Лекция №1 Планеты солнечной системы и Луна. Вещественный состав земной коры



страница3/4
Дата04.05.2016
Размер0.61 Mb.
1   2   3   4
Деятельность вод морей и озер и их рельефообразующие значение.

Моря и озера как геологический и геоморфологический факторы. Геологическая деятельность морей и озер хотя и выражается как и у всех внешних геологических агентов, в разрушении горных пород, обработке продуктов разрушения, переносе и отложении захваченного материала, но наряду с этим имеет и ряд специфических черт, которые придают ей важное значение в перераспределении вещества на земной поверхности.

Разрушительная работа вод морей и озер осуществляется прибоем волн, химическим воздействием на горные породы, течениями. Перенос и обработка материала происходит под действием тех же волн и течений – временных и постоянных. Осадки накапливаются на дне и берегах, но в процессах осадконакопления и заключается отличие морей и озер от ряда других внешних агентов, например, ветра. Ветер, ледники и текучие воды отлагают главным образом тот материал, который они захватили в процессе своей разрушительной деятельности. В морях накапливается не только тот материал, который получен в результате разрушения водами данного бассейна берегов и дна, но и тот, который принесен в море (озеро) другими агентами (реками, ледниками, ветром и т.д.), а также и материал, получившийся в результате химических и биохимических процессов, протекающих в самой водной среде. Отлагаясь на дне, весь этот сложный по генезису материал приобретает особые черты, не свойственные отложениям рек, ледников и других агентов. Геоморфологические особенности морей и озер, как рельеф образующих агентов, заключается в том, что для них характерна резко выраженная концентрация рельефообразующих процессов вдоль береговых линий, на уровне, тесно привязанном к уровню воды и практически горизонтальном. Это значит, что в глубине на дне не идут процессы рельефообразования, напротив, сейчас известно, что и на дне самых глубоких океанических впадин процессы рельефообразования достаточно интенсивны и своеобразны, и мы только отмечаем важность весьма существенных процессов, происходящих на границе суши и воды.

Напряженность этих процессов в большей степени зависит от размеров бассейна (моря, озера), но принципиальные различия между работой волн озера и моря не так уже велики, что позволяет нам для разбора основных закономерностей не останавливаться отдельно на озерах и на морях.

Береговые процессы. Разрушение горных пород, слагающих берега осуществляется волнами, которые при подходе со стороны открытого моря и ударе о берег способны развивать давление до 2-3 кг/см2. При помощи волн море как бы стремиться срезать все материки и острова до своего уровня. Отсюда и возникло название этого вида деятельности моря – абразия (срезание, сбривание).

Общая длина береговой линии материков и островов около 260000 км; это цифра говорит, что абразия на земном шаре занимает важное место среди разрушительной деятельности других внешних агентов. Это цифра увеличится не менее чем в 2 раза, если мы измерим длину береговых линий всех озер земного шара, и останется, достаточно велика, после вычитания аккумулятивных берегов.

На крутых и высоких берегах у которых глубины нарастают быстро (берег приглубый уклон подводного склона в среднем 10 45´), действие морского прибоя сказывается с наибольшей силой. Здесь волны всей массой обрушиваются на подножие берега, дробят и размывают слагающие его породы и постепенно в основании берегового обрыва (клифа), если он сложен достаточно стойкими породами, вырабатывается углубление, получившее название волноприбойной ниши. В породах, менее стойких или сильно трещиноватых, формы берегового откоса получаются более сложные. Здесь часто образуются гроты, пещеры, глубоко вдающиеся в берег, размытые волнами трещины и другие образования.

По мере продолжающегося подтачивания основания склона вышележащие части берега обрушиваются в море и обломками горных пород становятся теми орудиями, при помощи которых волны начинают еще более успешно разрушать берег. Образующийся при этом более мелкий материал относится сбегающей разбившейся волной в море и на подводном склоне берегового откоса откладывается как бы в виде подводной осыпи.

Разрушение горных пород прибоем и волнами может происходить до глубины около 200 м (в небольших бассейнах и озерах меньше). В связи с этим на месте отступающего берега образуется полого наклоненная от берега поверхность, сложенная коренными породами, носящая название абразионной платформы (бенч).

Дальше от берега, на внешнем крае абразионной платформы, происходит интенсивное накопление продуктов разрушения; образующаяся здесь подводная осыпь постепенно увеличивается и превращается в аккумулятивную платформу (террасу), которая вместе с абразивной образует береговую платформу.

После образования широкой береговой платформы отступание берега продолжается еще некоторое время под действием особенно больших волн, возникающих во время сильных штормов. В дальнейшем, если на развитие берега не влияют другие силы, размыв прекращается и даже начинается процесс накопления выбрасываемого материала. Эту стадию в развитии берега принято называть стадией равновесия. Равновесие на этих берегах обусловливается тем, что береговая платформа у их подножия развита настолько широко и имеет такой профиль, что полностью гасит всю живую силу волн, приходящих со стороны открытого моря. В этом случае материал, покрывающий поверхность береговой платформы, испытывает незначительные смещения вверх и вниз по склону или лежит на месте.

На берегах, достигших состояние равновесия, море набрасывает у подножия клифа мелкий обломочный материал, формируя пляж.

Кроме приглубых берегов различают берега низменные, отмелые (имеющие малые углы наклона подводного склона – от 00 1' до 00 30'), около которых море с самого начала развития береговых процессов имело малые глубины. На таких берегах волны разбиваются вдали от береговой линии, разрушают поверхность дна, и, перемещая, продукты разрушения ближе к берегу создают бар. Между баром и сушей создается полоса мелкого моря, которая в том случае если гребень бара поднимается над уровнем моря, превращается в лагуну.

а)


б)

в)


различные стадии образования подводных валов
Штрихпунктиром показаны кривые воздействия волн на дно, штриховой линией (на схемах «б» и «в») – положение исходного профиля, соответствующие линии она на схеме «а» (по В.П. Зенкевичу).
Таким образом, накопление материала, отложенного морем, происходит при образовании подводной осыпи (аккумулятивной платформы), берегового вала и бара.

Морские озерные террасы. Береговые процессы проходят полный цикл развития и завершаются выработкой устойчивой береговой платформы только при устойчивом положении уровня и озера. Если уровень поднимается или происходит погружение данного участка земной коры, что равнозначно, то разрушение берегов будет происходить и при широкой береговой платформе, т.к. глубоко ушедшая ее поверхность не будет оказывать тормозящего влияния на приходящие с моря волны. При поднятии земной коры или опускании уровня моря (озера) береговая платформа частично или полностью может оказаться выше уровня воды и превратиться в морскую (или озерную) террасу.

Донные осадки и характерные формы рельефа. Являясь аккумуляторами осадков, океаны имеют некоторые отличия в распределении осадочного материала, по сравнению с распределением его на дне морей (и озер). Дно морей и прилежащих к материкам частей океанов покрыто терригенными (образовавшимися за счет разрушения суши) осадками, которые покрывают береговую отмель, материковый склон и местами покровом спускаются к его подножию. Только вдоль небольших отрезков береговой линии развиты осадки типично морского происхождения, например, коралловые известняки и пески. Террегенный материал далеко в открытый океан обычно поступает в малом количестве (заносится морскими и воздушными течениями), но при участии айсбергов может быть унесен очень далеко в океан и разбросан на большой площади. Только в сравнительно узкой зоне, вдоль побережий, терригенные осадки представлены грубым обломочным материалом (галечники, пески); дальше от берегов этот материал становится мельче и уже с глубин 25-150 м (зависит от силы волнений, течений и т.п.) преобладают илистые осадки (кроме мест распространения айсберговых осадков, среди которых могут встречаться и валуны). Эти илы имеют разный состав и окраску, обусловленные особенностями поступления материала с суши и условиями отложения в море. Широко распространены синие илы (синий цвет указывает на недостаток кислорода в придонных слоях воды). Красный их отлагается там, где в океан приносится ярко окрашенный (красноцветный) ил и глина, образующиеся в результате процессов химического выветривания на материалах в условиях влажного тропического и субтропического климата. Зеленые илы и пески окрашены в этот цвет минералом глауконитом, образующимся в море в местах встречи холодных и теплых течений. Огромные пространства дна Мирового океана покрыты илами ограниченного происхождения.

В условиях морского дна происходят различные химические реакции, в результате которых могут появиться вещества, накапливающиеся в осадках. Примером могут служить фосфориты и железисто-марганцевые конкреции, пользующиеся широким распространением на дне океана.



Основные типы берегов. Берега морей (и озер) отличаются большим разнообразием. Сочетание всех условий, влияющих на формы морских берегов, столь разнообразна, что создание единой классификации типов берегов – дело большой сложности. Наиболее современная классификация берегов морей применена при выполнении крупных картографических работ по составлению карт Морского атласа. Основываясь на этой классификации, все морские берега подразделены на берега коренные, т.е. сложенные древними горными породами, и берега, вновь образующиеся, молодые, современные, сложенные породами, образующимися в настоящее время. К берегам в коренных породах относят такие широко распространенные типы берегов, как фиордовые, шхерные, далматинские, риасовые, лопастные, выровненные и др. Современными берегами считают лиманные, дельтовые, термоабразионные, коралловые, мангровые, вулканические и т.д.

Инженерно-геологические и геоморфологические исследования берегов дна. И следования берегов и береговых процессов имеет большое практическое значение. Стоянка морских судов, предохранение берегов от разрушения часто могут быть обеспечены только путем проведения больших и сложных инженерных работ. Часто эти работы и исследования приходится проводить и на суше и в море. Это бывает необходимо для выяснения геологического строения и процессов, способствующих неблагоприятному состоянию берегов (оползанию, размыву пляжей и усиленной абразии и т.д.)

Для берегового потока наносов важно бывает установить источники его питания, которыми могут явиться выносы рек, обвалы с крутых береговых откосов, абразия. Установив эти источники, мы получаем возможность воздействовать на поток, направляя его в желаемую нами сторону. Бездумное вмешательство в береговые процессы (например, использование для строительства галечников с пляжей) может повлечь за собой катастрофические явления. Возводимые в море сооружения сложны и многообразны. Это различные портовые сооружения (молы, причалы, доки и т.п.), берегоукрепительные конструкции (буны, подпорные стенки) и даже целые обширные пляжи. В нашей стране имеется большой опыт по созданию всякого рода сооружений в море, по укреплению берегов и т.д.


ЛЕКЦИЯ №7


Формы рельефа, обусловленные деятельностью снега и льда. Большое значение в развитии рельефа земной поверхности имеет вода в твердом виде – снег и лед.

Снег, накапливающийся слоем большей или меньшей мощности на поверхности земли, в зимнее время в умеренных и высоких широтах, а также в низких широтах в горах, хотя и представляет собой рыхлую массу, практически не оказывающую непосредственного механического воздействия на горные породы, в отдельных случаях значительно изменяет рельеф. Зависит это от условий накопления снега, которые в свою очередь определяются рельефом местности, развитием растительного покрова, направлениями и силой ветров, температурой и в некоторых случаях деятельностью человека.



Сезонные и многолетние снега. Образующийся зимой и стаивающий весной снеговой покров принято называть сезонным. Если пятна снега сохраняются все лето и перекрываются новыми слоями снега в следующую зиму, то это могут быть или так называемые перелетки, которые обязательно растают в ближайшее более теплое лето, или многолетние (вечные) снега, которые сохраняются на местности длительные отрезки времени, измеряемые веками и тысячелетиями. Для образования вечных снегов необходимо такое накопление снега, которое не могло бы растаять за теплое время года – это возможно или при накоплении очень большой массы снега, или в результате низких температур летних месяцев.

Снеговая граница. Ввиду того, что температуры на Земле понижаются по мере движения от экватора в сторону полюсов и при поднятии от уровня моря вверх – в более высокие слои тропосферы, можно теоретически рассчитать те границы, выше которых данное количество осадков, выпадающих в форме снега, не будет успевать таять за лето. Путем таких вычислений мы получаем положение нижней границы зоны вечных снегов. На большой высоте над уровнем моря количество осадков уменьшается, и, несмотря на низшие температуры, снег успевает таять. Определив высоту, где это таяние будет осуществляться, мы получим положение верхней границы зоны вечных снегов. Всю эту зону, охватывающую весь земной шар, называют хионосферой. Фактическое положение границы вечных снегов в горах часто не совпадает с теоретическими расчетами, что обусловлено местными причинами (перенос снега ветром, принос лавинами, форма и ориентировка склонов и т.п.), что вынудило ввести понятие о действительной (орографической – обусловленной рельефом) снеговой линии (снеговой границе). Положение этой границы не остается постоянным, подвержено периодическим изменениям, обусловленным периодическими изменениями количества осадков температур и других климатических факторов.

Рельефообразующее значение снегового покрова (нивация) на равнине, в холмистой и горной местности. Непосредственное воздействие снегового покрова на рельеф возможно только в особых случаях, но косвенное его влияние подчас весьма значительно. Это влияние снега на промерзание грунтов, и большое значение при развитии процессов морозного выветривания, которое протекает наиболее интенсивно на границе снега и горной породы, при колебаниях t0 около точки замерзания. Интенсивное морозное выветривание способствует образованию на склонах гор ниш и кар, готовит тот материал, который может быть захвачен и смещен талыми снеговыми водами и ледниками.

В условиях пересеченной местности скопление снега возникает в понижениях рельефа, куда снег сдувается ветром, чем заставляет принимать искусственные меры (как и на равных пространствах) для задержания снега на полях (установка щитов, пропашка снега и т.д.) и накопление влаги в почве.



Лавины. Самостоятельное рельефообразующее значение снег приобретает в горах при движении лавин, представляющих собой срыв и быстрое смещение по склону больших снежных масс. В настоящее время имеются подробные классификации лавин, выяснены условия их образования, разработаны меры предохранения различных сооружений от разрушения их лавинами, сравнительно хорошо изучена рельефообразующая роль лавин разного типа. В основном лавины подразделяют на сухие (пылеобразные) и пластовые, представляющие собой сползание влажного тающего снега. Наибольшим разрушительным действием отличаются лавины первого типа, состоящие из масс сухого, рыхлого снега, с огромной скоростью скатывающегося вниз по склонам гор. На своем пути такая лавина производит крупные разрушения. Разрушительное действие сухих лавин усугубляется сильнейшим вихрем, сопровождающим их. На крутых и длинных склонах вихрь обгоняет тело лавины. Часто разрушения, произведенные вихрем (предлавинной воздушной волной), превышают разрушения самой лавины. Лавины второго типа движутся медленнее, сильными вихрями не не сопровождаются, как правило, производят меньшие разрушения. Пластовые лавины способны сносить со склонов большие массы камней и щебня, прорывать борозды на склонах, отрывать от скал обломки и дробить породы. Таким образом, снежные лавины – один из важных факторов преобразования рельефа гор. Посредством лавин снег перемещается с вершин и горных склонов в понижения и долины, где сильно уплотняется, смерзается и сохраняется многие годы, а при постоянном пополнении дает начало леднику.

Условие образования ледников. Ледником называется «масса льда, характеризующаяся постоянным закономерным движением, расположенная главным образом на суше, существующая длительное время, обладающая определенной формой и значительными размерами и образованная благодаря склонению и перекристаллизации различных твердых атмосферных осадков» (Колесник С.В.). Из приведенного определения видно, что ледники могут образоваться только там, где возможно наклонение больших снежных масс, сохраняющихся длительное время.

Для превращения в массу льда снег должен пройти ряд преобразований. В первой стадии рыхлая снежная масса постепенно уплотняется и подвергается перекристаллизации, которая осуществляется путем таяния снега с поверхности, проникновения и последующего замерзания образующейся воды в толще снега, а также за счет сублимации водяных паров на снежных кристалликах, путем испарения мелких снежинок и роста за их счет более крупных кристаллов льда. В результате этих процессов снег приобретает зернистое строение и его называют фирном. При дальнейшем разрастании и уплотнении зерна фирна смерзаются, но между ними еще остаются отдельные поры с пузырьками воздуха, благодаря которым лед получает название пузырчатого. Впоследствии пузырьки воздуха удаляются и образуется зернистый плотный лед (глетчерный лед).



Движение ледников и рельеф их поверхности. Из области накопления лед в силу ему присущей пластичности, находясь под действием силы тяжести накапливающихся новых масс фирна и льда, под давлением проникающей и замерзающей в трещинах воды, движется к месту стаивания. Стаивание начинается ниже снеговой границы, но положение места окончательного таяния ледника во многом зависит от размеров самого ледника и от микроклиматических условий той территории, по которой ледник движется. В силу этого языки даже соседних ледников могут заканчиваться на разных высотах. В полярных областях большие ледники не успевают растаять на суше, спускаются в море, от края их отрываются большие массы льда, которые уносятся морскими течениями. Такие плавающие по морю обломки ледников называют айсбергами. Скорость движения ледников весьма различна: от нескольких см до 500 м в год. Движение ледников неравномерно в различных их частях. У горных долинных ледников наибольшие скорости наблюдаются в их осевой части, где меньше сказывается влияние трения о берега и дно ледникового ложа. У ледяных покровов Антарктиды наибольшие скорости наблюдаются там, где скопившиеся массы льда находят выход к морю (выводные ледники). Поперечные профили горных долинных ледников в большой степени зависят от того, в какой части ледника его изучают. В области питания поперечные профили поверхности ледника имеют вогнутую форму, у места пересечения ледником снеговой линии – прямолинейную, в области таяния – выпуклую. Последнее объясняется тем, что в области стаивания наиболее быстро тают края ледника, где он оказывается вблизи нагретых солнечными лучами горных склонов.

Геологическая и рельефообразующая деятельность ледников и талых ледниковых вод. Как и все внешние геологические агенты, ледники захватывают, переносят и отлагают огромные массы обломочного материала. Весь этот материал известен под общим названием морены. Наиболее богаты мореной горные ледники, которые переносят и отлагают не только продукты своей разрушительной деятельности, но и тот материал, который поступает со склонов гор. В теле ледника этот материал распределяется неравномерно. Различают морены донные, боковые, срединные, внутренние и т.д. У конца ледника весь материал отлагается и образуется конечная морена, а на месте ставшего ледника остается основная морена, состоящая из материала, переносимого ледником по дну, во внутренних своих частях и на поверхности.

Разрушительная работа ледников (экзарация, ледниковая эрозия) осуществляется за счет давления на ложе (100 м льда оказывают давление в 90 тонн на 1 см2), путем царапания и шлифовки ложа перемещаемым обломочным материалом и часто сочетается с работой талых ледниковых вод и морозным выветриванием.

Из характерных форм рельефа, связанных с деятельностью ледников в горах, следует отметить циркообразные углубления на склонах – кары – вместилища каровых ледников, цирки – обширные получашевидные углубления



Схема расположения морен в поперечном сечении 1 и в плане 2 ледника

морены: А – боковая; Б – срединная; В – внутренняя; Д – донная; С – конечная


В верховых горных долин, в которых располагаются фирновые бассейны долинных ледников, и троги (троговые долины) – горные долины с корытообразным поперечным профилем, по которым двигались горные долинные ледники. На дне этих долин после стаивания ледников часто встречаются высокие скалистые поперечные пороги – ригели, в отдельных местах сглаженные с поверхности, с обрывистым нижним (по долине) концом скалы – бараньи лбы. При сильно развитых карах, разъедающих склоны горных вершин, от этих вершин остаются острые крутосклонные пики – карлинги. Аккумулятивные формы рельефа представлены грядами конечных морен, боковыми моренами, холмистым рельефом основной морены и водно-ледниковыми (флювиогляциальными) террасами, развитыми на склонах долин. После стаивания ледников горный ландшафт в местах древних оледенений отличается большим своеобразием, обилием озер, расположенных в карах и цирках, в местах переуглубленных участков троговых долин (выше и ниже ригелей) и в моренных амфитеатрах (языковый бассейн ледника.

Особенности геологической и рельефообразующей деятельности покровных ледников и талых ледниковых вод могут быть охарактеризованы на примере древних оледенений, которые, как нам известно, возникали на Земле не один раз.

Наиболее полный и хорошо сохранившейся комплекс отложений и форм рельефа представлен на территориях Скандинавского и Кольского полуостровов, Финляндии. Южные границы ледяного покрова проходили в районе Минска, Смоленска, Осташкова, севернее Москвы и далее уходили к Белому морю. Вся местность, подвергшаяся оледенению, сложена ледниковыми и водно-ледниковыми отложениями. Состав ледниковых отложений различен: преобладают суглинки, содержащие большое количество валунов и гальки, встречаются пески и галечники.

С деятельностью талых ледниковых вод связано образование озов, камов и зандровых полей. Озы – песчано-галечные гряды, напоминающие железнодорожные насыпи, но в отличие от них пересекающие не только понижения, но и склоны холмов, гряды морен, понижения между ними и т.д. Озы ориентированы по направлению движения ледника и образовывались в результате накопления наносов в руслах потоков, протекавших в трещинах и гротах ледникового покрова. Часто отложения талых ледниковых вод тянутся в виде полос среди холмов и гряд моренного рельефа, отмечая пути древнего стока. Их называют долинными зандрами. Камы – плосковершинные холмы, сложенные слоистыми глинами и песками, представляющими собой, как полагают, осадки наледниковых и приледниковых озер, исчезнувших после стаивания льда.

Множество инженерных сооружений возводится на грунтах ледникового и водно-ледникового происхождения. Для этих грунтов характерна частая смена литологического состава, наличие разрозненных, лежащих на разных уровнях горизонтов в подземных вод, часто встречаются близко залегающие к поверхности земли горизонты верховодки и большие заболоченные пространства, образующиеся на водоупорных моренных суглинках и дериватах (продуктах перемыва и переотложения) морен. Все эти особенности требуют тщательного изучения и учета при проектировании и возведении ответственных инженерных сооружений и удорожают проведение изысканий. Одновременно ледниковые и флювиогляциальные отложения часто представляют большой интерес как строительный материал (пески, галечники, скопления валунов) или сырье для производства кирпича (глины и суглинки). Перемытые и переотложенные реками пески являются сырьем для стекольной промышленности.

ЛЕКЦИЯ №8


1   2   3   4


База данных защищена авторским правом ©bezogr.ru 2016
обратиться к администрации

    Главная страница