Процессы и факторы, обуславливающие формирование рельефа
Рельеф земной коры является результатом длительного, исторически развивающегося взаимодействия двух противоположных сил: эндогенных (в целом создающих) и экзогенных (в целом разрушающих), сглаживающих неровности поверхности Земли.
Эндогенные процессы, протекающие внутри Земли, благодаря внутренней энергии сопровождаются преобразованием и перемещением вещества в мантии и земной коре. Это приводит к вертикальным и горизонтальным тектоническим движениям земной коры. Земная кора деформируется, в результате чего образуются складки. Поднимаются и опускаются отдельные участки земной коры, возникают горы и глубокие впадины. Деформация земной коры сопровождается многочисленными разломами ее. По трещинам отдельные блоки земной коры поднимаются или опускаются, образуются горсты, грабены, сбросы и другие нарушения залегания пород, выражающиеся в рельефе.
Если трещины достигают очагов расплавления горных пород, то в земную кору устремляется магма. Часть ее застывает в земной коре. Образуются штоки, лакколиты, дайки и другие интрузивные тела. Внедрение магмы в толщу земной коры сопровождается ее деформацией и образованием выпуклых форм рельефа. После разрушения вышележащих пластов интрузивные тела со временем оказываются на поверхности земли и образуют положительные формы рельефа. Часть магмы по трещинам извергается на земную поверхность, в результате чего формируются вулканы, лавовые покровы, лавовые потоки и т. д.
Таким образом, тектонические движения земной коры, складкообразование, разломы, перемещение блоков коры, интрузивный и эффузивный вулканизм являются основными рельефообразующими процессами, обусловленными внутренними силами Земли. Они создают преимущественно крупные структурные формы рельефа суши, дна морей и океанов – геотектуры и морфоструктуры. Образование наиболее крупных форм рельефа, обусловленных движением земной коры, началось свыше 150 млн. лет назад. Но особенно существенное значение имели новейшие движения земной коры, происходившие в течение последних приблизительно 20...25 млн. лет, в неогеновом и четвертичном периодах, когда были обусловлены и сформированы многие современные горные области: Тянь-Шань, Кавказ, Альпы и др.
Одновременно с эндогенными процессами в формировании рельефа Земли участвуют экзогенные процессы. Их интенсивность зависит от количества поступающей на земную поверхность солнечной энергии и превращения ее в энергию движения воздуха, воды и твердого вещества литосферы. Кроме того, экзогенные процессы протекают под воздействием гравитационной энергии. Наиболее активными экзогенными процессами является рельефообразующая деятельность поверхностных текучих вод, вод Мирового океана, морей и озер, подземных вод, льда, ветра, растений, животных и человека. Экзогенные силы обусловливают развитие склоновых процессов. Они протекают на склонах различной крутизны и определяют особенности их рельефа. В зависимости от преобладающих процессов выделяются обвальные, осыпные, лавинные, оползневые, солифлюкционные, делювиальные и другие склоны.
Экзогенные процессы обычно создают средние и мелкие формы рельефа – морфоскульптуры. Они постоянно воздействуют на рельеф, созданный эндогенными процессами, осложняя его более мелкими формами. В конечном счете, экзогенные процессы в течение геологического времени разрушают и нивелируют рельеф земной поверхности.
Формирование рельефа любого участка земной поверхности происходит под влиянием одновременно не одного, а нескольких эндогенных и экзогенных процессов. Поэтому при установлении генетического типа рельефа определяют, какой из рельефообразующих факторов является решающим.
Кроме эндогенных и экзогенных процессов, на формирование рельефа влияют состав горных пород, геологические структуры территории, климатические условия и другие природные факторы. Они непосредственно в создании рельефа не участвуют, но обусловливают проявление тех или иных рельефообразующих процессов, их интенсивность и географическое распространение.
Состав и свойства горных пород определяют их стойкость к выветриванию и податливость к механическому разрушению ветром, текучими водами, льдом и другими экзогенными силами.
Магматические и метаморфические кристаллические горные породы мало податливы к размыву и разрушению экзогенными силами. Однако они сравнительно легко разрушаются под воздействием процессов выветривания. Крупнокристаллические горные породы, особенно состоящие из нескольких минералов, менее стойкие, чем образовавшиеся из одного минерала, мелкокристаллические или аморфные. Например, гранит, состоящий из кварца, полевого шпата и слюды, разрушается быстрее, чем кварцит – мономинеральная горная порода.
Гнейсы и сланцы, имеющие слоистую структуру, разрушаются быстрее, чем вулканические кристаллические породы, отличающиеся массивной текстурой, способствующей образованию линейно вытянутых форм рельефа.
Песок, глина, лёсс и другие осадочные породы, более стойки к выветриванию, но легко податливы к разрушению, например, размываются водой и перевеваются ветром.
Теплопроводность и теплоемкость горных пород влияет на интенсивность процессов выветривания и скорость преобразования рельефа. Малая теплопроводность горных пород способствует более быстрому их разрушению. При нагревании возникают большие температурные контрасты на соседних участках породы, на поверхности и внутри нее. Это приводит к образованию трещин и раздроблению породы на обломки различной величины.
Водопроницаемость горных пород имеет огромное рельефообразующее значение. Поглощая дождевые и талые воды, пористые, трещиноватые и обломочные горные породы переводят поверхностный сток в подземный. Вследствие этого на территории с водопроницаемыми горными породами слабо развиты эрозионные формы рельефа, замедлены процессы денудации и выполаживания склонов.
Залегание водоупорных слоев под водопроницаемыми приводит к образованию оползневых форм рельефа на склонах речных долин, горных хребтов, на берегах морей и озер.
Растворимость гипса, каменной соли, известняков и других горных пород обусловливает развитие в областях их распространения карстовых процессов и карстовых форм рельефа. Отражается в рельефе и такое свойство горных пород, как просадочность. На лёссах и лёссовых суглинках, уменьшающихся в объеме при намокании, образуются поды и блюдца – неглубокие отрицательные просадочные понижения.
В целом геоморфологическое значение свойств горных пород выражается в том, что более стойкие породы образуют обычно положительные, а менее стойкие – отрицательные формы рельефа.
Геологические структуры, образовавшиеся в условиях разнообразного залегания пластов горных пород в литосфере, во многом определяют рельеф того или иного участка земной поверхности. Неодинаковая мощность пластов горных пород, различная их устойчивость к воздействию внешних сил, а также разная интенсивность экзогенных процессов обусловливают различную скорость разрушения геологических структур и их элементов, что находит свое отражение в рельефе. В этом заключается важнейшая роль геологических структур как рельефообразующего фактора.
Сложный рельеф формируется в областях складчатых структур. На характер рельефа влияют формы и размеры складок, углы падения пластов, чередование стойких и податливых гордых пород.
Климат является одним из важнейших факторов рельефообразования. Он определяет виды и интенсивность процессов выветривания. От него во многом зависят денудация продуктов выветривания, дальность переносов, сортировка и аккумуляция их.
Климат влияет на рельеф непосредственно через метеорологические элементы: температуру воздуха и почвы, влажность воздуха, осадки, ветер и др. Кроме того, он влияет на рельеф косвенно, через поверхностные и подземные воды, растительный покров, животный мир и другие компоненты природы. Прямое и косвенное воздействия климата на рельеф тесно взаимосвязаны, так как многие компоненты природной среды являются по существу функциями климата. Например, выпадение большого количества осадков создает изобилие поверхностных и подземных вод и способствует развитию эрозионных, оползневых и карстовых форм рельефа. Сплошной растительный покров с хорошо развитой дерниной и лесной подстилкой уменьшает или совсем исключает водную эрозию на склонах и образование промоин, оврагов и других эрозионных форм рельефа. Территории с разреженным растительным покровом или лишенные его подвержены водной эрозии, а в засушливых областях – рельефообразующей деятельности ветра.
Активное влияние климата на рельеф определяет зональность экзогенных процессов и создаваемых ими форм рельефа. Так, в Антарктиде, Гренландии, на островах Арктики и в горах выше снеговой линии в условиях нивального климата осадки выпадают преимущественно в твердом виде. Здесь преобладают процессы физического (морозного) выветривания. Снег постоянно превращается в лед, медленно стекающий по уклону земной поверхности. Поэтому в нивальном климате определяющим фактором формирования рельефа являются ледники и преобладают ледниковые формы рельефа.
В полярном климате, характерном для областей распространения многолетнемерзлых грунтов, преобладают своеобразные мелкие и средние формы рельефа, не встречающиеся в других климатических условиях.
В областях с гумидным климатом выпадает большое количество осадков. Избыточное увлажнение при достаточно высоких температурах обеспечивает интенсивные процессы химического выветривания. Значительный сток поверхностных вод приводит к образованию промоин, оврагов, балок, речных долин и других эрозионных форм рельефа. При наличии растворимых горных пород образуются карстовые формы рельефа.
В аридных областях, отличающихся большой сухостью и малым количеством осадков, даже в условиях очень бедного, разреженного растительного покрова эрозионные формы рельефа развиты слабо. Зато исключительно интенсивно образуются эоловые формы рельефа. Рельефообразующей деятельности ветра способствуют отсутствие растительности, сухость рыхлых продуктов выветривания, которые переносятся ветром на большие расстояния.