Экзогенные процессы как факторы рельефообразования

Прямые и опосредованные связи между климатом и рельефом являются причиной подчинения экзогенного рельефа в определенной степени климатической зональности. Этим он отличается от эндогенного рельефа, формирование которого не подчиняется зональности. Поэтому рельеф эндогенного происхождения называют азональным.

В начале XX в. немецкий ученый А. Пенк предпринял попытку классифицировать климаты по их рельефообразующей роли. Он выделил три основных типа климатов: 1) нивалъный (от лат. nivalis - снежный, холодный), 2) гумидный (от лат.humidus - влажный) и 3) аридный (от лат.aridus - сухой). Впоследствии эта классификация была дополнена и детализирована. Ниже приводится сокращенная классификация климатов по их роли в рельефообразовании.

Нивальный климат. Во все сезоны года характерны осадки в твердом виде и в количестве большем, чем их может растаять и испариться в течение короткого и холодного лета. Накопление снега приводит к образованию снежников и ледников. Основными рельефообразующими факторами в условиях нивального климата являются снег и лед в виде движущихся ледников. В местах, не покрытых снегом или льдом, интенсивно развиваются процессы физического (главным образом морозного) выветривания. Существенное влияние на рельефообразование оказывает вечная (многолетняя) мерзлота. Нивальный климат характерен для полярных областей (Антарктида, Гренландия, острова Северного Ледовитого океана) и вершинных частей гор, поднимающихся выше снеговой границы.

Климат субарктического пояса и резко континентальных областей умеренного пояса. Субарктический климат формируется на северных окраинах Евразии и Северной Америки. Он характеризуется продолжительными и суровыми зимами, холодным летом, небольшим (менее 300 мм) количеством осадков. Резко континентальный климат умеренного пояса особенно ярко выражен в Восточной Сибири. Для него типичны большие сезонные колебания температуры, малая облачность и относительная влажность воздуха, небольшое (менее 300 мм в год) количество осадков, особенно зимних. Климатические условия описанных областей благоприятствуют физическому (морозному) выветриванию и возникновению или сохранению образовавшихся здесь ранее (при еще более суровых климатических условиях) многолетнемерзлых пород (вечной мерзлоты), наличие которых обусловливает ряд специфических процессов, создающих своеобразные формы мезо- и микрорельефа.

Гумидный климат. В областях с гумидным климатом количество выпадающих в течение года осадков больше, чем может испариться и просочиться в почву. Избыток атмосферной влаги стекает или в виде мелких струек по всей поверхности склонов, вызывая плоскостную денудацию, или в виде постоянных или временных линейных водотоков (ручьев, рек), в результате деятельности которых образуются разнообразные эрозионные формы рельефа — долины рек, балки, овраги и др. Эрозионные формы являются доминирующими в условиях гумидного климата. В областях с гумидным климатом интенсивно протекают процессы химического выветривания. При наличии растворимых горных пород интенсивно развиваются карстовые процессы.

На земном шаре выделяются три зоны гумидного климата: две из них располагаются в умеренных широтах Северного и Южного полушарий, третья тяготеет к экваториальному поясу. К этому же типу климата (по характеру его рельефообразующей роли) следует отнести муссонные области субтропиков и умеренных широт (восточные и юго-восточные окраины Евразии и Северной Америки).

Аридный климат характеризуется малым количеством осадков, большой сухостью воздуха и высокой испаряемостью, превышающей во много раз годовую сумму осадков, малой облачностью. Растительный покров в этих условиях оказывается сильно разреженным или совсем отсутствует, интенсивно идет физическое, преимущественно температурное выветривание.

Изучение пространственного размещения генетических типов рельефа экзогенного происхождения и сопоставление их с современными климатическими условиями соответствующих регионов показывает, что охарактеризованная выше взаимосвязь между климатом и рельефом в ряде мест нарушается. Так, в северной половине Европы широко распространены формы рельефа, созданные деятельностью ледника, хотя в настоящее время никаких ледников здесь нет и располагается этот регион в зоне гумидного климата умеренных широт. Это “несоответствие” объясняется тем, что в недавнем прошлом (в эпохи оледенений) значительная часть севера Европы была покрыта льдом и, следовательно, располагалась в зоне нивального климата. Здесь и сформировался сохранившийся до наших дней, но оказавшийся в несвойственных ему теперь климатических условиях рельеф ледникового происхождения. Такой рельеф получил название реликтового (от лат. relictum - оставшееся, остаток). Изучение этого рельефа представляет большой научный интерес. Реликтовые формы рельефа наряду с осадочными горными породами и заключенными в них остатками растительных и животных организмов дают возможность судить о палеоклиматах отдельных регионов и о положении климатических зон в те или иные этапы истории развития Земли. Сохранность реликтовых форм обусловлена тем, что рельеф меняет свой облик в связи с изменением климата значительно медленнее, чем это свойственно почвенному покрову и особенно растительному и животному миру. Следовательно, облик экзогенного рельефа ряда регионов земной поверхности определяется не только особенностями современного климата, но и климата прошлых геологических эпох

Существует 3 основных фактора рельефообразования, которые действуют в комплексе, это:

1)свойства горных пород  и их роль в рельефообразовании;

2)геологические структуры;

         3)климат.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ГЛАВА 3. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ПРОЦЕССАХ

Одним из нескольких основных направлений в геологии является динамическая геология, изучающая разнообразные геологические процессы, формы рельефа земной поверхности, взаимоотношения различных по генезису горных пород, характер их залегания и деформации. Известно, что в ходе геологического развития происходили многократные изменения состава, состояния вещества, облика поверхности Земли и строения земной коры. Эти преобразования связаны с различными геологическими процессами и их взаимодействием.

Среди них выделяются две группы:

1) эндогенные (греч. "эндос" - внутри), или внутренние, связанные  с тепловым воздействием Земли, напряжениями, возникающими в ее  недрах, с гравитационной энергией  и ее неравномерным распределением;

2) экзогенные (греч. "экзос" - снаружи, внешний), или внешние, вызывающие  существенные изменения в поверхностной  и приповерхностной частях земной  коры. Эти изменения связаны с  лучистой энергией Солнца, силой  тяжести, непрерывным перемещением  водных и воздушных масс, циркуляцией  воды на поверхности и внутри  земной коры, с жизнедеятельностью  организмов и другими факторами. Все экзогенные процессы тесно  связаны с эндогенными, что отражает  сложность и единство сил, действующих  внутри Земли и на ее поверхности. Геологические процессы видоизменяют земную кору и ее поверхность, приводя к разрушению и одновременно созданию горных пород. Экзогенные процессы обусловлены действием силы тяжести и солнечной энергии, а эндогенные – влиянием внутреннего тепла Земли и гравитации. Все процессы взаимосвязаны между собой, а их изучение позволяет использовать метод актуализма для познания геологических процессов далекого прошлого.

 

 

 

 

 

 

ГЛАВА 4. ЭКЗОГЕННЫЕ ПРОЦЕССЫ КАК ФАКТОРЫ РЕЛЬЕФООБРАЗОВАНИЯ

 

4.1 Земная поверхность постоянно подвергается воздействию многочисленных сил. Их принято делить на внутренние, или – эндогенные (от греческого "эндон" – "внутри", "генос" – "рождение"), и внешние, или – эндогенные (от греч. "экзо" - "вне"). К эндогенным относят тектонические движения, магматизм и вулканизм. К экзогенным – силы, действующие извне: ветер, воду, изменение температуры и даже животных и человека.

При рассмотрении которых главную роль играют эндогенные процессы, называют морфоструктурами (горные хребты, крупные впадины и другие). Морфоструктуры созданы экзогенными процессами. Они, как правило, сравнительно небольшие, но очень различные по размерам – от отдельных гор и речных долин до мелких царапин.

.   Поверхность Земли и ее недра непрерывно изменяются под воздействием самых разнообразных сил и факторов. Эти процессы изменения протекают в подавляющем своем большинстве крайне медленно с точки зрения человека, незаметно не только непосредственно для его глаза, но часто и незаметно для многих сменяющих друг друга поколений людей. Однако именно эти медленные процессы в течение миллионов и миллиардов лет истории Земли приводят к наиболее разительным и крупным переменам в ее лике и внутреннем строении. Они и составляют главное содержание истории Земли.

     Среди геологических  процессов есть и такие, которые  проявляются очень бурно и  приводят к катастрофическим  последствиям. Сюда относятся мощные  извержения вулканов, разрушительные  землетрясения, внезапные горные  обвалы и т. п. Но эти процессы  проявляются сравнительно редко, охватывают относительно небольшие  площади и играют в истории  Земли значительно меньшую роль.

     Чтобы верно  понять динамику Земли и правильно  истолковать закономерности ее  развития, требуется очень тонкое  наблюдение именно над медленно  протекающими геологическими процессами. Их изучение и составляет основное  содержание динамической геологии.

     Для удобства  изучения геологические процессы  разделяют на две большие группы: процессы внешней геодинамики, или  внешние экзогенные процессы, и  процессы внутренней геодинамики, или внутренние эндогенные процессы.

     Экзогенные  процессы возникают в результате  взаимодействия каменной оболочки  с внешними сферами: атмосферой, гидросферой и биосферой. Эндогенные  процессы проявляются при воздействии  внутренних сил Земли на ту  же каменную оболочку.

     Разделение  процессов на внешние и внутренние  носит несколько условный характер, так как между ними нет категорического  разграничения, а наоборот, наблюдается  тесное взаимодействие. Тем не  менее, подобное деление методически  вполне оправдано.

   4.2  Экзогенные процессы в свою очередь подразделяются на три большие группы: процессы выветривания, процессы денудации и процессы аккумуляции, или осадконакопления.

4.2.1 Выветриванием называют процесс механического разрушения и химического изменения горных пород и составляющих их минералов. На горную породу совместно воздействуют живые организмы, вода, газы и колебания температур. Все эти факторы оказывают на породу разрушающее действие одновременно.

В зависимости от преобладающего фактора различают три формы выветривания:

1. физическое выветривание;

2. химическое выветривание;

3. биологическое выветривание.

 Вместе с тем следует  иметь в виду, что всякое изменение  химического состава породы приводит  к изменению ее физических  свойств.

1) физическое выветривание

Физическое выветривание — это механическое разрушение горных пород без изменения химического состава. Главный фактор физического выветривания — колебание суточных и сезонных температур (рис.1). При нагревании происходит расширение минералов, входящих в горную породу. Поскольку различные минералы имеют разные коэффициенты объемного и линейного расширения, возникает местное давление, разрушающее породу. Этот процесс происходит в местах контакта различных минералов и пород. При чередовании нагревания и охлаждения между кристаллами образуются трещины. Проникая в мелкие трещины, вода создает такое капиллярное давление, при котором даже самые твердые породы разрушаются. При замерзании воды эти трещины увеличиваются. В условиях жаркого климата в трещины попадает вода вместе с растворенными солями, кристаллы которых также разрушающе действуют на породу. Таким образом, в течение длительного времени образуется множество трещин, приводящих к полному механическому разрушению горной породы. Разрушенные породы приобретают способность пропускать и удерживать воду. В результате раздробления массивных пород сильно увеличивается общая поверхность, с которой соприкасаются вода и газы, что обусловливает протекание химических процессов.

Рис.1

 

Рис.2 Скала Труба Дьявола

 

Скала Труба Дьявола в Великобритании — пример того, что обычно называют формами выветривания. Известняк подвергся воздействию морозного выветривания, и осталась часть, наименее затронутая выветриванием. Известно, что с течением времени рельеф изменяется. Даже самые твёрдые горные породы постепенно разрушаются. Достаточно вспомнить пословицу о том, что "вода камень точит". Но "камень точит", а значит разрушает, не только вода... Среди экзогенных (внешних) процессов следует выделить выветривание, само по себе рельеф не изменяющее, но «подготавливающее» горные породы к участию во всех преобразованиях. Большая часть горных пород образуется в условиях высоких температур и давлений (это условия внутри земной коры). Такие породы имеют плотную «упаковку» составляющих их минералов, например, гранит. Оказавшись на поверхности планеты, где давление и температура значительно ниже, чем в недрах планеты, эти породы расслаиваются, в них появляются трещины. Постепенно порода разрушается.