Эндогенные и экзогенные процессы как факторы рельефообразования

Карстовые местности бедны  поверхностными водотоками. Реки и  ручьи часто уходят в подземные  полости, проделав в них часть  своего пути, выходят опять на поверхность  в виде мощных источников (воклюзов), главным образом по краям карстовых массивов. Циркуляция подземных вод наиболее интенсивна в придолинных участках и в зонах тектонических нарушений, где сильнее развивается карст. В платформенных равнинных условиях внутренней части ("ядра") водоразделов обычно бывают закарстованы слабее, чем при долинные участки.

Карст осложняет промышленное, жилищное и транспортное строительство, сооружение ГЭС, водохранилищ. Подземные  полости и трещины уменьшают  прочность грунта, что заставляет вести специальные изыскания  при строительстве, прокладке дорог и т.д. Карст нередко затрудняет добычу полезных ископаемых в закарстованных массивах, но иногда используются его дренирующие свойства. Вместе с тем некоторые полезные ископаемые выполняют карстовые полости, образуя месторождения свинцовых, цинковых и железных руд, бокситов, фосфоритов, нефти и горючих газов, россыпей золота, алмазов и др.

Карст развит во многих районах  на Восточно-Европейской равнине, в  Крыму, на Урале и в Предуралье, на передовых хребтах Большого Кавказа, в Средней Азии (плато Устюрт, хребты Каратау, Алайский, Зеравшанский, Петра Первого и др.), местами  в Казахском мелкосопочнике, в  горах Южной Сибири, в Приангарье и на Дальнем Востоке. За рубежом  особенно интенсивно К. развит в Югославии, считающейся страной классического  К., во многих др. странах Западной Европы, в различных районах США, в  Вест-Индии (на Кубе, Пуэрто-Рико, Ямайке), в Китае (особенно в Гуанси-Чжуанском  автономном районе и провинции Юньнань), на полуострове Индокитай и другие [3].

3.5.Гляциальные  процессы

Гляциальные рельефообразующие  процессы обусловлены деятельностью льда. Обязательным условием для развития таких процессов является оледенение, т. е. длительное существование масс льда в пределах данного участка земной поверхности. Оледенение возможно лишь в том случае, если данный участок находится в пределах хионосферы. Хионосфера (от греч. Chion - снег и sphaira - шар) - условное понятие, под которым подразумевается слой тропосферы с положительным балансом твердых атмосферных осадков независимо от того, достигает нижняя граница хионосферы поверхности Земли или нет.

С нижней границей хионосферы часто отождествляют снеговую границу, или снеговую линию, в горах, т.е. высотный уровень, выше которого снег и другие твердые осадки могут сохраняться на горизонтальных незатененных поверхностях хотя бы в виде отдельных небольших пятен в течение всего года, т.е. накопление твердых осадков преобладает над их таянием и испарением. Различают климатическую снеговую границу (или истинную) и сезонную (или временную), а также местную снеговую границу, реальное положение которой зависит от экспозиции склонов, их крутизны, наветренные они или подветренные, от характера рельефа данного конкретного участка склона и других факторов.

Высотное положение снеговой границы находится в прямой зависимости  от климата. Так, в Андах, в районе Магелланова пролива она располагается  на высоте 900 м, а на широте южного тропика  - выше 6700 м. Наиболее высокое положение снеговой границы наблюдается в тропическом поясе. В экваториальном поясе она располагается несколько ниже из-за большого количества осадков и менее высоких среднегодовых температур (на горе Килиманджаро высота снеговой границы 5500 м). От экватора по направлению к северу и югу высота снеговой границы снижается: на Шпицбергене она наблюдается на высоте 600 м, на северных островах Земли Франца-Иосифа - на высоте 50 м, а вблизи полюсов опускается до уровня моря.

Верхняя граница хионосферы является функцией влажности воздуха  и реально существует лишь в центральных  частях Антарктиды и Гренландии.

Различают два типа природного льда - водный и снежный. Водный лед образуется при замерзании вод суши или океана. Снежный лед образуется при метаморфизации снега. Снег в результате многократного замерзания и оттаивания, а также давления приобретает крупнозернистую структуру, превращается в фирн, который в процессе дальнейшего преобразования превращается в глетчерный лед, т.е. лед ледников суши.[12]

Ледники как факторы рельефообразования в горах осуществляют как денудационную, так и аккумулятивную деятельность.

Денудационная деятельность ледников называется экзарацией. Экзарация может проявляться как в виде разрушения горных пород вследствие трения льда и вмерзших в него обломков о подстилающие породы, так и в виде отщепления обломков под действием горизонтально направленного давления льда на выступы коренного ложа. В первом случае образуются тонкие продукты истирания – ледниковая мука, а на породе создаются полированные поверхности и остаются следы ледниковой штриховки. 

В результате денудационной  деятельности ледников возникают кары, ледниковые цирки, карлинги, троги, ригели (рис 3.5).

Рис.3.5 Ледниковый цирк [15]

Денудационная деятельность ледников называется экзарацией. Экзарация может проявляться как в виде разрушения горных пород вследствие трения льда и вмерзших в него обломков о подстилающие породы, так и в виде отщепления обломков под действием горизонтально направленного давления льда на выступы коренного ложа. В первом случае образуются тонкие продукты истирания – ледниковая мука, а на породе создаются полированные поверхности и остаются следы ледниковой штриховки. 

В результате денудационной  деятельности ледников возникают кары, ледниковые цирки, карлинги, троги, ригели (рис 3.3).

Ледниковые цирки, карлинги и скалистые гребни – это наиболее характерные формы высокогорного  рельефа, получившего название альпийский.

Долина, по которой движется ледник, приобретает корытообразную форму и называется трогом (нем. – корыто). В поперечном профиле трога выделяют своеобразные перегибы на склонах, получившие название плечей трогов. Плечо трога – это наклоненная к долине, более или менее выровненная площадка, иногда перекрытая мореной. Заканчивается площадки бороздой сглаживания, выше которой склоны долины не несут следов ледниковой обработки. Специфической особенностью троговых долин являются висячие боковые долины. Крутой уступ, отделяющий главную долину от боковой, называется устьевой ступенью. 

Продольный профиль трога  неровный, состоит из чередования  пологих и крутых участков, а иногда и участков, имеющих обратный уклон. Поперечные скалистые пороги (или  ступени) троговых долин называются ригелями. Экзарационный рельеф, созданный покровными ледниками. Обладая значительной толщиной и весом, ледники производили мощную экзарационную работу. Во многих местностях они уничтожили весь почвенный покров и частично подстилающие рыхлые отложения и прорезали глубокие ложбины и борозды в коренных породах. В центральном Квебеке эти ложбины заняты многочисленными мелководными озерами вытянутой формы. Ледниковые борозды прослеживаются вдоль Канадской трансконтинентальной автомагистрали и близ города Садбери (пров. Онтарио). Горы штата Нью-Йорк и Новой Англии были выположены и отпрепарированы, а существовавшие там доледниковые долины расширены и углублены потоками льда. Ледники также расширили котловины пяти Великих озер США и Канады, а поверхности скальных пород отполировали и покрыли штриховкой.

Аккумулятивная деятельность ледников проявляется в формировании разнообразных форм рельефа, сложенных  ледниковыми отложениями – мореной. Этохолмисто-западинный рельеф днищ трогов (аккумуляция донной морены). На поверхности ледника, на счет поступления материала со склонов формируется поверхностная морена (боковая и срединная). В области абляции происходит формирование конечной морены, образующей конечноморенные гряды. 

При таянии ледника образуются потоки вод, которые получили название флювиогляциальных (водно-ледниковых). Эти потоки несут обильный обломочный материал и отлагают его в тех каналах, по которым протекают, образуя серии флювиогляциальных террас [10,12]. 

3.5.Рельеф криогенной  зоны

В странах с отрицательными зимними температурами зимой  грунт промерзает. Образуется сезонная мерзлота. На Земле на огромной площади (около 25% всей суши) существует и так  называемая вечная мерзлота^х. Самые большие площади, занятые вечной мерзлотой, располагаются в Канаде и России. В России она занимает более 60% территории. Вечная мерзлота развита в северных, северо-восточных и восточных районах. В европейской части России ее южная граница примерно совпадает с северным полярным кругом (чуть севернее на Кольском полуострове и несколько южнее в пределах Большеземельской тундры), языком опускается к югу по Уралу почти до 60° с.ш., затем проходит в широтном направлении примерно по 62 параллели от Урала до Енисея, где круто поворачивает на юг и продолжается вдоль Енисея, захватывает Саяны и Алтай и уходит за пределы России. На Дальнем Востоке свободны от вечной мерзлоты территории, лежащие к востоку от меридионального течения р. Амура (за исключением северной части Сихотэ-Алиня), о. Сахалин, а также низменная полоса прибрежной части южной половины Камчатки. Территория, на которой развиты вечномерзлые грунты, называется криолитозонои¹.

По мерзлотно-температурному режиму выделяется несколько зон  вечной мерзлоты. К южной границе  вечной мерзлоты примыкает зонаотдельных островов многолетнемерзлых пород мощностью до 25 м, затем зона несплошной (разделенной таликами) вечной мерзлоты максимальной мощностью до 100 м и, наконец, зона сплошной мерзлоты мощностью от 100—500 до 1000 м и более. Максимальная ее мощность наблюдается в Арктическом поясе азиатской части России, в северной и северо-восточной частях Среднесибирского плоскогорья, Колымской и Лено-Ви-люйской низменностях (буровая скважина в устье р. Колымы глубиной 1470 м не прошла всю толщу вечной мерзлоты).

Для горных районов (в том  числе Алтая и Саян) в распространении различных типов вечной мерзлоты наблюдается вертикальная поясность — с увеличением высоты растет мощность многолетнемерзлых пород.

Образование вечной мерзлоты, как и наземных оледенений, обусловлено  космическими и планетарными причинами, но поддерживается мерзлота современными климатическими условиями. В отличие от наземного оледенения вечная мерзлота развивается и существует в условиях субарктического или резко континентального климата, характеризующегося продолжительной, холодной и малоснежной зимой.

В летнее время самые верхние  горизонты вечномерзлой толщи оттаивают, зимой замерзают. Неоднократный  переход воды из одного фазового состояния  в другое сообщает неустойчивость, т.е. подвижность поверхностной толще. В результате возникают различные  формы движения грунта и различные  формы рельефа, свойственные только областям с вечномерзлым грунтом.

Слой сезонного промерзания  и оттаивания, мощность которого колеблется от 1 до 4 м, называют деятельным слоем. Ниже его залегает собственно мерзлый слой. Эти слои отличаются друг от друга в летнее время, зимой они не имеют четко выраженной границы.

В областях распространения  многолетнемерзлых пород развиты  различные типы льда: лед-цемент - образуется за счет замерзания влаги в порах дисперсных горных пород; сегрегационный  - выделяется в виде ледяных прослоек при промерзании увлажненных глинистых и пылеватых пород; погребенный - продукт погребения наземных льдов; инъекционный - образуется при внедрении подземных вод под большим напором или в мерзлую толщу, или по контакту мерзлых и талых пород; повторно-жильный - продукт многократно повторяющегося замерзания воды в морозобойных трещинах, периодически возникающих в одном и том же месте. Развитие повторно-жильных льдов сопутствует процессу трещинообразования. Повторно-жильные льды могут быть сингенетическими, формирующимися одновременно с осадконакоплением, и эпигенетическими, возникающими после образования горной породы. Различные типы льдов находят разное отражение в рельефе.

Так как вечная мерзлота занимает огромные территории - криогенным процессам принадлежит существенная роль в формировании рельефа земной поверхности. Изучение процессов рельефообразования в областях распространения вечной мерзлоты и конкретных форм рельефа, возникающих в результате криогенных процессов, имеет очень большое значение в России, где, как уже указывалось, более 60% территории заняты вечномерзлыми грунтами. На обширных пространствах, занятых вечной мерзлотой, сосредоточены огромные природные ресурсы — лес, гидроресурсы, различные виды полезных ископаемых: нефть, газ, уголь, железо, алмазы, цветные и редкие металлы и др. В связи с этим происходит интенсивное освоение районов распространения вечной мерзлоты: создаются новые территориально-производственные комплексы (ТПК), ведутся буровые работы, закладываются шахты и карьеры, сооружаются гидро- и тепловые электростанции, строятся газо- и нефтепроводы, шоссейные и железные дороги, возводятся промышленные объекты, города и поселки и т.д. Тщательное и всестороннее изучение процессов, обусловленных вечной мерзлотой, диктуется задачами предотвращения вредных последствий хозяйственной деятельности человека. Природно-территориальные комплексы (ПТК) в условиях вечной мерзлоты отличаются большой уязвимостью. Нарушенные ПТК восстанавливаются крайне медленно. Поэтому особую остроту приобретают вопросы, связанные с охраной природы в областях распространения вечной мерзлоты [10].

3.7.Деятельность  ветра

Ветер - один из важнейших  экзогенных факторов, преобразующих  рельеф Земли и формирующих специфические  отложения. Наиболее ярко эта деятельность проявляется в пустынях, занимающих около 20% поверхности континентов, где  сильные ветры сочетаются с малым  количеством выпадающих атмосферных  осадков (годовое количество не превышает 100-200 мм/год); резким колебанием температуры, иногда достигающим 50^o и выше, что способствует интенсивным процессам выветривания; отсутствием или разреженностью растительного покрова. Особенно большие площади заняты пустынями в Азии, Африке, Австралии, меньше в Европе и Америке. Кроме того, активная деятельность ветра проявляется во внепустынных областях - на побережьях океанов, морей и в крупных речных долинах, не покрытых растительностью, а местами в полупустынях и даже в умеренном климате.

Геологическая работа ветра  состоит из следующих видов: 1) дефляции (лат. "дефляцио" - выдувание и развевание); 2) корразии (лат. "корразио" - обтачивание, соскабливание); 3) переноса и 4) аккумуляции (лат. "аккумуляцио" - накопление). Все указанные стороны работы ветра в природных условиях тесно связаны друг с другом, проявляются одновременно и представляют единый сложный процесс. Можно говорить лишь о том, что в одних местах преобладают одни виды процесса, в других - иные. Все процессы, обусловленные деятельностью ветра, создаваемые ими формы рельефа и отложения называют эоловыми (Эол в древнегреческой мифологии - бог ветров).[12]