Рельеф

Рельеф

Геоморфология - физико-географическая наука, тесно связанная с другими науками этого цикла. Вместе с тем она так же тесно связана с геологией. Ни физическая география, ни общая геология не могут существовать без геоморфологии, так же как геоморфология немыслима вне физической географии или геологии.

Широко известно положение марксистской диалектики о том, что процесс развития складывается в единстве и борьбе противоположностей, где противоречия между различными силами и явлениями оказываются основной причиной развития. И здесь важно выделить ведущие противоречия. Система знаний тогда становится наукой, когда вскрывает ведущее противоречие, определяющее развитие изучаемых явлений. Для геоморфологии - это противоречие между внутренними, эндогенными, и внешними, экзогенными, факторами развития рельефа.

Удивительно разнообразен рельеф земной поверхности. Острые пики гор и необъятная ширь равнин, суровые плоскогорья и низменности, пересекаемые серебристыми лентами рек, величественные конусы вулканов и сумрачные теснины каньонов, наполненные шумом стремительных потоков, - все это мы называем рельефом. Суша континентов и впадины океанов, с одной стороны, овраг и речной перекат, с другой, - вот диапазон объектов, изучаемых геоморфологией - наукой о строении, происхождении, истории развития и современной динамике рельефа земной поверхности.

Рельеф Земли - совокупность форм, имеющих определенное геологическое строение и подвергающихся постоянному воздействию как внутренних (эндогенных), так и внешних (экзогенных) сил Земли - атмосферы, гидросферы, биосферы. Этим и определяется своеобразие положения геоморфологии в системе наук о Земле.

Как сумела геоморфология рассмотреть какой-то порядок в хаосе неровностей земной поверхности?

Рельеф - та основа, на которой живет и занимается хозяйственной деятельностью человек. Не удивительно поэтому, что практические его потребности уже давно способствовали появлению начальных представлений о происхождении и развитии отдельных форм рельефа и о создающих их процессах.

Рельеф

Трудами зарубежных и отечественных геологов и географов к концу прошлого и началу нынешнего столетия были выяснены многие вопросы происхождения форм рельефа, в том числе ледниковых и эрозионных. Исследователи хорошо представляли большую роль внутренних, тектонических факторов (т. е. движений земной коры и созданных этими движениями структур) в образовании и развитии рельефа гор и равнин.

У. М. Дейвс (1850-1934)

Схема "нормального" эрозионного цикла (по У. Дейвису) и пример приложения общей схемы У. Дейвиса к реальной эволюции рельефа: схема развития куэст. В полого залегающих пластах чередуются устойчивые к эрозии осадочные породы с неустойчивыми. В результате возникают асимметричные гряды - куэсты

Начало эрозионного цикла

Стадия юности

Стадия зрелости

Стадия дряхлости

Условный возраст отложений: внизу более древние

В результате непрерывной борьбы и взаимодействия между ними образуются все формы рельефа земной поверхности. Главной задачей геоморфологии стало изучение, анализ этого взаимодействия и выяснение основных особенностей рельефа - морфологии, происхождения и истории развития.

Успех концепции Дейвиса был большим. Впервые геоморфологи получили нечто вроде периодической системы элементов - стройную теорию, дающую метод изучения рельефа. Четкая формула - "структура, процесс, стадия" - казалась ключом ко всем тайнам развития рельефа. Популярности учения способствовали и лекции, прочитанные Дейвисом в европейских университетах, и его талант педагога, и многочисленные полевые исследования (в том числе в Средней Азии), дававшие ему богатый материал для теоретических построений.

И все-таки это был еще период "детства" геоморфологии. Происходило накопление знаний, фактов, представлений по отдельным вопросам и проблемам, но не было еще системы знаний. Первым такую систему знаний - общую концепцию развития рельефа попытался создать американский геоморфолог Уильям Моррис Дейвис.

Суть концепции У. Дейвиса в следующем. Представим себе выровненный участок земной поверхности, испытавший тектоническое поднятие. Внешние силы - экзогенные процессы - начинают его преобразовывать, разрушать, создавая определенные формы рельефа. От чего будет зависеть характер этих форм? Во-первых, от особенностей внутреннего строения - структуры поднятого участка (сложен он массивными кристаллическими породами или слоистыми осадочными, залегают они горизонтально, наклонно или смяты в складки, устойчивы к разрушению или, наоборот, податливы и т. д.). Во-вторых, от того, какой экзогенный процесс будет воздействовать на поднятый участок: речная эрозия, деятельность ледников, засушливые (аридные) процессы или морское волнение. Наконец, в-третьих, от того, на какой стадии находится развитие процесса. Например, при эрозионном расчленении (разрушении текучими водами) сначала образуются неглубокие, а затем - глубоко врезанные долины с крутыми склонами. Это стадии "юности" и "зрелости" рельефа. Процессы выветривания и сноса (денудации) будут полностью разрушать образовавшиеся водораздельные хребты, которые превратятся в низкие горы, а позднее - в холмы. Это стадия "старости". На стадии "дряхлости" образуется ландшафт невысокой, слегка волнистой почти-равнины, или пенеплена, как назвал ее Дейвис. Вот в этих последовательных изменениях рельефа и заключается, по представлениям Дейвиса, геоморфологический цикл. Если суша вновь испытает поднятие, цикл повторится. Сравнивая рельеф разных территорий, можно путем дедукции реконструировать формы предшествующих стадий и найти следы прошлых циклов.

У Дейвиса были не только сторонники, но и противники, выступавшие с резкой критикой его взглядов. Критика облегчалась тем, что учению Дейвиса действительно были присущи серьезные недостатки, главный из которых - схематизм.

На рубеже веков возникло одно из важнейших представлений современной геоморфологии - понятие о генетическом типе рельефа. Это комплекс форм, образованных одним процессом или группой родственных процессов, находящихся в определенном сочетании друг с другом. Действующие на Земле экзогенные процессы проявляются в своих противоположных, но диалектически связанных сторонах - разрушении и созидании. Для обозначения разрушительной деятельности каждого экзогенного процесса в геоморфологии существуют специальные термины: размыв текучей водой - эрозия, волнами - абразия, разрушение на контакте со снежником - нивация, выпахивание ледником - экзарация, выдувание ветром - дефляция и т. д. Совокупное действие процессов разрушения земной поверхности называют денудацией. Накопление продуктов разрушения именуют общим термином - аккумуляцией (водная, ледниковая, морская и пр.). Деятельность текучей воды называют флювиалъным процессом.

В результате морской абразии образуются береговые обрывы - клифы

Эти причудливые каменные останцы на вершине Демерджи созданы силами природы

Флювиальный (эрозионно-аккумулятивный) рельеф

Горные ледники преобразуют узкие эрозионные долины в широкие ледниковые троги

В. Пенк (1888 - 1923)

Историко-геологический подход В. Пенка оказался важным дополнением к географическому подходу У. Дейвиса. Однако если Дейвис анализировал многие экзогенные процессы, то Пенк вынужден был ограничиться одним. Позже геоморфологи говорили, что концепция Дейвиса шире, но поверхностнее, а концепция Пенка глубже, но уже.

Атлантическая подводная окраина Северной Америки

Попытка преодолеть недостатки учения У. Дейвиса была предпринята в 20-е годы в Германии Вальтером Пенком. Необычный, оригинальный подход к проблеме, яркий талант, самоотверженная работа и ранняя кончина (В. Пенк умер в возрасте 35 лет) обусловили большой интерес к жизни и творчеству ученого.

В. Пенк сформулировал задачу геоморфологии следующим образом. Рельеф земной поверхности - результат взаимодействия экзогенных и эндогенных процессов. Формы рельефа мы видим своими глазами. Деятельность экзогенных процессов также доступна непосредственному изучению. А нельзя ли, исследуя рельеф и выделяя экзогенную его составляющую, получить информацию об эндогенной составляющей, о внутренних процессах?

Говорят: для того чтобы решить проблему, надо правильно сформулировать ее. Справиться с проблемой В. Пенку оказалось не под силу. Но он настолько четко обозначил ее, что и в наши дни целое научное направление решает эту точно поставленную задачу. Более того, ныне В. Пенк вместе с У. Дейвисом по праву считается основоположником современной теоретической геоморфологии.

В. Пенк привлек внимание исследователей к очень важной проблеме - развитию склонов, перемещению на них обломочных масс; разработал представление о восходящем и нисходящем развитии рельефа (в первом случае тектоническое поднятие преобладает над разрушающим действием денудации, во втором - наоборот). Наконец, для восстановления истории развития денудационного рельефа он одним из первых обратился к изучению отложений, образовавшихся в результате формирования этого рельефа, соответствующих ему или, как говорят, коррелятных рельефу.

Современники не сразу поняли, что учение В. Пенка лишь на первый взгляд отвергает концепцию У. Дейвиса, а на самом деле оба подхода взаимно дополняют друг друга. Поэтому между сторонниками обеих концепций началась жаркая полемика, отзвуки которой были слышны до самого недавнего времени. Между тем обе концепции имели общий, существенный недостаток: отсутствие, как мы сейчас сказали бы, глобального подхода к проблеме, взгляда на рельеф Земли как на свойство планеты. Теперь ясно, что, прежде чем объять всю Землю, надо было внимательно разобраться в той груде разрозненных фактов, которая уже накопилась. Несмотря на все усилия, это оказалось непросто. Дейвис смог заняться лишь четырьмя "циклами" (т. е. группами экзогенных рельефообразующих процессов), Пенк - только эрозионно-денудационной группой. Как охватить все многообразие рельефа Земли, не зарываясь в частности и не упуская из виду целого?

Горный поток

Изучением взаимодействия эндогенных и экзогенных процессов занимались два наших ученых (позже - академики) - К. К. Марков и И. П. Герасимов. Независимо друг от друга каждый из них выступил с публикацией своих взглядов (И. П. Герасимов в 1946 г. и позднее - в 1959 г., К. К. Марков - в 1948 г.).

Перемещение "центра тяжести" теоретических исследований в СССР, конечно, не случайно. С первых лет Советской власти исследования рельефа в нашей стране получили широкий размах. Геоморфологические работы предшествовали строительству крупных железных дорог, гидроэлектростанций (начиная с первенца нашей гидроэнергетики - Волховской ГЭС), сопровождая поиски россыпей золота, месторождений бокситов и других полезных ископаемых. Большую роль сыграли успехи в развитии смежных геологических и географических наук - геотектоники, геофизики, гидрологии, физической географии, палеогеографии четвертичного периода и др.

Советский ученый К. К. Марков отличался широтой научного кругозора, колоссальной работоспособностью, оригинальностью научного мышления. Он сочетал в себе качества неутомимого полевого исследователя и вдумчивого ученого-теоретика.

Свой метод изучения взаимодействия эндогенных и экзогенных процессов К. К. Марков назвал методом геоморфологических уровней. Сущность его состоит в следующем. Несмотря на то, что видимые нами проявления в рельефе эндогенных сил (горы, возвышенности, впадины и т. д.) выглядят гораздо грандиознее и эффектнее, чем формы, созданные экзогенными процессами (речная долина, моренный холм, ледниковый цирк в горах или овраг), суммарное их проявление в масштабе геологического времени, как это ни странно, количественно соизмеримо. (К настоящему времени это положение неоднократно подтверждено подсчетами скоростей денудации. Эти скорости таковы, что в высоких горах процессами денудации срезается в год слой средней мощностью от 0,2 - 0,5 до 1 мм, и если бы горы не "подновлялись" восходящими тектоническими движениями, они через несколько миллионов лет после своего образования были бы полностью уничтожены.) Если вертикальные движения земной коры прекратятся, экзогенные процессы будут выравнивать рельеф, стремясь создать почти горизонтальные (уровенные) поверхности, совокупность которых будет покрывать весь земной шар. Эти поверхности К. К. Марков и назвал геоморфологическими уровнями. Изучение деформированных - поднятых или опущенных - уровней позволяет установить проявления вертикальных движений, исследовать деятельность эндогенных факторов.

В современную эпоху выровненные поверхности связаны с теми уровнями, где действуют самые интенсивные экзогенные процессы, и выражены они в тех районах земного шара, где установилось относительное равновесие между внутренними и внешними силами.

Основные генетические категории рельефа - горы и равнины

Основные генетические категории рельефа - горы и равнины

Некоторые геоморфологические уровни

Таковы поверхности морской абразии и аккумуляции, полосой окаймляющие материки и привязанные к уровню океана. Таковы же эрозионно-аккумулятивные (денудационные) поверхности равнин материков, связанные с деятельностью рек и процессов денудации в их бассейнах. Наконец, в горах на разной высоте встречаются формы рельефа, привязанные к уровню снеговой границы.

В эпохи плейстоценовых оледенений, последнее из которых закончилось чуть больше 10 тыс. лет назад, уровень снеговой границы был ниже современного ее положения, так же как и уровень океана. На равнинах материков тоже протекали процессы, сильно отличающиеся от современных. Поэтому, применяя метод геоморфологических уровней, необходимо внимательно изучать их положение в прошлом.

Там, где интенсивные движения земной коры нарушают равновесие между внутренними и внешними силами, возникают области горного рельефа. Следовательно, горы и равнины - две основные генетические категории рельефа Земли, отражающие характер взаимодействия этих сил.

Не только в горах, но и на равнинах отчетливо видны признаки великого противоборства, идущего с переменным успехом. Существуют два основных типа равнин: денудационные и аккумулятивные. Первые образуются на территориях, испытывающих слабые поднятия, вторые приурочены к районам опусканий.

Выделяя геоморфологические уровни, К. К. Марков как бы смотрел на рельеф Земли сбоку, "в профиль". Концепция И. П. Герасимова - это взгляд на рельеф "сверху". Решая все ту же основную проблему геоморфологии - анализ взаимодействия эндогенных и экзогенных факторов, он выделил три генетические категории форм, охватывающие все многообразие рельефа земной поверхности.

Наиболее крупные формы - материки, океанические впадины, равнинно-платформенные области, главные горные пояса - он назвал элементами геотектуры. Предполагается, что они обязаны своим происхождением силам общепланетарного (космического) масштаба, взаимодействующим со всеми другими процессами рельефообразования.

Аккумулятивные равнины с поверхности сложены толщами молодых осадков, морских, речных, озерных и т. д. Чаще всего они рыхлые, так как, накапливаясь быстро, не успевают уплотняться.

Денудационные равнины, образовавшиеся на месте древних уничтоженных гор, сложены кристаллическими - изверженными и метаморфическими - породами и носят название цокольных. Денудационные равнины, образовавшиеся на месте древних аккумулятивных, сложены горизонтально залегающими пластами осадочных горных пород - песчаников, известняков, доломитов и др. Их так и называют - пластовые равнины.

Денудационная равнина в Восточной Сибири

Денудационное плато в Средней Азии

Высокогорный тип рельефа свойствен молодым горным странам

Долинный комплекс реки Левой Хетты в Западной Сибири

Среди морфоструктур существует определенная система соотношений, иерархия: наиболее крупные морфоструктуры состоят из нескольких средних, те в свою очередь - из ряда небольших и т. д. Характер, размеры, расположение морфоструктур определяются теми тектоническими структурами и процессами, с которыми они связаны. Морфоскульптуры также подчиняются определенной иерархии, но характер ее совершенно иной. Деятельность экзогенных процессов, их сочетание определяются климатом данной территории, поэтому они подчиняются основному закону географической оболочки - закону зональности.

Элементы морфоструктуры - это преимущественно крупные формы рельефа, которые возникают в ходе взаимодействия эндогенных и экзогенных сил при ведущей, определяющей роли эндогенного фактора - движений земной коры. Это отдельные горные системы и их части: хребты, нагорья, плоскогорья, межгорные впадины, низменности и возвышенности равнин, отдельные тектонические структуры (складки выпуклые - антиклинали и вогнутые - синклинали, поднятые и опущенные блоки земной коры, ограниченные разломами), выраженные в рельефе.

Наконец, морфоскульптура - это преимущественно небольшие формы, образованные экзогенными процессами во взаимодействии с другими рельефообра-зующими факторами. Примеры морфоскульптур - моренная гряда, балка, тро-говая долина, песчаная дюна и т. д. Надо сразу сказать, что эта классификация не просто разделение форм рельефа на крупные, средние и мелкие. Категории рельефа выделены по их происхождению, по признаку ведущего фактора, который, однако, никогда не действует в одиночку, а всегда взаимодействует с другими.

Морфоструктуры образуют основу, остов рельефа, морфоскульптуры - своего рода орнамент, покрывающий этот остов.

Самая крупная единица классификации морфоскульптур - морфоскульптурная зона. Она выделяется по признаку основного экзогенного процесса, оказавшего влияние на ее рельеф в настоящее время или в прошлом (например, зона древне ледниковой, флювиальной, аридной морфоскульптуры). Части морфоскульптурной зоны - страны, провинции, области, районы - отражают индивидуальные особенности различных территорий, чаще всего определяемые морфоструктурными условиями.

Разработанные почти одновременно и независимо одна от другой концепции К. К. Маркова и И. П. Герасимова были взяты на вооружение геоморфологами и прошли серьезную проверку практикой. Время показало жизненность обеих концепций. Новый подход к изучению эндогенных процессов получил название морфоструктурного анализа, а одним из основных его методов стал анализ деформаций разновозрастных поверхностей выравнивания, представляющих собой конкретное выражение в рельефе геоморфологических уровней.

Морфоструктуры суши

Известняки при горообразовании сминаются в складки и поднимаются на значительную высоту

Для осадочных пород в горных областях характерны ступенчатые формы выветривания

Над долиной Терека поднимается величественный Казбек

Особенно широко морфоструктурный анализ стал применяться в нашей стране для поисков выраженных в рельефе складок земной коры - тектонических структур, к которым приурочены залежи нефти и газа. Другое направление прикладных морфоструктурных исследований - изучение современных движений земной коры и выделение сейсмоопасных зон.

Большое прикладное значение имеет изучение поверхностей выравнивания. Во-первых, с ними часто связаны месторождения кор выветривания, такие, как бокситы, железные, никелевые, марганцевые руды и др. Во-вторых, изучение денудационных участков поверхностей выравнивания позволяет определить глубину денудационного среза. Так называют среднюю толщину поверхностного слоя породы (земной коры), удаляемого всеми агентами денудации за единицу времени. Это очень важно для тех районов, где есть месторождения рудных полезных ископаемых, связанные с внедрившимися в толщу земной коры магматическими телами. При остывании таких тел на определенных расстояниях от их центров образуются зоны повышенной концентрации определенных химических элементов. В зависимости от глубины, на которую денудация срезала магматическое тело, на поверхность будут выведены различные месторождения.

Горы и равнины - главные элементы рельефа материков. Так, на материке Евразии выделяются обширные равнины: низменные - Восточно-Европейская и Западно-Сибирская, возвышенные - Восточно-Сибирская, равнины Индостана и Аравии, высокие - Центральной Азии. По окраинам материков возвышаются либо сравнительно невысокие горы типа Скандинавских, либо (и чаще!) высокие и высочайшие горы, опоясывающие большую часть Евразийского континента с юга (от Пиренеев и Альп до Гималаев и гор Индокитая), средние и высокие (по южной окраине Китая, на советском Дальнем Востоке и Северо-Востоке СССР).

Поверхность Земли при рудо-образовании

При остывании внедрившегося в земную кору магматического тела на разной глубине образуются различные полезные ископаемые. По мере того как поднятый участок земной поверхности будет разрушаться денудацией, на поверхности окажутся все более глубоко образовавшиеся месторождения. Зная глубину денудационного среза, можно предвидеть, какие полезные ископаемые залегают близко к поверхности. В области же накопления материалов разрушения проводятся поиски осадочных, в том числе россыпных, месторождений

Сходную картину являет нам Северная Америка: низменные равнины центральной части материка, орошаемые гигантской речной системой Миссисипи и ее притоков, к востоку, западу и северу переходят в приподнятые равнины бассейна Огайо, Среднего Запада и Канады. На периферии материка протягиваются в восточной части низкие и средневысотные Аппалачи, в западной - гигантская горная система Скалистых гор и Кордильер. Подобные же черты мы можем видеть на остальных материках. Это относится и к Антарктиде. Если удалить ледовый покров, образующий большую часть поверхности материка, то окажется, что коренное ложе средней Антарктиды располагается также на низкой абсолютной высоте, местами даже ниже уровня моря. Эта главная черта строения материков объясняется особенностями строения и эволюции континентальных морфоструктур. Выяснено, что обширные срединные области материков по своей геологической структуре представляют собой так называемые древние материковые платформы. Эти тектонически устойчивые области сложены материковой корой, сформировавшейся еще в докембрийское время - от 600 - 670 млн. до 3,5 млрд. лет назад. Базальты, граниты, метаморфические сланцы и песчаники - характерные породы древних платформ. Около 600-1000 млн. лет назад по краям этих первичных платформ стали образовываться впадины, в которых накапливались продукты разрушения горных пород платформ и остатки морских организмов, населявших эти бассейны. Позже эти осадки подверглись интенсивным тектоническим воздействиям - складчатости, метаморфизму (т. е. изменениям под действием высоких температур и давления), внедрению в них магматических пород; они превратились в жесткую земную кору континентального типа. Завершились преобразования сначала поднятием бывших прогибов и окраинных бассейнов, а затем общим поднятием, сопровождавшимся складчатыми деформациями и возникновением разломов в земной коре.

Совокупность этих процессов в геологии называют геосинклинальным горообразованием. Эпох геосинклинального горообразования (складчатости) история формирования материков насчитывает четыре - каледонская, герцинская, мезозойская, альпийская складчатости.

Крупнейшие древние платформы - Восточно-Европейская, Сибирская, Индо-станская, Африканская, Австралийская, Северо-Американская, Южно-Американская. Поверхность древних докембрийских пород - фундамента платформ неровная. Области выхода фундамента на поверхность получили название щитов. Они в течение почти полумиллиарда лет медленно поднимались, подвергаясь действию денудации. Морфоструктурам щитов соответствуют цокольные, обычно возвышенные равнины или невысокие горы - кряжи: Балтийский, Анадырский щиты в Евразии, Канадский в Северной Америке, Бразильский и Гвианский в Южной Америке.

Большую часть платформ занимают области, где фундамент перекрыт пластами осадочных пород - чехлом. Его мощность около 5 км, а конкретные значения зависят от того, насколько поднят или погружен фундамент. В районе Москвы, например, фундамент лежит на глубине более 1 км. В рельефе таких областей преобладают пластовые равнины и их разновидности. На некоторых участках платформ фундамент погружен очень глубоко, это области опусканий. Для таких морфоструктур характерны аккумулятивные равнины: Прикаспийская и Печорская низменности, бассейны Амазонки и Вилюя и др. Горы материков различны по происхождению. Большинство из них возникли в результате завершения геосинклинального процесса в мезозойскую и альпийскую эпохи складчатости. Расположены они в основном в двух подвижных поясах. Один пояс гигантским кольцом опоясывает Тихий океан; к нему относятся Северо-Американские и Южно-Американские Кордильеры, горные системы Северо-Восточной Азии, советского Приморья, Новой Гвинеи, а также многочисленные подводные хребты, вершины которых образуют острова.

Другой подвижный пояс - Альпийско-Гималайский - протягивается через всю Евразию от Пиренейского полуострова на западе до полуострова Малакка на востоке.

Хунзахское плато в Дагестане

Строение земной коры

Выровненные участки резко контрастируют с острыми пиками в горах

Сравнительно недавно было установлено, что кроме гор, возникших на месте молодых геосинклиналей (эпигеосинклинальных), есть горы, возникшие на месте платформ. По не очень ясным пока причинам часть платформы, живущей в спокойном тектоническом режиме и имеющей выровненный рельеф, вдруг (в геологическом, конечно, смысле) оказывается буквально взломанной, разбитой на отдельные крупные блоки и глыбы, поднятые на разную высоту, а в некоторых случаях изогнутые пологими вздутиями или прогибами. Этот процесс, получивший название активизации платформ, или эпиплатформенного горообразования, происходил в течение последних 10-20 млн. лет и особенно грандиозно проявился в Центральной и Восточной Азии. Здесь активизации подверглись северная часть Китайской и южная часть Сибирской докембрийских платформ, а также участки более молодых каледонской и герцинской платформ и области мезозойской складчатости. Большая часть поднятых блоков интенсивно расчленялась речной эрозией, ледниками, другими процессами денудации и приобрела типично горный облик. В пределах же других блоков и глыб сохранились участки первичной поверхности выравнивания. Это так называемые сырты Тянь-Шаня, плоскогорья Тибета, Гоби и других районов.

Основные морфоструктурные различия между эпигеосинклинальными и эпиплатформенными горами заключаются в том, что первые подверглись в основном сводово-складчатым деформациям, а вторые, образовавшиеся на древней, жесткой коре, - преимущественно глыбовым, разрывным. При этом молодые тектонические движения часто не считались с древними структурами. Это определило большую сложность морфоструктур областей активизации. Тянынаньско-Охотский горный пояс - одна из них. Он охватывает Тянь-Шань, Алтай, Саяны, горы Прибайкалья, Забайкалья и Приохотья. Здесь резкие контрасты высот горных вершин и глубин межгорных впадин (пик Победы на Тянь-Шане выше 7 км, глубина Байкальской впадины около 1,5 км), интенсивные движения земной коры, высокая сейсмичность.

При образовании таких горных поясов, как Яно-Колымский, Южно-Китайский, Уральский, Австралийский, Аппалачский, Скандинавско-Каледонский, процессы активизации древних структур происходили менее интенсивно, эти горы отличаются меньшими размерами и высотой.

Особый пример активизации древней платформы представляют собой горы Восточной Африки. Здесь образовались гигантские вздутия земной коры. Сводовые их части под влиянием сильного растяжения обрушились, образовав узкие и глубокие, линейно вытянутые провалы - рифты. Самые крупные рифты заняты озерами Ньяса, Танганьика, Рудольф и др. В Красном же море растяжение было настолько значительным, что материковая земная кора разошлась в стороны, уступив место океаническим базальтам.

Речная эрозия создает основные скульптурные черты горного рельефа ниже снеговой границы - водораздельные хребты и глубокие долины, теснины и каньоны.

Якутские столбы - результат выветривания известняков и песчаников

Рассматривая экзогенные процессы, надо отметить две главные их особенности: подчинение закону географической зональности и связь с типами морфоструктуры. Особенно ярко эта связь проявляется в том, что широтная зональность в областях равнинно-платформенной морфоструктуры уступает место в горах вертикальной поясности, когда с увеличением высоты один процесс - например, речная эрозия - сменяется другим, скажем, деятельностью ледников.

Равнины с платформенной структурой, средневысотные и низкие горы занимают большую часть поверхности материков. На долю платформенных равнин приходится 64 % площади материков, на долю горных стран - 36 %.

Одно из важнейших условий проявления экзогенных процессов - наличие материала земной коры, который они могли бы переносить, т. е. оторванного от основной массы горной породы, подвижного. Главную роль в подготовке такого материала играют процессы выветривания. Причина выветривания в том, что горные породы, образовавшиеся в одних условиях (на большой глубине, при высоких давлении и температуре), будучи выведены тектоническими движениями на поверхность, оказываются в совершенно чуждых для себя условиях. В результате колебаний температур, влажности, циркуляции воды в породе, химических, биохимических процессов происходит ослабление прочности и последующее разрушение горных пород, приспособление их к условиям земной поверхности - выветривание.

Подготовленные к переносу обломки пород в первую очередь становятся "жертвой" силы тяжести. Процессы эти так и называются - гравитационные. Они могут быть быстрыми там, где рельеф интенсивно расчленен, где значительны перепады высот и развиты крутые склоны. В этих условиях развиваются осыпи, обвалы, оползни, при резком и обильном увлажнении после длительного засушливого периода могут возникнуть грозные грязекаменные потоки - сели. Медленные гравитационные процессы действуют в основном на пологих, залесенных или задернованных склонах. Внешне их проявление почти незаметно, но специалистам знакомо это медленное смещение почвенно-грунтовых масс на склонах. Механизм его заключается в периодическом изменении объема увлажненных частиц - при замерзании и оттаивании, разбухании коллоидов и их высыхании. Увеличиваясь в объеме, частицы смещаются вниз по склону, а уменьшаясь, на прежнее место уже не возвращаются. На равнинах медленное смещение грунта - один из самых распространенных агентов денудации склонов.

Долины крупных рек по размерам могут быть сопоставлены с морфоструктурами (например, долина Енисея имеет в длину 4,5 тыс. км и пересекает целую платформу). Учитывая эти обстоятельства, Ю. А. Мещеряков предложил выделять долинно-речную сеть в особую категорию рельефа, играющую роль связующего звена между структурными (тектоническими) и скульптурными (климатическими) элементами рельефа.

Грандиозную долину прорыва образует Енисей, прорезающий хребет Западного Саяна

Пойма и террасы в долине Кубани

Познание законов развития русла очень важно для обеспечения работы водного транспорта, гидротехнического строительства, поисков речных - аллювиальных - россыпей тяжелых минералов и других целей. Наряду с прочими методами для изучения русловых процессов очень широко применяется эксперимент.!!!

Другой универсальный процесс - деятельность текучих вод, временных и постоянных водотоков. Трудно сказать, где этот фактор не действует. Даже в самых засушливых пустынях раз в несколько десятков лет случаются обильные ливни, и потоки воды, перегруженные накопившимися за долгое время обломками, устремляются в сухие русла.

Ю. А. Мещеряков отмечает, что из всех типов скульптурного рельефа речная сеть обнаруживает самую тесную связь с морфоструктурами. Сам рисунок речной сети, положение долин и водоразделов в основном определяются морфоструктурным планом территории.

В зависимости от возраста и характера морфоструктур соотношение с ними речной сети различно. Оно довольно простое в молодых складчатых горах (антиклинальные хребты - водоразделы, синклинальные впадины - долины) и наиболее сложное - в областях активизации древних структур. Здесь древние реки часто успевали пропиливать поднимающиеся более молодые горные хребты, образуя узкие ущелья - долины прорыва. Грандиозную долину прорыва образует Енисей, прорезающий хребет Западного Саяна с его 2-3-километровыми вершинами.

Днища долин равнинных рек умеренного пояса обычно заняты широкой выровненной поверхностью - поймой, в которую врезано русло. В его пределах происходит основная работа реки. В русле реки происходят сложные деформации - смещаются перекаты и плёсы, формируются новые излучины и отмирают старые, возникают острова, делящие русло на рукава и т. д.

Пойма - уровень, который река формирует во время паводков, когда избыток воды распластывается по долине, откладывая тонкий песок, супесь, ил. Вдоль бортов долины в виде фрагментов ступеней обычно видны террасы - остатки древних днищ долины, располагавшихся выше современного. Это свидетели постепенного углубления долины реки.

Морфоскульптуры суши

В разных природных зонах русловой процесс имеет свои особенности. Например, знаменитые водопады тропических и субтропических рек своим существованием обязаны не только морфоструктурным условиям (горизонтально залегающим пластам горных пород с различной устойчивостью к разрушению), но и активно идущим процессам химического выветривания, разрушающим обломки горных пород. Из-за недостатка этого "абразивного" материала в русле реки эрозия не в состоянии пропилить уступы водопадов и выработать пологий продольный профиль русла.

Водопад Алибек в районе Дом-байской поляны на Кавказе

Пример специфики руслового процесса приводит специалист по эрозии почв М. Н. Заславский. Река Хуанхэ протекает в области развития легко размываемых лёссовых пород. Накопление их мощных толщ определялось климатическими особенностями этого района. Средняя мутность воды в Хуанхэ -72 кг/куб, м, а максимальная - 575 кг/куб, м, т. е. больше полутонны осадка на 1 т воды! Такая вода, как говорят китайцы, чересчур густа, чтобы ее пить, и слишком жидка, чтобы ее пахать. Будучи не в состоянии нести такое количество материала, река откладывает наносы в русле, повышая его. Чтобы удержать массу воды в постоянно мелеющем русле, в нижнем течении Хуанхэ на протяжении 700 км ограждена защитными дамбами и течет выше окружающей равнины. Поэтому прорыв дамб вызывает катастрофические наводнения.

Овражно-балочная сеть наших степей и лесостепей - зональный тип проявления эрозионных процессов. Они стали особенно интенсивными в результате неосмотрительной хозяйственной деятельности человека. Геоморфологические исследования играют важную роль при разработке системы противоэрози-нных мероприятий.

Зона флювиальной морфоскульптуры развита на равнинах Европы, Западной Сибири и Северной Америки в условиях влажного и полузасушливого климата лесной, степной и лесостепной зон. На севере с ней соседствует зона древне ледниковой морфоскульптуры. В течение последних 0,7-1 млн. лет территория зоны неоднократно покрывалась гигантскими покровными ледниками. Они зарождались на поверхности древних, медленно поднимающихся морфоструктур Канадского и Балтийского кристаллических щитов, в невысоких горах Полярного Урала, Новой Земли и плато Путорана, откуда растекались на прилегающие равнины. В областях щитов и гор ледники сглаживали выступы скалистого основания, формируя характерный рельеф "бараньих лбов" и "курчавых скал", выпахивали понижения. Перенося на сотни километров массу обломочных пород, ледники откладывали их, образуя конечно-моренные гряды и перекрывая большие пространства плащом основной морены. Своеобразные аккумулятивные формы - камы, озы (холмы, напоминающие извилистые железнодорожные насыпи), зандр о вые равнины - были образованы талыми ледниковыми водами. Лучше всего сохранился холмисто-озерный ландшафт эпохи последнего оледенения, которое достигло максимального распространения (до Валдайской возвышенности в европейской части СССР) около 17 тыс. лет назад. Развитый южнее рельеф, созданный более древними оледенениями, активно перерабатывается эрозионно-аккумулятивными процессами. На этих территориях сочетание реликтовых ледниковых и современных флювиальных форм создает сложный геоморфологический ландшафт.

В горах древняя и современная ледниковая морфоскульптура также соседствует с эрозионным рельефом. В отличие от покровного оледенения равнин для большинства горных стран характерны долинные ледники. Они перерабатывают эрозионные V-образные долины, расширяя их днища и придавая им корытообразную форму трога, перегороженного в нижней части грядой конечной морены. Округлые эрозионные водоразделы ледники и снежники превращают в острые гребни и пики, образующиеся при отступании к центру горной вершины стенок кресловидных понижений - цирков и каров.

Эти валуны и озера - следы деятельности ледниковых процессов

Эти валуны и озера - следы деятельности ледниковых процессов

Карлинги - остроконечные горные вершины со слегка вогнутыми гранями, образуются в результате отступания задних стенок каров

В областях распространения вечной мерзлоты развивается криогенная морфоскульптура. В горных условиях она представлена гольцами (горными вершинами, сглаженными процессами морозного выветривания) и формами, образованными солифлюкцией (течением оттаявшего переувлажненного грунта по поверхности мерзлых пород, служащей водоупором). Интенсивное физическое выветривание приводит к образованию курумов - полей крупных каменных обломков и глыб. На аккумулятивных равнинах наиболее яркие формы связаны с образованием полигонально-жильных льдов и термокарстом.

Аридная - засушливая морфоскульптура развита в пустынях субтропического и умеренного климата. Специфика процессов аридной денудации и аккумуляции определяется интенсивным физическим выветриванием, особой ролью солевого (химического) выветривания, господством ветровых (эоловых) процессов, перерабатывающих аккумулятивный рельеф флювиальных, морских и других равнин.

Экзогенные процессы, не образующие морфоскульптурных зон, тем не менее также подчиняются закону зональности. Например, карстовые процессы (растворение известняков и некоторых других пород) в умеренных широтах образуют воронки, пещеры, колодцы, провалы, т. е. отрицательные формы рельефа. В условиях же влажных тропиков процесс растворения известняков идет настолько интенсивно, что массив карстующейся породы разрушается почти целиком, от него остаются лишь группы останцов, напоминающих высокие копны с округлыми вершинами. Это так называемый башенный карст, развитый в южных районах Китая и на севере Вьетнама.

Рассмотрев вкратце эндогенный и экзогенный рельефы материков, можно сделать некоторые выводы. Наиболее существенный для географа вывод заключается в том, что рельеф - важнейший компонент географической оболочки, и не только потому, что геоморфологический ландшафт - основа и составляющая часть географического ландшафта, но также и потому, что формы рельефа экзогенного происхождения подчиняются закону географической зональности, как и другие ее компоненты. В то же время рельеф консервативен. Он изменяется гораздо медленнее климата, почв или растительности. Присутствие реликтовых элементов усложняет структуру современного ландшафта.

Горы на острове Врангеля

Не менее важная особенность рельефа - независимость его эндогенной составляющей, морфоструктуры, от закона географической зональности. Благодаря этой независимости возникают неоднородности ландшафтов внутри одной и той же зоны - провинциальные различия, которые образуют основу для ландшафтного районирования.

Обобщенный разрез земной коры под океаном (вертикальный масштаб сильно преувеличен): 1 - знмная кора под срединными хребтами, 2 - вода, 3 - верхняя мантия, 4 - базальтовый слой, 5 - осадочный слой, 6 - разломы, 7 - магматические очаги, 8 - гранитный слой

Материковый склон обычно расчленен подводными каньонами, глубоко врезанными долинообразными желобами. Их образование связывают с тектоническими разломами, которые позже разрабатываются донными течениями, прежде всего мутьевыми потоками (см. ниже). Осадочный материал, выносимый по подводным каньонам, образует у их устьев мощные конусы выноса. Эти конусы по мощности и площади намного превосходят крупнейшие дельты рек. Например, гигантский Бенгальский конус имеет площадь около 3 млн. кв. км, и мощность осадков здесь более четырех километров. Из слившихся конусов выноса у основания материкового склона формируется наклонная равнина материкового подножия. Таким образом, система "береговая зона - шельф - материковый склон - материковое подножие", связываемая подводными каньонами, представляет собой важнейший механизм переноса осадочного материала с континентов на абиссальные глубины океана.

Рассмотрим кратко рельеф дна океанов. Сейчас известно, что он не менее сложен, чем рельеф суши. Так, например, самая крупная по длине (около 120 тыс. км) горная система Земли - система срединно-океанических хребтов - лежит именно в океане. И по высоте эти хребты не уступают высочайшим горам на суше.

Для рельефа Мирового океана можно выделить следующие основные элементы: подводные окраины материков, переходные зоны, ложе океана и срединно-океанические хребты.

Морфоструктуры дна океанов и морей

Подводная окраина материков - это затопленная водами океана окраина материков. Она в свою очередь состоит из шельфа, материкового склона и материкового подножия. Шельф - прибрежная донная равнина с довольно небольшими глубинами, в сущности продолжение окраинных равнин суши. Большая часть шельфа имеет платформенную структуру. На шельфе нередки остаточные (реликтовые) формы рельефа надводного происхождения, а также реликтовые речные, ледниковые отложения. Это означает, что при четвертичных отступаниях моря обширные пространства шельфа превращались в сушу. Обычно шельф заканчивается на глубинах 100 - 200 м, а иногда и на больших довольно резким перегибом, так называемой бровкой шельфа. Ниже этой бровки в сторону океана простирается материковый склон - более узкая, чем шельф, зона океанического или морского дна с уклонами поверхности в несколько градусов. Нередко материковый склон имеет вид уступа или серии уступов с крутизной от 10 до нескольких десятков градусов.

На окраинах Тихого океана, в районах Средиземного, Карибского морей, моря Скоша (Скотия) подводные окраины материков контактируют не непосредственно с ложем океана, а с днищем котловин окраинных или средиземных морей. В этих котловинах материковая земная кора отсутствует. Вместо нее здесь развита земная кора субокеанического типа. Она очень мощна главным образом за счет осадочного слоя. С внешней стороны эти бассейны ограждены огромными подводными хребтами. Иногда их вершины поднимаются над уровнем моря, образуя гирлянды вулканических островов (Курильские, Марианские, Алеутские). Эти острова называют островными дугами.

Иногда островные дуги смыкаются, образуя "сростки" крупных островов, как, например, Японские, Филиппинские, Зондские. Если под дугами одиночного или двойного типа земная кора ближе по своему строению к океаническому или субконтинентальному, то под "сростками" кора материковая. Например, под Японскими островами мощность ее близка к 35 км.

Сводово-глыбовые структуры представляют собой в основе сводовые, линейно вытянутые поднятия океанической коры, обычно разбитые поперечными разломами на отдельные блоки. Типичный пример - Гавайский хребет, образующий подводное основание одноименного архипелага. Глыбовые горы в Тихом океане представлены небольшими узкими гребнями типа горстов, т. е. участков земной коры, поднятых по параллельным разломам. Они в основном сосредоточены в зонах океанических разломов, главным образом в восточной части океана. Крупнейший глыбовый хребет в Индийском океане - Восточно-Индийский протяженностью в несколько тысяч километров. В Атлантике крупный глыбовый хребет - Китовый.

Рельеф дна Тихого океана

С океанической стороны островных дуг расположены глубоководные желоба -грандиозные, узкие, но очень глубокие (6-11 км глубины) депрессии. Они тянутся параллельно островным дугам и соответствуют выходам на поверхность Земли зон сверхглубинных разломов (так называемые зоны Беньоффа -Заварицкого). Разломы проникают в недра Земли на многие сотни километров. Эти зоны наклонены в сторону континентов. К ним приурочена подавляющая часть очагов землетрясений. Таким образом, области глубоководных желобов, островных дуг и глубоководных окраинных морей отличаются бурным вулканизмом, резкими и чрезвычайно быстрыми движениями земной коры, очень высокой сейсмичностью и, следовательно, являются современными геосинклинальными областями. Эти зоны получили название переходных зон. Ложе океана, т. е. основная часть дна океана, отличается развитием земной коры исключительно океанического типа. В отличие от переходной зоны оно не сейсмично, а проявления современного вулканизма здесь немногочисленны (Гавайи, Самоа - в Тихом океане, Реюньон - в Индийском).

Океанические хребты довольно четко разделяются на два типа, которые мы называем сводово-глыбовыми и глыбовыми. Кроме хребтов в Мировом океане известно немало возвышенностей, или океанических плато. Крупнейшее из них в Атлантическом океане - Бермудское плато. На его поверхности - ряд подводных гор вулканического происхождения.

Самый распространенный тип рельефа океанических котловин - рельеф абиссальных холмов. Так называются бесчисленные возвышенности высотой от 50 до 500 м, с диаметром основания от нескольких сот метров до десятка километров, почти сплошь усеивающие дно котловин. Кроме того, на дне океана известно более 10 тыс. подводных горных вершин. Некоторые подводные горы с уплощенными вершинами называют гайотами. Полагают, что некогда эти пики вздымались над уровнем океана, пока их вершины не были постепенно срезаны волнами. Сейчас средняя глубина над гайотами Тихого океана, например, около 1300 м, а самая значительная - более 2500 м.

Два других типа рельефа - волнистые и плоские абиссальные равнины. Они возникли после частичного или полного погребения абиссальных холмов под толщей осадков.

Морфоскульптуры дна океанов и морей

Рельеф дна Атлантического океана

Тихоокеанские океанические плато имеют мощные осадочные чехлы; на возвышенности Шатского, например, вскрыты кайнозойские, меловые и верхнеюрские осадки. Из-за такого чехла эти возвышенности в отличие от соседних котловин имеют довольно выровненный рельеф.

Мутьевые потоки представляют собой сток суспензий из морской воды и насыщающих ее взвесей. Образование таких потоков связано с разжижением оползневых тел по мере их сползания по склону бурными паводками рек, в очень короткое время сбрасывающих в океан огромное количество взвеси. Твердый сток Ганга и Брахмапутры составляет около 2 млрд. т в год, причем подавляющая часть этого материала поступает во время паводков в сезон муссонов. Мутьевые потоки, несомненно, главный фактор разработки и эволюции подводных каньонов, они, кроме того, мощный механизм переброски осадочного материала с окраин материков на абиссальные глубины. Они принимают участие в формировании материкового подножия и толщ, его слагающих.

Осадконакопление - один из важнейших факторов рельефообразования в океане. Конечно, и на суше накопление терригенных осадков имеет огромное рельефообразующее значение, но к океану это относится в особенности. Известно, что в Мировой океан ежегодно поступает более 21 млрд. т твердых осадков, до 2 млрд. т вулканических продуктов, около 5 млрд. т известковых и кремнистых остатков организмов.

Специфичны для Мирового океана и другие экзогенные процессы, формирующие рельеф его дна. Это прежде всего работа волн, преобразующая рельеф дна в береговой зоне, деятельность приливно-отливных течений, формирующих специфический рельеф песчаных гряд и разносящих осадочный материал. Осадочный материал перемещают, кроме того, постоянные (геострофические) океанические течения.

На дне океана происходят также гравитационные процессы. Мощные подводные оползни осложняют рельеф материковых склонов, склоны подводных хребтов и возвышенностей. Другой фактор рельефообразования - мутьевые потоки.

Крупнейшие формы рельефа дна океана - срединно-океанические хребты (СОХ). Выявление планетарной системы СОХ - крупнейшее географическое и геологическое открытие нашего века. Начинаясь в Северном Ледовитом океане небольшим хребтом Гаккеля, система этих поднятий пересекает Норвежско-Гренландский бассейн, включает Исландию и переходит в грандиозные Северо-Атлантический и Южно-Атлантический хребты. Последний переходит в Западно-Индийский хребет уже в Индийском океане. Севернее параллели острова Родригес одна ветвь - Аравийско-Индийский хребет - уходит на север, продолжаясь рядом форм рельефа дна Аденского залива и Красного моря, а ' другая ветвь следует на восток и переходит в СОХ Тихого океана - Южно-Тихоокеанское и Восточно-Тихоокеанское поднятия.

Применение специальных эхолотов позволяет получать изображение участков морского дна, напоминающее аэрофотоснимки

Заканчивая обзор деятельности экзогенных процессов на дне океана, надо отметить, что, как и на суше, большинство из них подчиняется закону географической зональности. Особенно яркий пример зонального рельефообразующего фактора в океане - деятельность рифостроящих кораллов и других организмов. Кроме зональной проявляется также вертикальная (по глубине) дифференциация процессов океанического рельефообразования, например, поверхностного ветрового волнения и плотностных абиссальных (придонных) течений.

Срединно-океанические хребты - гигантские линейноориентированные сводовые поднятия земной коры. При образовании свода самые большие напряжения возникают на его вершине, здесь и образуются разломы, по которым происходит опускание части свода, формируются грабены, так называемые рифтовые долины. По этим ослабленным зонам земной коры устремляется вверх материал мантии. Именно с восходящими движениями этого материала связано, как полагают, возникновение свода СОХ. Многие исследователи считают, что именно здесь очаг формирования океанической коры, которая отсюда как бы разрастается в стороны. Другие считают, что повышенная плотность земной коры и ряд других ее свойств в зоне СОХ позволяют выделить особый тип земной коры - рифтогенальный. Несомненно одно: в формировании срединных хребтов мы видим принципиально иной, чем геосинклинальный, тип горообразования, который местами распространяется и на материки. Такие рифтовые расколы в материковой коре - Красное море, Аденский и Калифорнийский заливы, рифты Восточной Африки. Срединным хребтам, как и геосинклинальным областям, свойствен современный вулканизм.

Такова общая картина рельефа дна океана. Если стоять на позиции первичности образования океанов, то ложе океана, по-видимому, самая древняя его часть. Переходные области по времени своего образования различны. Например, в Японии известны нижнепалеозойские породы, тогда как на Марианской островной дуге нет образований древнее миоценовых. Однако все они находятся, хотя и на разных стадиях развития, в состоянии современного геосинклинального режима.

Большая часть шельфа стала дном моря в четвертичное время. Проблематичны возрасты материкового склона и материкового подножия. Срединно-океанические хребты, вероятно, молодые, кайнозойские образования. Это подтверждает общий вывод о направленности развития рельефа Земли, сделанный еще в 1948 г. К. К. Марковым. Эта направленность в целом выражается в возрастании контрастности рельефа суши и океана. Другой наиболее общий вывод - преобладание по площади областей погружения над областями поднятия земной коры. Этому, по-видимому, противоречит довольно широко распространенная гипотеза о расширении Земли. Скорее этот факт свидетельствует о некотором ее сжатии, о незначительном (примерно на 1 км за кайнозой) уменьшении ее радиуса.