Геоморфология. Основы геоморфологии. Учебное пособие. Щеглов Д.И., Громовик А. Учебное пособие для вузов Воронеж Издательский дом вгу 2017 2 удк 551. 4 Ббк 26. 823 Щ33
 Скачать 5.56 Mb.
|
|
4.2 Возраст рельефа и история его развития Рельеф, как и другие компоненты природной среды, имеет свой воз- раст и историю развития. Наиболее древними формами рельефа, возраст которых исчисляется миллиардами лет, являются крупные неровности, представленные материками, срединно-океаническими хребтами, ложем океана и современными геосинклинальными областями, т.е. это планетар- ные формы рельефа. Более молодыми формами рельефа являются менее крупные формы (Система Кавказских гор, Среднесибирское плоскогорье, Восточно-Европейская равнина, Среднерусская возвышенность – мега- и макроформы рельефа). Их возраст составляет десятки миллионов или ты- сячи лет. Еще более мелкие формы рельефа, такие как овраги, промоины, дюны, оползни, конусы выноса, дельты, поймы рек и т.д. (мезоформы рель- ефа) просуществовали всего несколько тысяч или сотен лет и являются са- мыми молодыми. Таки образом, малые формы рельефа представляют собой самые ди- намичные и недолговечные образования. Они быстро возникают и столь же быстро исчезают на земной поверхности. Поэтому в современном рельефе, как правило, отсутствуют микроформы более древних, чем плиоценовые и четвертичные. Крупные формы представляют собой более стабильные об- разования, сохранившиеся в современном рельефе от далеких гео- логических эпох. Очень древний рельеф не может сохранить до настоящего времени все свои первоначальные черты, поскольку он непрерывно разви- вается, подвергаясь воздействию внутренних и внешних сил, характер ко- торых к тому же неоднократно менялся на протяжении истории развития Земли. Поэтому, когда говорят о древнем рельефе, обычно указывают сте- пень его преобразования последующими процессами. Формы рельефа, хорошо сохранившие свои древние черты, находя- щиеся в резком несоответствии с современными условиями называют ре- ликтовыми. Эти формы рельефа встречаются довольно редко. Примером могут служить древние дюны в лесной зоне, сохранившиеся на боровых надпойменных террасах многих рек в Европейской части России и Сибири. Они сформировались в условиях более засушливого климата, чем со- временный, на месте первичных флювиальных форм. Не следует путать реликтовые формы рельефа с унаследованными. Под унаследованными формами рельефа понимают молодые формы, воз- никшие сравнительно недавно на месте аналогичных древних форм и при- 32 нявшие в какой-то степени их внешний вид, размеры и ориентировку в про- странстве. Примером унаследованных форм рельефа являются молодые донные овраги, которые нередко закладываются на днищах древних балок, насле- дуя их ориентировку и направление течения. Чтобы познать историю становления рельефа, недостаточно упро- щенного деления всех форм на молодые и древние. Для этого необходимо знать их абсолютный возраст, исчисляемый в сотнях, тысячах и миллионах лет. Для определения абсолютного возраста рельефа необходимо знать аб- солютный возраст слагающих его горных пород. Последний определяется по распаду радиоактивных элементов, входящих в состав минералов, сла- гающих горные породы (применяется для определения возраста извержен- ных пород), по скорости накопления осадков (для осадочных пород), по ар- хеологическим источникам и по некоторым другим признакам. Данные ме- тоды имеют очень большую погрешность, поэтому на практике чаще всего определяют относительный, или геологический, возраст горных пород и соответствующий ему относительный (геологический) возраст рельефа под которым понимается время (момент) его заложения по отношению к времени образования других (соседних) форм рельефа. Относительный возраст рельефа может быть определен тремя спосо- бами: - путем изучения соотношений между соседними формами рельефа; - по внешнему облику форм рельефа и их размерам; - по соотношению между формами рельефа и слагающими их горны- ми породами, относительный возраст которых известен. В первом случае относительный возраст рельефа определяется путем изучения взаимоотношений между данной формой и формами, наложенны- ми на нее, вложенными или преданными в нее или погребенными под ней. В общем случае любая форма (всегда является более древней по отноше- нию к тем формам, которые наложены на нее, вложены в нее или вырезаны (выработаны) в ней, и более молодой по сравнению с теми формами, кото- рые погребены под ней. Для определения относительного возраста используются также связи, существующие между смежными коррелятными формами рельефа. Одно- возрастны, например, овраг и его конус выноса, дюна и соседняя с ней кот- ловина выдувания и т. д. Очень легко устанавливается относительный воз- раст серийных форм, единых по генезису, сходных по внешнему виду и 33 расположенных относительно друг друга по порядку их образования. Тако- вы морские, озерные и речные террасы, образующие закономерные лестни- цы (ряды) на склонах долин или морских и озерных котловин, а также лест- ницы каров высокогорных стран, подвергшихся оледенению. Относительный возраст рельефа очень приближенно может быть оп- ределен также по внешнему виду форм рельефа и их размерам. Молодые формы обычно невелики по размерам, имеют резкие очертания и обнажен- ные или слабо задернованные склоны со слаборазвитыми почвами. По сравнению с ними древние формы характеризуются более значительными размерами, мягкими очертаниями, задернованными или залесенными скло- нами с хорошо сформированными почвами. Определение возраста рельефа по его морфологии страдает целым ря- дом существенных недостатков. Этот метод не только не дает нам точного представления о действительном возрасте рельефа, но нередко приводит к существенным ошибкам и даже к прямо противоположным заключениям при сравнении их с результатами определения возраста рельефа другими более обоснованными методами. Причина этого состоит в том, что внешний облик рельефа определяется не только его возрастом, но и генезисом не- ровностей земной поверхности, а также существенным образом зависит от свойств горных пород, слагающих поверхность литосферы. Наибольшее научное значение имеет определение относительного геологического возраста рельефа по соотношению между формами рельефа и слагающими их горными породами, относительный возраст которых из- вестен. Геологический возраст устанавливает принадлежность рельефа и его отдельных форм к той или иной геологической эпохе, периоду или эре. Выделяют, например, палеогеновый, неогеновый и четвертичный рельеф. Последний подразделяется, в свою очередь, на рельеф нижнечетвертичный, среднечетвертичный, верхнечетвертичный и голоценовый. Для определения геологического возраста рельефа первоначально вы- ясняют относительный геологический возраст горных пород, слагающих формы рельефа, используя палеонтологические методы. Установив геоло- гический возраст горных пород, определяют затем и возраст рельефа. Наи- более просто устанавливается возраст аккумулятивных форм. Он соответст- вует возрасту тех пород, которыми они сложены. Возраст денудационных (выработанных) форм рельефа определяется сложнее. В этом случае необходимо предварительно определить возраст от- ложений, в которых денудационная форма выработана, и возраст осадков, 34 залегающих внутри денудационной формы (выполняющих ее). Очевидно, что любая денудационная форма всегда будет моложе самого молодого пласта из числа тех, которые она прорезает, и древнее самого древнего пла- ста из числа тех, которые ее выполняют. Определение возраста рельефа в целом и отдельных составляющих его форм дает ключ к познанию истории развития земной поверхности, ее рельефа и поверхностных отложений, что является важнейшей задачей гео- морфологии. 4.3 Связь возраста рельефа с почвенным покровом История развития рельефа представляет большой интерес для почво- ведов, так как с ней связана история формирования современного почвен- ного покрова. Поскольку рельеф земной поверхности в разных своих частях имеет разный возраст, постольку и сформированный на ней почвенный по- кров также оказывается разновозрастным. На территории, имеющей моло- дой рельеф, почвенный покров будет молодым. Для него характерны слабо- развитые почвы, мало чем отличающиеся от первичной материнской поро- ды, на которой они сформировались. В пределах распространения, древнего рельефа и почвенный покров будет более древним. Для него характерны хорошо сформированные почвы с четко выраженными генетическими гори- зонтами. Для молодого рельефа, обычно возникающего на месте осушенных участков прежнего морского или озерного дна, а также в поймах рек или на территориях, сравнительно недавно освободившихся из-под ледникового покрова, особенно характерны интразональные почвы (торфяные, торфяни- стые, глеевые, луговые, иловато-болотные и т. д.). По мере старения релье- фа постепенно преобразуется и почвенный покров. При этом интразональ- ные почвы мало-помалу преобразуются в зональные типы почв (подзоли- стые, черноземные, каштановые и т. д.). Для молодого аккумулятивного рельефа очень характерны гидро- морфные, погребенные и намытые почвы, тогда как для молодого денуда- ционного рельефа более характерны почвы, сформированные в условиях глубокого залегания уровня грунтовых вод, а также почвы с разной степе- нью смытости. Как уже указывалось, почвенный покров является несравненно более динамичным образованием, чем рельеф земной поверхности. Поэтому связь почвенного покрова с историей развития рельефа обнаруживается лишь у 35 самых динамичных форм, обычно имеющих экзогенное происхождение. В зависимости от возраста в почвенном покрове этих форм наблюдается раз- личная степень оподзоленности, засоленности и глееватости, неодинаковое содержание гумуса и полуторных оксидов, а иногда и различный грануло- метрический состав. Древние почвы нередко сохраняют в своей морфологии черты преж- них стадий почвообразования (реликтовые). Таковы слабо оподзоленные лугово-дерновые почвы, которые иногда встречаются под, лесом на низких надпойменных террасах, лишь недавно завершивших пойменную стадию своего развития. По мнению В.А. Ковды значительная часть черноземов, сероземов и каштановых почв в прошлом пережила гидроморфную стадию развития, связанную с геоморфологическими условиями далекого прошло- го. В практической работе чрезвычайно трудно отделить реликтовые осо- бенности и свойства почв от тех из них, которые связаны с современными условиями почвообразования. Отсюда вытекает сложность проблемы по- знания истории почвенного покрова, для решения которой необходимы знания об истории развития рельефа. Особенно отчетливо прослеживается связь почвенного покрова с ис- торией развития рельефа при регрессии 9 морских и озерных бассейнов, формировании дельт, речных террас и последующем перевевании их аллю- виальных отложений. При снижении (регрессии) уровня моря или озера по- следовательно освобождаются от вод все новые участки прежнего морского или озерного дна, которые одновременно и в той же последовательности захватываются процессами рельефообразования и почвообразования. В ре- зультате образуются разновозрастные участки земной поверхности, поч- венный покров которых также будет иметь разный возраст. Ближе к совре- менному уровню моря или озера будут располагаться молодые, а поодаль от него древние участки. На молодых участках хорошо будут выражены пер- вичные неровности рельефа прежнего морского (или озерного) дна, а также формы, свойственные прибрежной зоне (береговые валы, лагуны). На более древних участках будут появляться вторичные формы, связанные с воздей- ствием эоловых и флювиальных процессов на первичную морскую равнину. Здесь сначала появляются дюны в результате перевевания морских песков, а затем формируются овраги и балки под воздействием эрозионных процес- сов. Чем древнее участок прежнего морского дна, тем больше здесь вторич- 9 Регрессия моря - медленное (вековое) отступание моря от берегов, происходящее вследствие поднятия суши, опус- кания океанического дна или уменьшения объема воды в океаническом бассейне. 36 ных форм рельефа и тем хуже выражены первичные (морские и береговые) формы. Если снижение уровня моря происходит очень быстро, то разновоз- растные участки земной поверхности будут отличаться друг от друга не только своим рельефом, но и почвенным покровом, так как в таком случае почвообразующие процессы не смогут преобразовать их в равной степени. В таком случае вблизи береговой линии на самых молодых формах рельефа будут наблюдаться совершенно не измененные почвообразованием морские или озерные отложения. На некотором удалении от берега моря на более древних формах можно обнаружить недоразвитый почвенный покров, ко- торый еще далее вглубь материка сменяется хорошо развитыми зональны- ми почвами, покрывающими самые древние участки прежнего морского дна. Такую картину можно наблюдать, например, па берегах Каспийского моря, уровень которого снизился на несколько десятков метров в течение верхнечетвертичного времени и продолжает снижаться по сей день. Во многих отношениях аналогичная картина наблюдается также при формиро- вании почвенного покрова современных пойм. Вопросы для самоконтроля: 1. Что понимают под ландшафтом? 2. Дайте характеристику рельефу как компоненту ландшафта 3. С какими компонентами ландшафта рельеф имеет тесную связь? Как она проявляется? 4. Какова роль рельефа в формировании ландшафтов? 5. Как проявляется влияние рельефа на ландшафт в разных климатических зо- нах? 6. Какие компоненты ландшафта оказывают влияние на рельеф и в чем оно про- является? 7. Что понимают под возрастом рельефа, Какой рельеф является наиболее древ- ним? 8. Какой рельеф относится к молодым формам? 9. Что понимают под реликтовыми и унаследованными формами рельефа? 10. Охарактеризуйте понятие относительный возраст рельефа. Какими методами он определяется? 11. Как рельеф влияет на почвенный покров земной поверхности? 37 5. ЭНДОГЕННЫЕ ПРОЦЕССЫ И РЕЛЬЕФ 5.1 Проявление в рельефе Земли сейсмических явлений К распространенным проявлениям эндогенных сил относятся сейс- мические явления, которые отличаются быстротой и выделением огром- ного количества энергии. Глубина расположения центра землетрясений (гипоцентр) колеблется от десятков метров до сотен километров. Под влиянием упругих колебаний - сейсмических волн возникают деформации земной коры, которые наиболее интенсивно проявляются вблизи эпицен- тра, то есть в зоне, перпендикулярной гипоцентру. Во время сильных раз- рушительных землетрясений (в 10-12 баллов) образуются трещины дли- ной в сотни метров, по линиям разломов происходят вертикальные (ра- диальные) смещения блоков земной коры с амплитудой до нескольких десятков метров. Под вертикальными, или колебательными, движениями земной ко- ры понимают постоянные, повсеместные, обратимые тектонические движения разных масштабов, площадного распространения, различных скоростей, амплитуд и знака, не создающие складчатых структур. Рис. 14. Пример вертикальных движений земной коры в пределах платформ (образование антеклиз и синеклиз) Такие движения называют еще эпейрогеническими и осцилляционны- ми. Вертикальные движения более низкого порядка образуют антеклизы (повышенные формы рельефа) и синеклизы (пониженные элементы релье- фа) в пределах платформ, поднятия и прогибы. Так формируются мега- и макроформы рельефа. 38 Горизонтальные (тангенциальные) перемещения литосферных плит навстречу друг другу приводят к их столкновению (коллизия), поддвига- нию одних плит под другие (субдукция) или надвиганию одной плиты на другую (абдукция). Процесс раздвигания литосферных плит в области рифтов срединно- океанических хребтов с постоянным воспроизводством земной коры океа- нического типа за счет материала, поднимающегося из верхней мантии, ра- зогретой конвекционными потоками называют спредигом (англ. spreading) (рис. 17, 18). Рис. 15. Схема коллизии с образованием складок (горы) Рис. 16. Схема субдукции Рис. 17. Схема спредигна Таким образом, как вертикальные, так и горизонтальные смещения блоков земной коры приводят к разрывным нарушениям в рельефе под ко- торыми понимают различные тектонические нарушения сплошности горных пород, часто сопровождающиеся перемещением разорванных частей геологических тел относительно друг друга. Разрывные наруше- ния, распространяющиеся на большую глубину (вплоть до верхней мантии), имеющие значительную длину и ширину называют глубинными разлома- ми. Все эти процессы сопровождаются образованием глубоководных же- лобов и окаймляющих их островных дуг (Японский желоб, Японские ост- рова), грандиозных горных сооружений (Гималаи, Анды). Различные типы тектонических движений и обусловленные ими деформации земной коры находят прямое или опосредованное отражение в рельефе. Простейшим ви- дом разрывов являются единичные более или менее глубокие трещины. Не- редко наблюдаются явления надвигов, горизонтальных сдвигов, иногда складчатых деформаций (рис. 19). Молодые сбросы или надвиги морфоло- 39 гически нередко выражены уступом топографической поверхности, высота которого может до известной степени характеризовать величину верти- кального смещения блоков (рис. 20). Рис. 18. Общая схема движения литосферных плит Рис. 19. Схема смещений блоков земной коры по типу сброса, взброса, сдвига и надвига Рис. 20. Схема образования уступов рельефа (в результате разрывных на- рушений) А – сброс, Б – надвиг, В – ступенчатый сброс 40 Другим видом деформации земной коры в результате тектонической деятельности является складкообразование (рис. 21). Рис. 21. Складчатая структура рельефа Пояснения к рисунку: 1 – податливые породы (легко разрушают- ся под действием внешних факторов); 2 – устойчивые породы (тяжело и медленно изменяются при внешнем воздействии) Элементарными видами складок, независимо от происхождения, яв- ляются |