Рельеф ЗПЛитологическая основа ЗП имеет рельеф в виде границы между твердой минеральной литосферой и жидкой или газообразной фазами атмосферы. Рельеф создает углы наклона, по которым за счет действия сил гравитации двигается вода и минеральные вещества. Рельеф образуется как результат взаимодействия различно направленных геологических процессов: эндогенных (внутренних) и экзогенных (внешних). Внешние процессы осуществляются за счет энергии, получаемой от Солнца, а также действия сил гравитации. Распределение площадей поверхности разной высоты существенно отличается от распределения при его случайном формировании (рис. 4.1).
Рис. 4.1 – Гипсометрическая кривая твердой поверхности Земли (А.С. Монин, 1985)
Напомню, площадь поверхности Земли равна 510 млн. км2. Площадь Мирового океана составляет 361,3 млн. км2 (71% земной поверхности), объем — 340,7 млн км3 (1/800 объема Земли и 96,5% всей жидкой воды на планете), средняя глубина — 3711 м, средняя температура — 3,73ºС, средняя соленость — 34,72‰. Площадь суши земного шара составляет 148 940 тыс. км2, что составляет 29,2% от общей площади поверхности всего земного шара. Средняя высота суши над уровнем океана составляет 840 м. Наибольшая высота суши над уровнем океана составляет 8848 м (гора Джомолунгма, на границе Китая и Непала). Наименьшая высота суши составляет 403 м ниже уровня моря (уровень Мертвого моря). По степени расчлененности (перепад высот) рельеф разделяют: · равнинный – 0-30 м, · холмистый – 30-150 м, · возвышенный – 150-300 м, · горный – 300-600 м, · высокогорный – более 600м. Высоты/глубины измеряются геодезическими методами и носят название гипсометрии поверхности. Процессы на твердая поверхности суши и океана качественно различаются. Действие сил гравитации под водой меньше за счет сил выталкивания Архимеда. В отличие от суши реки под водой на склонах не текут, а действие гравитации проявляется в мутьевых потоках, которые срываются с крутых склонов и двигаются с довольно большой скоростью по дну океана. Р ельеф Земли подразделяется на рельеф дна океанов и рельеф континентальных плит (табл. 4.3). Рельеф континентальных плит включает шельф и склон и подошву континентальной плиты. Все остальное абиссаль океана. Тогда, будет две симметрично противоположно распеределенных случайных величины, имеющие резко ассиметричные формы распределения случайных величин высот рельефа поверхности. К сожалению, пока невозможно отразить эти распределения высот рельефа из-за отсутствия более подробных данных дна океана, особенно глубоководных желобов. Таблица 4.3 – Площадное распределение (%) высот земной поверхности (км) в виде дифференциальной и интегральной функций (использованы данные Пухляков, 1972)
Средневзвешенное значение относительной высоты земной коры = -2440 м от поверхности океана (глубина). Распространение высот по поверхности Земли отличается от случайного (рис. 4.4). Различия существенны.
Рисунок 4.4 – Интегральная кривая рельефа поверхности Земли (Ряд 1), случайного распределения высот (Ряд 2)
Причина кроется в том, что форма кривой зависимости площади от гипсометрии (глубин/высот) имеет два «горба» (рис. 4.5). Двугорбость функции распределения высот рельефа указывает, что факторы формирования рельефа суши и океана принципиально различаются – это две разные выборки. А это значит, рельеф суши и океана формируется принципиально разными способами, независимо друг от друга.
Рисунок 4.5 – Бимодальное (двугорбая) распределение гипсометрических высот/глубин: верхний горб – суша, нижний океан
На интегральной кривой (рис. 4.4) видно, что слабонаклонные равнины преобладают как на дне Мирового океана (53,7% от площади поверхности Земли), так и на суше (21,3%). Данные Монина (1985) во многом совпадают: равнина океана составляют 57%, глубоководные желоба – 1 %, равнина суши – 27%, горы – 8%. Различия в оценке площади горных систем связаны с различием в границах интервалов. Следовательно, на Земле преобладают процессы, направленные на выравнивание её поверхности, как на суше, так и глубинах океана. Всего равнины составляют 84% от всей её поверхности. Стабильные поверхности литосферы крайне важны для жизнедеятельности организмов – это позволяет биосфере накапливать благоприятные для жизни условия обитания и нейтрализовать отходы своей деятельности. Крайние положения глубоководные желоба и очень высокие горы достаточно редки на поверхности Земли. Наиболее грандиозен перегиб кривой от глубин -3 км до современного уровня океана – это континентальные склоны. Следует заметить, что нижняя часть верхнего «горба» имеет продолжение под океаном от поверхности до глубины примерно 1 км (рис. 4.6). Можно предположить, что шельф и часть материкового склона когда-то находилось в надводном положении. В то время добраться до моря, чтобы искупаться было не так просто как сейчас. Купаться было опасно, так как берег сразу круто обрывался на очень большие глубины. Получается, что шельф – это часть материка, подтопленная водой. Но материковый склон также подтоплен океаном.
Рисунок 4.6 – Схема Атлантической подводной окраины Северной Америки: шельф; материковый (континентальный) склон, расчлененный каньонами; материковое подножье, гайот в виде подводной горы на абиссальной равнине Выделяются 3 основных элемента рельефа океана: материковая отмель (шельф), материковый склон, ложе мирового океана, глубоководные впадины. Все три указанных элемента океанического ложа охватывают следующее пространство по дну океана, а именно: Материковая отмель.......... 0 – 200 8,4% Материковый склон.......... 200 – 2000 9,3 Ложе Мирового океана........ 2000 – 6000 80,8 Глубоководные впадины........ 6000 –10000 1,5 Материковая отмель отличается самыми незначительными уклонами, она почти горизонтальна (рис. 4.7- 4.8). Следующий за нею материковый склон имеет большие уклоны, однако обычно около 4–5–7°, иногда доходящие до 13° (материковый склон Ирландии и Франции), большие уклоны (20–40°) встречаются только у берегов вулканических и коралловых островов, а у берегов материков пока найдены только в Бискайском заливе, где между некоторыми изобатами имеются уклоны, доходящие до 21–41°. Если в тех же самых местах материкового склона определить общий уклон, то он окажется не выходящим из обыкновенных пределов (3–7°). В целом океаническое ложе представляет собой равнину, которая изменяется незначительно.
Рис. 4.7 – Профиль по линии перпендикулярной берегу о. Гуам (Марианские острова) до места большой глубины (9635 м) (вертикальный и горизонтальный масштабы одинаковы)
Рисунок 4.8 – Обобщенный профиль дна Мирового океана (по Леонтьеву)
Современные данные последних глубоководных погружений описывают Марианскую впадину, как каньон с почти вертикальными стенками. Оказалось, что реки имеют свое продолжение на континентальном склоне под поверхностью океана, так как будто они там текут (рис. 4.6). Но, реки не могут течь под поверхностью океана (Пухляков). Т.е долины могли быть сформированы в наземном положении склона, а не в подводном. Например, сибирские реки Обь, Енисей, сливаются в единое русло на шельфе и континентальном склоне около Новой Земли и по огромному желобу сливаются до дна Северного Ледовитого океана. У реки Гудзон имеется продолжение долины по всему континентальному склону до глубин 1200 м. Тоже самое обнаруживается у крупных рек на Индостане и Африке. Долины русла некоторых рек, стекающих с Европейского континента, прослеживаются до глубины 2600 м в Средиземном море. В 60-ые годы 20 века пробурили дно Средиземного моря и обнаружилось, что под верхними осадочными слоями располагается слои солей большой мощности (Монин, 1985). Объяснить их присутствие можно только тем, что море высохло, и его дно было сухим с соляными озерами в глубоководных местах. Известно, что в период глобального оледенения Гибралтар как пролив отсутствовал и воды из Атлантики не поступали в Средиземное море. Ледник 4 километровой толщей располагался над горными системами Альп и Скандинавии. На месте Средиземного моря располагалась пустыня, покрытая соленной коркой. Черное море также выглядело в виде небольшого озера. Реки сливались по склону и впадали в небольшие соляные озера на дне современных морей. Но если с каньоны Средиземного моря объяснимы, то загадкой остаются каньоны рек на континентальных склонах М. океана. Все крупные реки имеют каньоны подводные на континентальном склоне до глубин более 1000 м. Пухляков (1972) указывает на то, что они не являются трещинами земной коры и доказывает это по их расположению. Все это наталкивает на мысль, что с уровнем океана не все в порядке. Их образование возможно, если склоны находятся над поверхностью океана, т.е. по ним текут реки. Река, впадая в море, теряет энергию движения, т.к. она передается несоизмеримо огромной массе воды. Следовательно, склоны должны быть сухими? Явление не имеет научного объяснения. Энергетические свойства рельефа обусловлены потоками воды и вещества, образованного в результате круговорота воды в природе. Вода испаряется и будучи легче воздуха поднимается вверх. Там она конденсируется при низких температурах и капли становятся тяжелея воздуха и выпадают в виде дождя. Осадки двигаются вниз под влиянием сил гравитации. Они обладают мощной эродирующей транспортирующей энергией. Чем круче рельеф поверхности, тем с большей силой движущиеся воды воздействуют на горные породы. Рельеф характеризуются качественно (морфография) и количественно (морфометрия). Используют следующие показатели: 1. Карты густоты горизонтального расчленения. Наиболее простой способ построения такой карты сводится к определению длины эрозионной сети L на единицу площади Р: L/P. Густоту эрозионного расчленения можно показать и способом, основанным на измерении расстояний между линиями водоразделов и днищами (тальвегами) ближайших эрозионных форм. 2. Карты глубины расчленения. Один из способов составления подобного рода карт заключается в следующем: на топографической основе проводят границы элементарных бассейнов, а затем в каждом из них определяют амплитуду между самой высокой и самой низкой точками. Для определения глубины расчленения может быть использован и такой прием: по изучаемому профилю определяется разница относительных высот между соседними положительными и отрицательными формами рельефа, а также разница высот между наиболее низкими и наиболее высокими точками профиля, т.е. максимальный размах относительных высот. 3. Карта общего показателя расчленения рельефа. Составление карты основано на подсчете по условным квадратам сумм длин горизонталей. 4. Карты крутизны склонов. Показателями крутизны могут служить угол наклона (а) и отвлеченная величина — уклон, равный отношению превышения между точками на расстояние между ними (h/L = tg а). 5. Карта угла касательной к изолинии (Кg). Тщательное изучение морфографии и морфометрии рельефа имеет и большой научный интерес. Разнообразие морфографических и морфометрических показателей заставляет искать причину этих различий, которая может заключаться в неоднородности геологического строения изучаемой территории, в характере и интенсивности новейших тектонических движений. Морфографическая и морфометрическая характеристики рельефа имеют большое прикладное значение. Без знания этих характеристик немыслимо строительство зданий и возведение сооружений, прокладка трасс железных и шоссейных дорог, проведение разного рода мелиоративных мероприятий и др.
|
