Эндогенные процессы. Тектонические движения земной коры. Складкообразование. Разрывные нарушения. Колебательные движения.

· Экзогенные процессы. Выветривание и рельефообразование. Уровни денудации. Рельефообразующая роль ветра, снега, льда, текучих и подземных вод. Типы рельефа.

1. Эндогенные процессы. Тектонические движения земной коры. Складкообразование. Разрывные нарушения. Колебательные движения.

К внутренним (эндогенным) процессам, изменяющим поверхность Земли относят тектонические процессы: колебательные, складкообразовательные, разрывные.

Земная кора постоянно находится в движении, одни ее участки поднимаются, другие – опускаются. Эти движения и называются тектоническими. Среди них существуют вековые колебания. Установлено, что область Ботнического залива поднимается со скоростью 2 см в год, 2 м – в столетие. На дне Эгейского, Адриатического и др. морей на глубине до 20 м. найдены остатки строений и даже городов. В настоящее время поднятие происходит на Скандинавском полуострове, в Исландии, Гренландии. Опускается территория Голландии, Ю. Англии, Сев. Италии.

Колебания, охватывающие большую территорию, называются эпейрогеническими (от греч. эпейрос – суша).

При поднятиях суши происходит регрессия моря, а при опусканиях – трансгрессия.

Наиболее грандиозные нарушения земной коры вызывают складкообразовательные движения. Они создают горы.

Осадочные породы (их пласты) спокойно залегают до тех пор, пока на них не действует боковое (тангенциальное) движение. Если же эти породы достаточно эластичны, то происходит смещение и образование складок.

Виды складок: прямая, косая, лежачая, веерообразная, изоклинальная, сундучная.

Наиболее яркими формами являются: синклинали, или мульды, когда изгиб направлен вниз, и антиклинали, или седла, когда изгиб направлен вверх. Вместе они образуют складку. Иногда складки разрываются при изгибе пластов и одна часть надвигается на другую, возникают надвиги, или перекрытия.

Очень крупные надвиги с большими горизонтальными перемещениями на несколько км называются шарьяжами. Примером складчатых гор являются: Альпы, Гималаи, Анды и др.

Т.о. складки образуются в тех случаях, когда горные породы находятся на большой глубине, при высокой температуре, под большим давлением.

Разрывные движения. Они происходят там, где действующие силы превышают прочность горной породы и образуются трещины, при этом смещения горной породы образуют сбросы и взбросы.

Если участок земной поверхности остается на прежнем уровне или поднимается, а соседние участки опускаются, то образовавшееся таким образом возвышение называется горст, а опустившийся по разломам участок – грабен.

Разрывные трещины иногда заполнены водой, образуя глубокие озера – Байкал.

Новая глобальная тектоника плит (тектоника литосферных плит) – тектоническая гипотеза, предполагающая, что литосфера разбита на крупные плиты, которые перемещаются по астеносфере в горизонтальном направлении. Близ срединно-океанических хребтов литосферные плиты наращиваются за счет вещества, поднимающегося из недр, и расходятся в стороны (спрединг). В глубоководных желобах одна плита подвигается под другую и поглощается мантией (субдукция).

Там, где плиты сталкиваются между собой, возникают складчатые образования (сооружения).

Землетрясения.

Это подземные толчки и колебания земной поверхности, возникающие в результате внезапных смещений и разрывов в земной коре и верхней мантии, и передающиеся на большие расстояния. Сильные землетрясения носят катастрофический характер, уступая по числу жертв только тайфунам, и значительно опережая извержения вулканов.

Число слабых землетрясений гораздо больше, чем сильных.

Территориальное распределение землетрясений неравномерно. Оно определяется перемещением и взаимодействием литосферных плит.

Главный сейсмический пояс, в котором выдерживается до 80% всей сейсмической силы, расположен в Тихом океане в районе глубоководных желобов, где происходит подвигание холодных литосферных плит под континент. Остальная сила выдерживается в Евроазиатском складчатом поясе в местах столкновения Евроазиатской плиты с Индийской и Афроамериканской плитами в районах срединно-океанических хребтов в условиях растяжения литосферы. Очаги землетрясений находятся на глубине до 700 км, но большая часть на глубине до 70 км. Размер очага может достигать 100х1000 км. Продолжительность землетрясений различна, часто число подземных толчков образует рой землетрясений, включая предыдущие (форшоки) и последующие (афтершоки) толчки.

Из огромного числа землетрясений только одно имеет магнитуду, равную 8 или более, десять – 7-7,9, сто – 6-6,9.

Крупное землетрясение в пустыне может остаться незамеченным. Например, Гоби-Алтайское (1957 г., магнитуда – 8,5, интенсивность – 11-12 баллов. В результате его возникли 2 озера, мгновенно образовался огромный надвиг, длиной до 10 км., максимальное смещение по сбросу достигло 300 м и т.п.). Территория шириной 50-100 км, и длиной 500 км. была полностью разрушена. Землетрясение в Лиссабоне 1755 г. (50 тыс. погибли).

Общее число жертв землетрясений на планете за последние 500 лет составило около 5 млн. человек, почти половина приходится на Китай. В 1556 г. В Китайской провинции Шеньси при землетрясении с магнитудой 8,1 погибло 830 тыс. человек, в районе Таншан к востоку от Пекина землетрясение с магнитудой 7,8 вызвало гибель 240 тыс. человек (по данным американских сейсмологов 1 млн.).

1737 г. В Калькутте (Индия) – 300 тыс. человек.

1908 г. В Мессине (Италия) – 120 тыс. человек.

1923 г. В Токио – 143 тыс. человек.

Постоянные наблюдения осуществляются сейсмической службой.

В конце 20 века техногенная деятельность человека, принявшая планетарный масштаб, стала причиной искусственно вызываемой сейсмичности, возникшей при ядерных взрывах, при строительстве водохранилищ и других сооружений.

 

2. Экзогенные процессы, изменяющие поверхность Земли.

К ним относят: солнечное тепло, поступающее на Землю, работа воды, ледников, ветра, действие животных организмов, проявление сложных химических процессов и т.д.

Совокупность процессов, происходящих под воздействием воздуха, воды, льда, колебаний температуры, жизнедеятельности животных, растений, человека и приводящих к разрушению горных пород, называется выветриванием. Выветривание подразделяют на: физическое, морозное, химическое, органическое.

Физическое выветривание – распадение каменных горных пород на обломки (щебень). Происходит интенсивно в резко континентальных зонах при резкой смене суточных температур, когда днем поверхность породы, нагреваясь, расширяется, а ночью, охлаждаясь, сжимается и трескается. На физическое выветривание оказывают влияние животные, деятельность человека, а также ветер. Под его влиянием разрушаются не только рыхлые, но и каменистые горные породы.

Морозное выветривание. Характерно для арктических и субарктических географических поясов, экстраконтинентальной зоны и высокогорий. Особенно интенсивно при температуре ниже 45, когда вода замерзает не только в трещинах, но и в капиллярах, разрывая горные породы и доводя их до лессовидного состояния.

Химическое выветривание. Наиболее интенсивно на экваторе и тропических поясах. Для этого типа выветривания характерно накопление в озерах и болотах полезных ископаемых: бокситов, фосфоритов, никеля, кобальта, осадочного железа. Химическое выветривание захватывает поверхность почвогрунтов до 30 м. и даже более. Особенно интенсивно этот процесс протекает в известняках, доломитах, гипсах.

Органическое выветривание. Идет под действием дробления горной породы корнями растений, кислот при разложении растений и животных, экскрементов животных и птиц, под деятельность микроорганизмов, грибов, лишайников.

Главный результат органического выветривания – один из факторов образования почвы.

В целом процесс разрушения и изменения горной породы очень сложен, в нем проявляются все виды выветриваний одновременно.

Тип выветривания зависит от климата. Процесс выветривания ведет к образованию осадочных горных пород: элювия (продуктов, остающихся на месте разрушения), делювия (продуктов, перемещенных текучими водами, ледниками, силой тяжести).

С выветриванием связан процесс денудация.

Денудация – главный физико-химический процесс, выравнивающий земные неровности.

Выражается денудация в сносе продуктов выветривания и разрушения с гор и выпуклостей, и отложении их в понижениях. В процессе денудации участвуют все силы, действующие на поверхности Земли. Под действием тяжести сваливаются с обрывов и крутых склонов крупные и мелкие обломки горных пород, иногда вызывая лавины. Обломки переносятся ледниками и речным льдом сверху вниз. Неровности размываются постоянными и временными потоками, а дождевые воды смывают мелкие частицы с самых малых склонов (эрозия). Морские и озерные волны разрушают берега (абразия). К денудации относится также растворяющая и просасывающая деятельность воды (карстовые и суффозионные процессы). Денудация ускоряется при тектоническом подъеме и разломах участков суши. В результате горные сооружения понижаются, а впадины заполняются. Происходит постепенное выравнивание рельефа, образование холмистых, а затем равнинных пространств – денудационного холмисто-равнинного рельефа (пенеплен).

Ветер и эоловые формы рельефа.

Ветер разрушает, переносит и откладывает твердые частицы. Разрушение различных по твердости пород идет неодинаково. Менее устойчивые породы разрушаются быстрее, возникают специфические ячеистые формы выветривания – эоловые кружева и ниши. В условиях пустынь, где нет сплошного растительного покрова и почти всегда дует ветер, он создает причудливые формы рельефа: эоловые столбы, «грибы», пирамиды, качающиеся скалы. Ветер не только разрушает, но и создает положительные формы рельефа – барханы.

Эоловые отложения (Эол – повелитель ветров в греч. мифологии) – вторичные отложения песков, реже лессов, перемещаемые ветром в местах морских, ледниковых, дельтовых и террасово-долинных (речных) накоплений. Э.о. типичны для субтропических и тропических пустынь, где сильные ветры и недостаток влаги для закрепления их растительность создают условия для перевевания песков. Для эоловых отложений характерна клиновидно-косая и диагонально-волнистая слоистость. Они образуют формы рельефа от песчаной ряби (микрорельеф) до мезорельефа барханов, дюн, барханных цепей, песчаных гряд и др.

В пустынях Аравии отмечены барханы высотой до 120 м. Особенностью их является то, что они двигаются по направлению ветра. Иногда промежутки между барханами (понижения) сложены глиной и лишены растительности. Это такыры.

Работа снега.

В горах накапливается огромное количество снега, который нависает над обрывами и склонами. Время от времени он срывается и с большой силой скатывается вниз, захватывая с собой камни и обломки скал. Такая снежная лавина разрушает скалы гор. После таяния снега, остается твердый материал, заполняющий и выравнивающий межгорные впадины.

Работа льда.

Ледники на земном шаре занимают площадь в 11% всей суши, или 16,1 млн км² . Распределение их неравномерное: 85% - в Южном полюсе, 15% - в Северном полюсе.

Ледники бывают материковые и горные.

Материковые ледники покрывают огромные площади в Антарктиде, Гренландии, многих полярных островов. Средняя мощность их 2200 м, максимальная – 4200 м.

У горных ледников различают 2 части: область питания и область таяния, которые разделяются снеговой линией. Выше нее снег не тает полностью даже летом.

Высота снеговой линии зависит от широты места, количества осадков, ориентации горных склонов и т.д. наибольшая высота снеговой линии в тропическом поясе (на горах, в Андах под экватором) – 4800 м, на Кавказе – 3-4 тыс. м, на Новой Земле – 600 м.

Выше снеговой линии снег скапливается в большом количестве, уплотняется и превращается в фирн – зернистую массу, а еще более уплотняясь – в глетчерный лед.

Образующаяся вода в результате подтаивания, проникает в снег и там замерзает в лед. Он имеет пластические свойства: подобно жидкости способен течь по наклонной плоскости, со скоростью 0,1-8 м в сутки.

Очаги питания ледника находятся выше снеговой линии, а сам ледник может спускаться ниже ее.

Двигаясь, ледники производят эрозионно-аккумулятивную работу. Лед образует котловины, ямы, сглаживает выступы пород, расширяет и углубляет понижения. Образуется обломочный материал в виде валунов, песка, глины – все это морена.

Морена, переносимая ледником, называется движущаяся, а освободившаяся ото льда после таяния – отложенная.

Морены бывают: донные, поверхностные, боковые и срединные.

Донная морена присутствует у всех ледников. Создается за счет разрушения ложа, по которому движется ледник.

Поверхностная и боковая – образуются из скопления обломков, падающих на поверхность ледника со склонов окружающих гор.

Срединная морена возникает при слиянии двух ледников или при разрушении скалы на пути ледника.

Все ледники (и горные, и материковые) переносят весь моренный материал к своему краю, где начинается таяние ледника. Основная масса морены откладывается в виде конечно-моренных гряд, а мелкие частицы относятся далеко от ледникового края. Они называются водно-ледниковыми или флювиоогляциальными.

Талые воды впереди ледников образовали обширные равнинные поля из гравия и песка, называющиеся зандрами.

В равнинных областях другого оледенения распространены озы.

Озы – это длинные гряды, или валы, вытянутые в направлении движения ледника. Их высота 30-40 м., ширина у основания от 50-100 до 2 км, а длина 30-40 км. это извилистые гряды, образованные в результате отложения песка, гальки, гравия потоками талых вод.

Камы – холмы неправильной формы, сложенные песчано-валунным материалом. Высота их от 5 до 70 м, в поперечнике от 100 до 2000 м. по гипотезе, они являются скоплениями моренного материала, отлагавшегося в озерах, находящихся в леднике.

Друмлины – продолговатые холмы. Длина – 400-1000 м, ширина – 150-200 м, высота – 10-40 м. сложены глинами и валунами (это холмы сигарообразной формы).

Кроме этих форм, имеются формы рельефа, созданные эрозией или экзарацией: борозды, царапины, углубления в скалах (Кольский полуостров).

Бараньи лбы – куполообразные холмы, имеющие гладкие пологие склоны со стороны двигающегося ледника и более крутые – с противоположного.

Система бараньих лбов – курчавые скалы. Бараньи лбы, полузатопленные водой – шхеры.

Троги – долины, имеющие форму корыта, с крутыми склонами и вогнутым дном.

Выше снеговой линии, в горах, распространены полые и вогнутые формы рельефа.

Кары – нишеобразные углубления, внешняя стенка которых всегда ниже, открыта в сторону общего падения склона. Их происхождение связано с морозным выветриванием и ледниковой эрозией.

Разрастаясь, кары сливаются вместе и образуют цирки – углубления на склонах гор.

Работа текучих рек

Работа текучих рек включает три основных этапа: разрушение (эрозия), перенос (транзит), отложение (аккумуляция).

Эрозия зависит от скорости течения и массы воды (глубинная и Бокова эрозия). Существует закономерность для всех рек: в верхнем течении наблюдается эрозия, в среднем – перенос, в нижнем – аккумуляция.

В твердых кристаллических породах мощные быстрые потоки за длительное время образуют ущелья: теснины (узкие долины с отвесными стенками) и каньоны – очень глубокие, узкие долины рек (большой каньон р. Колорадо, глубиной до 1800 м и длиной 380 км.)

Глубинная эрозия имеет свой предел – базис эрозии.

По мере движения от устья к истокам, каждый поток поднимается над свои базисом.

Разрушение пород под водотоком идет неодинаково: быстрее – менее твердые и рыхлые породы.

Более резко выраженные уступы горных пород по которым скатывается вода, называются водопадами (Виктория на р. Замбези – высота 120 м, Ниагарский – 49 м, Игуасу в Южной Америке – 80 м, Анхель на р. Ориноко – ок. 1000 м, Тугела в Африке – 853 м.).

Боковая эрозия обуславливает расширение русла в ширину. На извилинах русла вода, благодаря силе центробежности, прижимается к берегу и подмывает его. Появляются излучины или меандры. Противоположный берег намывается, образуются отмели и пляжи. Процесс меандрирования приводит к образованию стариц.

Плесы – глубокие участки реки.

Перекаты – мелкие, приуроченные к переходам от одного меандра к другому.

Плоскостная эрозия переходит в линейную, или размыв. Это овраги. Они растут вверх к водоразделу, образуют отвершки.

Овраги, в которых прекратилась эрозия и заросли склоны, называются балками.

Перенос

Чем больше скорость течения, тем выше способность переноса. При скорости 0,15 м/с, вода переносит песок, при скорости 1,5 м/с – гальку, скорости 11-12 м/с – камни, объемом до 5 м³.

Грязекаменные потоки – сели. Все реки земного шара за 1 час выносят в моря и океаны около 20 млрд. тонн вещества, т.е. 134 т. С 1 км².

Аккумуляция.

Размыв и аккумуляция связаны между собой. Текучая вода сортирует отложения. Отложения постоянных и временных водных потоков, состоящие из обломочного материала различной степени окатанности и сортировки, называются аллювием.

Работа подземных вод: оползни, суффозионные, карстовые процессы.

Оползни образуются на склонах различных неровностей. Там, где водоупорный пласт имеет наклон, по которому текут грунтовые воды. Вышележащие склоны постепенно теряют сцепление и начинают скользить по смоченному водоупорному пласту. Причина этого – обильные осадки.

Просадочные, или суффозионные формы рельефа. В условиях рыхлых пород (лесса) талые или дождевые воды стекают в понижения, просачиваются вглубь, происходит просадка, образуются западины (в Белоруссии – лощины, оборки, в степях – степные блюдца).

В местах легкорастворимых пород (мел, известь, доломит) характерны карстовые формы рельефа.

Голый карст (проявляется на поверхности) – карры – борозды, глубиной до 1-2 м. система карров, разделенных узкими гребнями, называется карровыми полями.

Карстовые воронки, колодца, шахты – наиболее распространенные карстовые формы. Они различаются по генезису, но имеют одинаковую форму: всегда сужаются книзу и часто заканчиваются понорами – трещинками, по которым уходит в глубину атмосферная вода. Они образуются в тех случаях, когда имеются легкорастворимые породы.

Карстовые колодца – это более глубокие образования, 7-10 м, с крутыми, отвесными стенками. Шахты – это колодца, глубиной до сотни метров и более. Самая глубокая шахта в районе Триеста – 323 м.

Карстовые долины и котловины, сливаясь вместе, образуют понижения – полья.

Карстовые пещеры – создаются подземными токами. Глубина пещер до 500 км. и более. Крупнейшая карстовая пещера – Мамонтова – Флинт – Ридж (США) имеет глубину 16 км, а общую протяженность до 300 км. Оптимистическая (180км) и Озерная (105 км) – УССР.

Грунтовая вода в условиях вечной мерзлоты.

Вечная мерзлота – слой мерзлых пород, залегающих в верхних частях земной коры и не оттаивающих длительное время. Мощность ее различна: от нескольких метров до 200-800 м. (Хатанга).

Рельеф суши.

Основные формы: горы и равнины.

Гора – возвышение, имеющее вершинную точку, склоны и подошвенную линию, поднимающееся над местностью более, чем на 200 м.

До 200 м – это холм.

Горный хребет – линейно-вытянутая форма, имеющая гребень, склоны. Горные хребты, соединяясь, образуют горные цепи.

Нагорье – обширный участок земной поверхности, состоящий из горных хребтов и равнин.

Горы делятся на высочайшие, высокие (более 2 км), средние (от 800 м до 2 км) и низкие (не выше 800 км).

Плосковершинные и ограниченные уступами обширные участки суши называются плоскогорьями.

По происхождению горы бывают: эрозионные, вулканические, тектонические.

Равнины – обширные участки суши с ровной или слабоволнистой, обычно слегка наклоненной, поверхностью. По характеру поверхности бывают: плоские, волнистые, холмистые. По высоте – низменные (до 200 м), возвышения и плато.

По происхождению:

Морские плато, или равнины – Западно-Сибирская, Прикаспийская.

Аллювиальные равнины – Индо-Гаиская.

Озерные равнины (Приильменская).