распространен в России и там, где нет современных ледников, - в северных частях Восточно-Европейской и Западно-Сибирской равнин. Это результат древнего оледенения, возникшего в четвертичную эпоху из-за похолодания климата (см. рис. 6).

Рис. 6. Территория древних ледников

Крупнейшими центрами оледенения в то время были Скандинавские горы, Полярный Урал, острова Новая Земля, горы полуострова Таймыр. Толщина льда на Скандинавском и Кольском полуостровах достигала 3-х километров.

Оледенение возникало не один раз. Оно надвигалось на территорию наших равнин несколькими волнами. Ученые считают, что было, примерно 3-4 оледенения, которые сменялись межледниковыми эпохами. Последний ледниковый период закончился примерно 10 тысяч лет назад. Наиболее значительным было оледенение на Восточно-Европейской равнине, где южный край ледника достиг 48º-50º с. ш.

К югу количество осадков уменьшалось, поэтому в Западной Сибири оледенение достигло всего лишь 60º с. ш., а восточнее Енисея из за небольшого количества снега было ещё меньше.

В центрах оледенения, откуда двигались древние ледники, широко распространены следы деятельности в виде особых форм рельефа - Бараньих лбов. Это выступы горных пород с царапинами и шрамами на поверхности (склоны, обращенные навстречу движения ледника, пологие, а противоположные - крутые) (см. рис. 7).

Рис. 7. Бараний лоб

Под действием собственного веса ледники распространялись далеко от центра своего формирования. По пути своего следования они сглаживали рельеф. Характерный ледниковый рельеф наблюдается в России на территории Кольского полуострова, Тиманского кряжа, республики Карелия. Движущийся ледник соскабливал с поверхности мягкие рыхлые породы и даже крупные, твердые обломки. Вмерзшие в лед глина и твёрдые породы образовывали морену (отложения из обломков горных пород, образованные ледниками при их движении и таянии). Эти породы откладывались в более южных районах, где ледник таял. В результате образовались моренные холмы и даже целые моренные равнины - Валдайская, Смоленско-Московская.

Рис. 8. Образование морены

Когда климат в течение длительного времени не менялся, ледник останавливался на месте и вдоль его края накапливались единичные морены. В рельефе они представлены изогнутыми рядами длиной в десятки или иногда даже и в сотни километров, например Северные Увалы на Восточно-Европейской равнине (см. рис. 8).

При таянии ледников образовывались потоки талых вод, которые перемывали морену, поэтому в областях распространения ледниковых холмов и гряд, и особенно вдоль края ледника накапливались водно-ледниковые наносы. Песчаные плоские равнины, возникшие по окраинам тающего ледника, называются - зандровыми (от нем. «зандр» - песок) . Примерами зандровых равнин являются Мещерская низменность, Верхневолжская, Вятско-Камская низина (см. рис. 9).

Рис. 9. Образование зандровых равнин

Среди равнинно-низменных холмов широко распространены водно-ледниковые формы рельефа, озы (от шведск. «оз» - гряда) . Это узкие гряды, высотой до 30 метров и протяженностью до нескольких десятков километров, по форме напоминающие железнодорожные насыпи. Они сформировались в результате оседания на поверхности рыхлых наносов, образованных протекавшими по поверхности ледников реками (см. рис. 10).

Рис. 10. Образование озов

Вся вода, протекающая по суше, под действием силы тяжести также формирует рельеф. Постоянные водотоки - реки - образуют речные долины. С временными водотоками, образующимися после проливных дождей, связано образование оврагов (см. рис. 11).

Рис. 11. Овраг

Зарастая, овраг превращается в балку. Наиболее развитую балочно-овражную сеть имеют склоны возвышенностей (Среднерусской, Приволжской и др.). Хорошо разработанные речные долины характерны для рек, протекающих вне границ последних оледенений. Текучие воды не только разрушают горные породы, но и накапливают речные наносы - гальку, гравий, песок и ил (см. рис. 12).

Рис. 12. Накопление речных наносов

Из них состоят речные поймы, протягивающиеся полосами вдоль русел рек (см. рис. 13).

Рис. 13. Строение речной долины

Иногда широта пойм колеблется от 1,5 до 60 км (например, у Волги) и зависит от размеров рек (см. рис. 14).

Рис. 14. Ширина Волги на различных участках

Вдоль речных долин располагаются традиционные места поселения людей и формируется особый вид хозяйственной деятельности - животноводство на пойменных лугах.

На низменностях, испытывающих медленные тектонические опускания, происходят обширные разливы рек и блуждания их русел. В результате формируются равнины, построенные речными наносами. Наиболее распространен такой рельеф на юге Западной Сибири (см. рис. 15).

Рис. 15. Западная Сибирь

Различают два вида эрозии - боковую и донную. Глубинная эрозия направлена на врезание потоков в глубину и преобладает у горных рек и рек плоскогорий, именно поэтому здесь образуются глубокие речные долины с крутыми склонами. Боковая эрозия направлена на размытие берегов и характерна для равнинных рек. Говоря о воздействии воды на рельеф, можно рассмотреть и воздействие моря. При наступлении морей на затопленную сушу, горизонтальными слоями накапливаются осадочные горные породы. Поверхность равнин, с которых море отступило давно, сильно изменена текучими водами, ветром, ледниками (см. рис. 16).

Рис. 16. Отступание моря

Равнины, относительно недавно покинутые морем, имеют относительно плоский рельеф. В России это Прикаспийская низменность, а также многие равнинные участки вдоль берегов Северного Ледовитого океана, часть низменных равнин Предкавказья.

Деятельность ветра также создает определённые формы рельефа, которые получили название эоловые . Эоловые формы рельефа образуются на открытых пространствах. В таких условиях ветер переносит большое количество песка и пыли. Зачастую небольшой кустик является достаточной преградой, скорость ветра снижается, и песок падает на землю. Так образуется вначале маленькие, а затем большие песчаные холмы - барханы и дюны. В плане бархан имеет форму полумесяца, причем своей выпуклой стороной он обращён к ветру. С изменением направления ветра меняется и ориентация бархана. Формы рельефа, связанные с ветром, распространены главным образом на Прикаспийской низменности (барханы), на Балтийском побережье (дюны) (см. рис. 17).

Рис. 17. Образование бархана

Много мелких обломков и песка ветер сдувает с оголённых горных вершин. Многие выносимые им песчинки снова ударяются о скалы и способствуют их разрушению. Можно наблюдать причудливые фигуры выветривания - останцы (см. рис. 18).

Рис. 18. Останцы - причудливые формы рельефа

С деятельностью ветра связано формирование особых пород - лёсов. - это рыхлая, пористая, пылеватая порода (см. рис. 19).

Рис. 19. Лёс

Лесом покрыты большие территории в южных частях Восточно-Европейской и Западно-Сибирской равнин, а также в бассейне реки Лены, где не было древних ледников (см. рис. 20).

Рис. 20. Территории России, покрытые лёсом (показаны желтым цветом)

Считается, что формирование лёса связано с навеванием пыли и сильными ветрами. На лёсе образуются наиболее плодородные почвы, однако он легко размывается водой и в нем появляются самые глубокие овраги.

1. Формирование рельефа происходит под влиянием как внешних, так и внутренних сил.
2. Внутренние силы создают крупные формы рельефа, а внешние силы разрушают их, преобразуя в более мелкие.
3. Под действием внешних сил осуществляется как разрушительная, так и созидательная работа.

Список литературы

1. География России. Природа. Население. 1 ч. 8 класс / В.П. Дронов, И.И. Баринова, В.Я Ром, А.А. Лобжанидзе.
2. В.Б. Пятунин, Е.А. Таможняя. География России. Природа. Население. 8 класс.
3. Атлас. География России. Население и хозяйство. - М.: Дрофа, 2012.
4. В.П.Дронов, Л.Е Савельева. УМК (учебно-методический комплект) «СФЕРЫ». Учебник «Россия: природа, население, хозяйство. 8 класс». Атлас.

1. Влияние внутренних и внешних процессов на формирование рельефа ().
2. Внешние силы, изменяющие рельеф. Выветривание. ().
3. Выветривание ().
4. Оледенение на территории России ().
5. Физика барханов, или как образуются песчаные волны ().

Домашнее задание

1. Верно ли утверждение: «Выветривание - это процесс разрушения горных пород под воздействием ветра»?
2. Под воздействием каких сил (внешних или внутренних) вершины Кавказских гор и Алтая приобрели остроконечную форму?

Земная поверхность подвержена активному воздействию разнообразных природных и антропогенных процессов. Ведущую роль в этом комплексе играют геоморфологические (рельефообразующие) процессы, отвечающие за изменения основы ландшафта - рельефа. Наиболее важное значение имеет оценка действия этих процессов на протяжении последних 150–200 лет, что определяет современные тенденции развития природной среды.

Рельефообразование (геоморфогенез) подразделяется на эндогенные и экзогенные процессы. Эндогенные процессы действуют во внутренних и используют энергию, накопленную в ее недрах. Среди них выделяются тектонические, обусловленные деформацией твердого вещества земной коры, и магматические, связанные с движением вещества в жидком и газообразном состоянии и вызывающие вулканические явления. Эндогенные процессы действуют на протяжении многих миллионов лет и формируют главным образом крупные неровности рельефа (горы, впадины и т.п.). Скорость их, как правило, невелика (миллиметры, сантиметры в год). Исключение составляют и резкие подвижки по разломам, вызывающие сейсмические явления.

Экзогенные процессы являются внешними (по отношению к «твердой Земле») воздействиями, которые вызываются энергией, поступающей главным образом от Солнца, а также гравитацией и вращением Земли вокруг собственной оси. В зависимости от характера протекания они делятся на флювиальные, гравитационные, криогенные, гляциальные, нивальные, береговые (прибрежно-волновые), биогенные, карстовые и эоловые. Особый род представляют антропогенные процессы, связанные с хозяйственной деятельностью человека. Это наиболее динамичные процессы рельефообразования, роль которых в глобальном геоморфогенезе за последние 150–200 лет резко возросла.

Флювиальные процессы обусловлены деятельностью водных потоков. На территории России они действуют практически повсеместно, активно формируя русла, поймы и дельты многочисленных рек. Деятельность временных водотоков приводит к образованию оврагов, промоин, рытвин, борозд (эрозионные процессы), конусов выноса. Потоки дождевых и талых вод эродируют почву на склонах и вызывают накопление смытого материала (делювия) у их подножия.

Гравитационные процессы типичны для горных регионов, но распространены также на крутых подмываемых берегах рек, озер, водохранилищ и морей. Их основными разновидностями являются оползни, осыпи, обвалы, крип (медленное массовое движение рыхлого грунта вниз по склонам). При взаимодействии с нивацией или криогенезом возникают , курумы (подвижные скопления крупных глыб на склонах), солифлюкция (течение оттаявших грунтов в районах вечной мерзлоты).
Криогенные процессы связаны с сезонным оттаиванием и замерзанием грунтов в районах распространения вечной мерзлоты, которая широко развита в Сибири, на Дальнем Востоке и севере Европейской части России. Они проявляются в растрескивании и деформации горных пород, пучении грунтов, термокарсте (вытаивании подземных льдов), термоэрозии (образовании оврагов в мерзлых толщах) и термоабразии (разрушении льдистых берегов).

Гляциальные процессы обусловлены разрушительной (экзарация), транспортирующей и аккумулирующей деятельностью ледников в горных и полярных областях. В результате экзарации образуется альпинотипный рельеф (троги, кары, карлинги), гляциальная аккумуляция формирует моренные комплексы.

Нивальные процессы обусловлены разрушительным действием снега на подстилающие горные породы в полярных, субполярных и высокогорных областях, приводящим к образованию на склонах ниш, каров, цирков. Этому способствует попеременное промерзание и оттаивание пород и усиленное морозное выветривание.

Биогенные процессы проявляются главным образом на заболоченных участках, которых много в Западной Сибири, на севере Европейской части России, в районах с на востоке страны. Здесь идет активное накопление торфа, которое выражается в формировании пологовыпуклых междуречий и кочковатого микрорельефа.

Районам распространения растворимых горных пород (известняки, доломиты, гипс, каменная соль) свойственны карстовые процессы. Здесь возникают и продолжают развиваться различные формы поверхностного карста (воронки, карры, полья и т. п.) и глубинного (пещеры, пропасти). Нередко они сопровождаются провалами, имеющими катастрофические последствия.
Эоловые процессы распространены спорадически, главным образом, в местах скопления крупных песчаных массивов, которые находятся в условиях аридного или субаридного климата. Там формируются или продолжают развиваться созданные в предшествующие эпохи барханные гряды и дюны. В южных засушливых периодически имеет место дефляция (выдувание) верхнего плодородного слоя.

Береговые процессы. Деятельность волн на берегах морей, озер, водохранилищ изменяет поперечный профиль береговой зоны и конфигурацию береговой линии. На берегах , Белого и существенную роль в формировании берегов играют также приливно-отливные процессы. В результате разрушения (абразия) на берегах возникают уступы (клиф) и скальные площади у их подножия (бенч). Аккумулирующая деятельность волн приводит к формированию пляжей, береговых баров, подводных валов, кос, пересыпей и иных форм.

На дне океана происходит аккумуляция вещества, поступающего с суши, перераспределение и размыв отложений течениями, среди которых наиболее значительную роль играют мутьевые потоки, концентрирующиеся в подводных каньонах. В восточном секторе Арктики существенное значение имеет термоабразия льдистых отложений, которыми слагается дно.

Антропогенные геоморфологические процессы чрезвычайно разнообразны по характеру и интенсивности проявления. Прежде всего обращает на себя внимание перепланировка рельефа на урбанизированных территориях, в районах промышленного и транспортного строительства. Добыча сопровождается образованием разной величины отрицательных форм рельефа (карьеры) и положительных (отвалы, терриконы). Некоторые из них достигают нескольких километров в поперечнике при относительной глубине (высоте) в несколько сот метров.

Зональность экзогенных процессов выражается в поясном расположении различных разновидностей этих процессов. В горах намечается вертикальная поясность геоморфогенеза, особенно ярко выраженная в южных высокогорных областях (Кавказ, Алтай). В нижнем поясе этих горных регионов, как правило, преобладают флювиальные процессы (эрозия, плоскостной смыв, селевая и аккумуляция). В среднем поясе существенное значение приобретают гравитационные и отчасти нивально-криогенные процессы. В верхнем, высокогорно-альпийском поясе господствуют нивально-гляциальные процессы.

В большинстве среднегорий и низкогорий Сибири и Дальнего Востока, а также на севере Урала и в , которые находятся в области распространения многолетнемерзлых пород, высотная поясность выражена не столь отчетливо. В них преобладают криогенные и нивальные процессы, и лишь местами в вершинном поясе к ним добавляются гляциальные и гравитационные.

Зональность экзоморфогенеза на равнинах подчинена глобальным климатическим закономерностям, поэтому она носит широтный характер. Арктический пояс находится во власти нивально-гляциальных и нивально-криогенных процессов. В зоне тундры на равнинах преобладает криогенный морфогенез. Зона тайги, где по преимуществу распространены мерзлые грунты, также подпадает под влияние криогенеза, хотя в ней существенное значение получают и флювиальные процессы. В зонах смешанных и широколиственных лесов, как правило, преобладают флювиальные процессы. В степной и лесостепной зонах, кроме флювиальных процессов, интенсивно развита антропогенно обусловленная эрозия и периодически проявляется дефляция. В наибольшее распространение получили эоловые процессы, с подчиненным значением эрозионных.

Рельеф формируется в результате взаимодействия эндогенных и экзогенных процессов. Кроме того, существует ряд факторов, которые непосредственно не участвуют в формировании рельефа, но влияют на его образование, определяя “набор” рельефообразующих процессов, степень интенсивности и пространственную локализацию воздействия тех или иных процессов. К числу таких факторов относятся: вещественный состав пород, слагающих земную кору, геологические структуры, созданные тектоническими движениями, климатические условия, биота и, в определенной степени, сам рельеф. Рассмотрим эти факторы.

Свойства горных пород и их роль в рельефообразовании

Известно, что земная кора сложена горными породами разного генезиса и разнообразного химического и минералогического состава. Эти различия находят отражение в свойствах пород и, как следствие этого, в их устойчивости по отношению к воздействию внешних сил. Различают породы стойкие и не стойкие, податливые и не податливые. В первом случае обычно имеют в виду стойкость пород по отношению к процессам выветривания, во втором - к воздействию на них текучих вод, ветра и других экзогенных сил.

Различные генетические группы горных пород по-разному реагируют на воздействие внешних сил. Так, осадочные горные породы являются довольно устойчивыми по отношению к выветриванию, но многие из них весьма податливы к разрушительной работе текучих вод и ветра (лёсс, пески, суглинки, мергели, галечники и др.), а магматические и метаморфические породы оказываются слабо податливыми по отношению к размыву текучими водами, но сравнительно легко разрушаются под воздействием процессов выветривания. Объясняется это тем, что магматические и метаморфические породы образовались в глубине Земли, в определенной термодинамической обстановке и при определенном соотношении химических элементов.

Из числа кристаллических пород более устойчивы по отношению, например, к физическому выветриванию породы мономинеральные, мелко- и равномерно зернистые, светлоокрашенные, с массивной текстурой. Так, гранит - порода полиминеральная - разрушается быстрее, чем кварцит - порода мономинеральная. Крупно- и неравномерно зернистые граниты с более темной окраской в сходных условиях менее устойчивы, чем светлоокрашенные мелко- и равномерно зернистые граниты.

Существенное влияние на интенсивность процессов физического выветривания оказывают такие свойства горных пород, как теплоемкость и теплопроводность. Так, чем меньше теплопроводность, тем большие температурные различия возникают на соседних участках породы при ее нагревании и охлаждении и, как следствие этого, большие внутренние напряжения, которые и способствуют более быстрому ее разрушению.

Большое морфологическое значение имеет степень проницаемости горных пород для дождевых и талых вод. Легко проницаемые породы, поглощая воду, способствуют быстрому переводу поверхностного стока в подземный. В результате участки, сложенные легкопроницаемыми породами, характеризуются слабым развитием эрозионных форм, а склоны этих форм вследствие незначительного поверхностного стока долгое время могут сохранять большую крутизну. На участках, сложенных слабопроницаемыми породами, создаются благоприятные условия для возникновения и развития эрозионных форм, для выполаживания их склонов. Залегание водоупорных пластов в основаниях крутых склонов долин, берегов озер и морей способствует развитию оползневых процессов и специфического рельефа, свойственного районам развития оползней.

Большое морфологическое значение имеет такое свойство гор¬ных пород, как растворимость. К числу легко- или относительно легкорастворимых пород относятся каменная соль, гипс, известняки, доломиты. В местах широкого развития этих пород формируются особые морфологические комплексы, обусловленные так называемыми карстовыми процессами.

В рельефе находит отражение и такое свойство горных пород, как просадочность. Этим свойством, выражающимся в уменьшении объема породы при ее намокании, обладают лёссы и лёссовидные суглинки. В результате просадки в областях распространения этих пород обычно образуются неглубокие отрицательные формы рельефа.

Существует ряд других свойств, определяющих морфологическое значение пород и степень их устойчивости к воздействию внешних сил. В конечном счете совокупность физических и химических свойств горных пород приводит к тому, что устойчивые породы образуют, как правило, положительные формы рельефа, менее стойкие - отрицательные. Следует еще раз подчеркнуть, что относительная устойчивость породы зависит не только от ее свойств, обусловленных химическим и минералогическим составом. В значительной мере она определяется условиями окружающей среды. Одна и та же горная порода в одних условиях может выступать как стойкая, в других - как податливая. Поэтому, как справедливо отмечает И.С. Щукин, если надо учесть морфологическое значение тех или других пород в формировании рельефа исследуемой территории, необходимо взвесить каждое из свойств и совокупное их выражение в условиях конкретной физико-географической обстановки.

Рельеф и геологические структуры

Горные породы с характерными для них свойствами находятся в земной коре в разнообразных условиях залегания и в различных соотношениях друг с другом, определяя геологическую структуру того или иного участка литосферы. Благодаря избирательной (селективной) денудации, обусловленной свойствами горных пород, под воздействием экзогенных процессов происходит препарирование геологических структур. В результате возникают формы рельефа, облик которых в значительной мере определен структурами. Такие формы рельефа называются структурными. Таким образом, свойства горных пород, их различная устойчивость по отношению к воздействию внешних сил находят отражение в рельефе через геологические структуры. В этом и заключается роль геологических структур как одного из важнейших факторов формирования рельефа.

Влияние геологических структур на формирование рельефа и их отражение в рельефе от места к месту не остается одинаковым и зависит как от соотношения взаимодействия эндогенных и экзогенных процессов, так и от конкретных физико-географических условий. Наиболее четко структурность рельефа проявляется на территориях, испытывающих тектонические поднятия (где превалируют процессы денудации), особенно в условиях сухого (аридного) климата.

Понимание взаимосвязей, существующих между рельефом и геологическими структурами, имеет большое научное и прикладное значение. Зная, какое влияние оказывают на облик рельефа те или иные геологические структуры в сочетании с тектоническими движениями, можно воспользоваться методом от противного: по характеру рельефа судить о геологических структурах, направлении и интенсивности тектонических движений отдельных участков земной коры. Выявление глубинного строения земной коры геоморфологическими методами в последнее время получило широкое развитие в практике геолого-съемочных и геолого-поисковых работ. Особенно перспективными геоморфологические методы оказались при поисках нефтегазоносных структур. Поэтому не случайно существует в геоморфологии научное направление -- структурная геоморфология.

Понимание взаимосвязей между геологическими структурами и рельефом позволяет не только объяснить особенности морфологии современного рельефа тех или иных участков земной поверхности, но и определить дальнейшее направление его развития, т.е. дает возможность для геоморфологического прогноза.

Рельеф и климат

Климат -- один из важнейших факторов рельефообразования. Взаимоотношения между климатом и рельефом разнообразны. Климат обусловливает характер и интенсивность процессов выветривания, он же определяет в значительной мере характер денудации, так как от него зависят “набор” и степень интенсивности действующих экзогенных сил. Как указывалось выше, в разных климатических условиях не остается постоянным и такое свойство горных пород, как их устойчивость по отношению к воздействию внешних сил. Поэтому в разных климатических условиях возникают разные, часто специфичные формы рельефа.Различия в формах наблюдаются даже в том случае, когда внешние силы воздействуют на однородные геологические структуры, сложенные литологически сходными горными породами. Климат влияет на процессы рельефообразования как непосредственно, так и опосредованно, через другие компоненты природной среды: гидросферу, почвенно-растительный покров и др.

Прямые и опосредованные связи между климатом и рельефом являются причиной подчинения экзогенного рельефа в определенной степени климатической зональности. Этим он отличается от эндогенного рельефа, формирование которого не подчиняется зональности. Поэтому рельеф эндогенного происхождения называют азональным.

В начале XX в. немецкий ученый А. Пенк предпринял попытку классифицировать климаты по их рельефообразующей роли. Он выделил три основных типа климатов: 1) нивалъный (от лат. nivalis - снежный, холодный), 2) гумидный (от лат.humidus - влажный) и 3) аридный (от лат.aridus - сухой). Впоследствии эта классификация была дополнена и детализирована. Ниже приводится сокращенная классификация климатов по их роли в рельефообразовании.

Нивальный климат. Во все сезоны года характерны осадки в твердом виде и в количестве большем, чем их может растаять и испариться в течение короткого и холодного лета. Накопление снега приводит к образованию снежников и ледников. Основными рельефообразующими факторами в условиях нивального климата являются снег и лед в виде движущихся ледников. В местах, не покрытых снегом или льдом, интенсивно развиваются процессы физического (главным образом морозного) выветривания. Существенное влияние на рельефообразование оказывает вечная (многолетняя) мерзлота. Нивальный климат характерен для полярных областей (Антарктида, Гренландия, острова Северного Ледовитого океана) и вершинных частей гор, поднимающихся выше снеговой границы.

Климат субарктического пояса и резко континентальных областей умеренного пояса. Субарктический климат формируется на северных окраинах Евразии и Северной Америки. Он характеризуется продолжительными и суровыми зимами, холодным летом, небольшим (менее 300 мм) количеством осадков. Резко континентальный климат умеренного пояса особенно ярко выражен в Восточной Сибири. Для него типичны большие сезонные колебания температуры, малая облачность и относительная влажность воздуха, небольшое (менее 300 мм в год) количество осадков, особенно зимних. Климатические условия описанных областей благоприятствуют физическому (морозному) выветриванию и возникновению или сохранению образовавшихся здесь ранее (при еще более суровых климатических условиях) многолетнемерзлых пород (вечной мерзлоты), наличие которых обусловливает ряд специфических процессов, создающих своеобразные формы мезо- и микрорельефа.

Гумидный климат. В областях с гумидным климатом количество выпадающих в течение года осадков больше, чем может испариться и просочиться в почву. Избыток атмосферной влаги стекает или в виде мелких струек по всей поверхности склонов, вызывая плоскостную денудацию, или в виде постоянных или временных линейных водотоков (ручьев, рек), в результате деятельности которых образуются разнообразные эрозионные формы рельефа -- долины рек, балки, овраги и др. Эрозионные формы являются доминирующими в условиях гумидного климата. В областях с гумидным климатом интенсивно протекают процессы химического выветривания. При наличии растворимых горных пород интенсивно развиваются карстовые процессы.

На земном шаре выделяются три зоны гумидного климата: две из них располагаются в умеренных широтах Северного и Южного полушарий, третья тяготеет к экваториальному поясу. К этому же типу климата (по характеру его рельефообразующей роли) следует отнести муссонные области субтропиков и умеренных широт (восточные и юго-восточные окраины Евразии и Северной Америки).

Аридный климат характеризуется малым количеством осадков, большой сухостью воздуха и высокой испаряемостью, превышающей во много раз годовую сумму осадков, малой облачностью. Растительный покров в этих условиях оказывается сильно разреженным или совсем отсутствует, интенсивно идет физическое, преимущественно температурное выветривание. геоморфологический рельеф выветривание денудация

Изучение пространственного размещения генетических типов рельефа экзогенного происхождения и сопоставление их с современными климатическими условиями соответствующих регионов показывает, что охарактеризованная выше взаимосвязь между климатом и рельефом в ряде мест нарушается. Так, в северной половине Европы широко распространены формы рельефа, созданные деятельностью ледника, хотя в настоящее время никаких ледников здесь нет и располагается этот регион в зоне гумидного климата умеренных широт. Это “несоответствие” объясняется тем, что в недавнем прошлом (в эпохи оледенений) значительная часть севера Европы была покрыта льдом и, следовательно, располагалась в зоне нивального климата. Здесь и сформировался сохранившийся до наших дней, но оказавшийся в несвойственных ему теперь климатических условиях рельеф ледникового происхождения. Такой рельеф получил название реликтового (от лат. relictum - оставшееся, остаток). Изучение этого рельефа представляет большой научный интерес. Реликтовые формы рельефа наряду с осадочными горными породами и заключенными в них остатками растительных и животных организмов дают возможность судить о палеоклиматах отдельных регионов и о положении климатических зон в те или иные этапы истории развития Земли. Сохранность реликтовых форм обусловлена тем, что рельеф меняет свой облик в связи с изменением климата значительно медленнее, чем это свойственно почвенному покрову и особенно растительному и животному миру. Следовательно, облик экзогенного рельефа ряда регионов земной поверхности определяется не только особенностями современного климата, но и климата прошлых геологических эпох

Существует 3 основных фактора рельефообразования, которые действуют в комплексе, это:

• 1)свойства горных пород и их роль в рельефообразовании;
• 2)геологические структуры;
• 3)климат.

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

Внешние рельефообразующие процессы

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Внутренние рельефообразующие процессы

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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