Лімітуючі природні фактори в підставі гір

Введення

Гори - піднесені ділянки земної поверхні, круто піднімаються над навколишньою територією. На відміну від плато, вершини в горах займають невелику площу.

Гори можна класифікувати за різними критеріями: 1) географічним положенням і віком, з урахуванням їхньої морфології; 2) особливостями структури, з урахуванням геологічної будови. У першому випадку гори поділяються на Кордильєри, гірські системи, хребти, групи, ланцюги і поодинокі гори.

Назва «Кордильєра» походить від іспанського слова, що означає «ланцюг» або «мотузка». До Кордильєр належать хребти, групи гір і гірські системи різного віку. Район Кордильєр на заході Північної Америки включає Берегові хребти, гори Каскадні, Сьєрра-Невада, Скелясті й безліч невеликих хребтів між Скелястими горами і Сьєрра-Невада в штатах Юта і Невада. До Кордильєр Центральної Азії належать, наприклад, Гімалаї, Куньлунь і Тянь-Шань.

Гірські системи складаються з хребтів і груп гір, подібних за віком і походженням (наприклад, Аппалачі). Хребти складаються з гір, витягнутих довгою вузькою смугою. Гори Сангре-де-Крісто, що тягнуться в штатах Колорадо і Нью-Мексико протягом 240 км, шириною звичайно не більше 24 км, із багатьма вершинами, що досягають висоти 4000-4300 м, є типовим хребтом. Група складається з генетично тісно пов'язаних гір при відсутності чітко вираженої лінійної структури, характерної для хребта. Гори Генрі в Юті і Бер-По в Монтані - типові приклади гірських груп. У багатьох районах земної кулі зустрічаються поодинокі гори, зазвичай вулканічного походження. Такі, наприклад, гори Худ в Орегоні й Рейнір у Вашингтоні, що представляють собою вулканічні конуси.

Друга класифікація гір будується на обліку ендогенних процесів рельєфоутворення. Вулканічні гори формуються за рахунок накопичення мас магматичних порід при виверженні вулканів. Гори можуть виникнути і внаслідок нерівномірного розвитку ерозійно-денудаційних процесів у межах великої території, що зазнала тектонічного підняття. Гори можуть утворитися і безпосередньо в результаті самих тектонічних рухів, наприклад, при руха ділянок земної поверхні, при диз'юнктивних дислокаціях блоків земної кори або при інтенсивному складкоутворення та піднятті відносно вузьких зон. Остання ситуація характерна для багатьох великих гірських систем земної кулі, де орогенез продовжується і в даний час. Такі гори називаються складчастими, хоча протягом тривалої історії розвитку після первісного складкоутворення вони зазнали впливу та інших процесів горотворення.

Мета роботи - вивчити лімітуючі природні фактори в підставі гір.

Завдання роботи - розглянути походження гір; вивчити селі, лавини, зсуви, вулкани як лімітуючі природні фактори.

1. Походження гір

Ніхто не може з упевненістю пояснити, як утворилися гори, однак відсутність достовірних знань про орогенезу (гороутворенні) не повинно перешкоджати і не перешкоджає вживаються вченими спробам пояснення цього процесу. Нижче розглядаються основні гіпотези утворення гір.

Занурення океанічних западин. Ця гіпотеза виходила з того, що багато гірські хребти приурочені до периферії материків. Породи, що складають дно океанів, трохи важче порід, які залягають в основі материків. Коли в надрах Землі відбуваються великомасштабні рухи, океанічні западини прагнуть до занурення, видавлюючи материки нагору, і на краях материків при цьому утворюються складчасті гори. Ця гіпотеза не тільки не пояснює, але й не визнає існування геосинклінальних прогинів (западин земної кори) на стадії, що передує горотворенню. Не пояснює вона і походження таких гірських систем, як Скелясті гори або Гімалаї, що віддалені від материкових окраїн ^1.

Гіпотеза Кобера. Учений з Австрії Леопольд Кобер ретельно досліджував геологічну будівлю Альп. Розвиваючи свою концепцію гороутворення, він спробував пояснити походження великих насувів, або тектонічних покривів, які зустрічаються як у північній, так і в південній частині Альп. Вони складені потужними товщами осадових порід, які зазнали значного бічного тиску, в результаті якого утворилися лежачі або перекинуті складки. У деяких місцях свердловини в горах розкривають одні й ті ж пласти осадових порід по три рази і більше. Щоб пояснити формування перекинутих складок і пов'язаних з ними насувів, Кобер припустив, що колись центральна і південна частина Європи були зайняті величезною геосинкліналлю. Могутні товщі ранньопалеозойських відкладень накопичувалися в ній в умовах епіконтинентального морського басейну, що заповнював геосинклінальний прогин. Північна Європа та Північна Африка являли собою форланди, складені досить стійкими породами. Коли почався орогенез, ці форланди почали зближуватися, вичавлюючи догори неміцні молоді опади. З розвитком цього процесу, що уподібнювався повільно стискаються лещат, підняті осадові породи яли, утворювали перекинуті складки або насувалися зближувалися форланди. Кобер намагався (без особливого успіху) застосувати ці уявлення для пояснення розвитку й інших гірських областей. Сама по собі ідея латерального переміщення масивів суші начебто досить задовільно пояснює орогенез Альп, але виявилася непридатною до інших гір і тому була знехтувана в цілому.

Гіпотеза дрейфу материків виходить із того, що більшість гір знаходиться на материкових окраїнах, а самі материки постійно переміщаються в горизонтальному напрямку (дрейфують). У ході цього дрейфу на окраїні насувається материка утворюються гори. Так, Анди були сформовані при міграції Південної Америки на захід, а гори Атлас - у результаті переміщення Африки на північ.

У зв'язку з трактуванням гороутворення ця гіпотеза зустрічає багато заперечень. Вона не пояснює формування широких симетричних складок, що зустрічаються в Аппалачах і Юрі. Крім того, на її основі не можна обгрунтувати існування геосинклінального прогину, що передував горотворенню, а також наявність таких загальновизнаних етапів орогенезу, як зміна первісного складкоутворення розвитком вертикальних розламів і поновленням підняття. Проте в останні роки було виявлено багато підтверджень гіпотези дрейфу материків, і вона мала безліч прихильників.

Гіпотези конвекційних (підкорових) течій. Протягом більше ста років тривала розробка гіпотез про можливість існування в надрах Землі конвекційних течій, що викликають деформації земної поверхні. Тільки з 1933 по 1938 було висунуто не менше шести гіпотез про участь конвекційних течій у гороутворенні. Проте всі вони побудовані на врахуванні таких невідомих параметрів, як температури земних надр, плинність, в'язкість, кристалічна структура гірських порід, межа міцності на стиск різних гірських порід та ін

В якості прикладу розглянемо гіпотезу Гріггса. Вона припускає, що Земля поділяється на конвекційні вічка, що тягнуться від підстави земної кори до зовнішнього ядра, розташованого на глибині бл. 2900 км нижче рівня моря. Ці вічка бувають розміром з материк, однак зазвичай діаметр їх зовнішньої поверхні від 7700 до 9700 км. На початку конвекційного циклу маси гірських порід, наділяють ядро, сильно нагріті, тоді як на поверхні вічка вони відносно холодні. Якщо кількість тепла, що надходить від земного ядра до основи вічка, перевищує кількість тепла, яке може пройти крізь вічко, виникає конвекційне перебіг. У міру того як розігріті породи піднімаються вгору, холодні породи з поверхні вічка занурюються. За оцінками, щоб речовина з поверхні ядра досягла поверхні конвекційної вічка, необхідно ок. 30 млн. років. За цей час у земній корі на периферії вічка відбуваються тривалі спадні рухи. Прогинання геосинкліналей супроводжується накопиченням товщ опадів потужністю в сотні метрів. У цілому етап прогинання і заповнення геосинкліналей триває бл. 25 млн. років. Під впливом бічного стиснення по краях геосинклінального прогину, викликаного конвекційними течіями, відкладення ослабленої зони геосинкліналі мнуться в складки й ускладнюються розломами. Ці деформації відбуваються без істотного підняття порушених розломами складчастих товщ протягом приблизно 5-10 млн. років. Коли, нарешті, конвекційні течії згасають, сили стискання послабляються, занурення сповільнюється, і товща осадових порід, що заповнили геосинкліналь, піднімається. Передбачувана тривалість цієї заключної стадії гороутворення складає бл. 25 млн. років.

Гіпотеза Гріггса пояснює походження геосинкліналей і заповнення їх осадами. Вона також підкріплює думку багатьох геологів про те, що утворення складок і насувів у багатьох гірських системах протікало без істотного підняття, яке відбувалося пізніше. Однак вона залишає без відповіді ряд питань. Чи існують насправді конвекційні течії? Сейсмограми землетрусів свідчать про відносну однорідності мантії - шару, розташованого між земною корою і ядром. Обгрунтовано чи розподіл надр Землі на конвекційні вічка? Якщо існують конвекційні течії і вічка, гори повинні виникати одночасно уздовж кордонів кожної вічка. Наскільки це відповідає дійсності?

Система Скелястих гір у Канаді та США має приблизно однаковий вік на всьому своєму протязі. Її воздиманіе почалося в позднемеловую час і тривало з перервами протягом палеогену і неогену, однак гори на території Канади приурочені до геосинкліналі, що почала прогинатися в кембрії, в той час як гори в Колорадо - до геосинкліналі, що почала формуватися лише в раннемелового час. Як пояснює гіпотеза конвекційних течій така розбіжність у віці геосинкліналей, що перевищує 300 млн. років?

Гіпотеза спучування, або геотумора. Тепло, що виділяється при розпаді радіоактивних речовин, давно привертало увагу вчених, які цікавляться процесами, що протікають у надрах Землі. Вивільнення величезної кількості тепла при вибуху атомних бомб, скинутих на Японію в 1945, стимулювало вивчення радіоактивних речовин і їх можливої ​​ролі в процесах гороутворення. У результаті цих досліджень з'явилася гіпотеза Дж.Л. Річа. Річ допускав, що якимось чином у земній корі локально зосереджуються великі кількості радіоактивних речовин. При їх розпаді вивільняється тепло, під дією якого навколишні гірські породи розплавляються й розширюються, що призводить до спучування земної кори (геотумора). Коли суша піднімається між зоною геотумора і навколишньою територією, не порушеної ендогенними процесами, формуються геосинкліналі. У них накопичуються осади, а самі прогини поглиблюються як через тривале геотумора, так і під вагою опадів. Потужність і міцність гірських порід верхньої частини земної кори в області геотумора зменшується. Нарешті, земна кора в зоні геотумора виявляється так високо піднятою, що частина її кори зісковзує по крутих поверхнях, утворюючи насуви, мнучи в складки осадові породи й здіймаючи їх у вигляді гір. Такого роду рухи можуть повторюватися до тих пір, поки магма не почне виливатися з-під кори у вигляді величезних потоків лави. При їх охолодженні купол осідає, і період орогенезу закінчується.

Гіпотеза спучування не одержала широкого визнання. Жоден з відомих геологічних процесів не дозволяє пояснити, яким чином накопичення мас радіоактивних матеріалів може призвести до утворення геотуморов протяжністю 3200-4800 км і шириною в кілька сотень кілометрів, тобто порівнянних з системами Аппалачів і Скелястих гір. Сейсмічні дані, отримані у всіх районах земної кулі, не підтверджують наявність таких великих геотуморов розплавленої породи в земній корі.

Контракціонное, або стиснення Землі, гіпотеза будується на припущенні, що протягом всієї історії існування Землі як окремої планети її обсяг постійно скорочувався за рахунок стиснення. Стиснення внутрішньої частини планети супроводжується змінами у твердій земній корі. Напруження накопичуються переривчасто і призводять до розвитку могутнього бічного стискання й деформацій кори. Спадні рухи приводять до утворення геосинкліналей, що можуть заливатися епіконтинентального морями, а потім заповнюватися осадами. Таким чином, на заключній стадії розвитку та заповнення геосинкліналі створюється довге, відносно вузьке клиновидное геологічне тіло з молодих нестійких порід, що спочиває на ослабленому підставі геосинкліналі і облямоване більш давніми і набагато більш стійкими породами. При поновленні бічного стискання в цій ослабленій зоні утворюються складчасті гори, ускладнені надвігамі.

Ця гіпотеза начебто пояснює як скорочення земної кори, виражене в багатьох складчастих гірських системах, так і причину виникнення гір на місці стародавніх геосинкліналей. Оскільки в багатьох випадках стискання відбувається глибоко в надрах Землі, гіпотеза також дає пояснення вулканічної діяльності, часто супроводжує горотворення. Тим не менш ряд геологів відхиляє цю гіпотезу на тій підставі, що втрати тепла і подальше стиснення були недостатньо великі, щоб забезпечити утворення складок і розламів, які виявляються в сучасних і древніх гірських областях світу. Ще одне заперечення проти даної гіпотези полягає в допущенні, що Земля не втрачає, а накопичує тепло. Якщо це дійсно так, то значення гіпотези зводиться до нуля. Далі, якщо ядро і мантія Землі містять значну кількість радіоактивних речовин, які виділяють більше тепла, ніж може бути відведено, то відповідно і ядро і мантія розширюються. У результаті в земній корі виникнуть напруження розтягання, а аж ніяк не стискання, і вся Земля перетвориться на розпечений розплав гірських порід.

2. Селі, зсуви, лавини як лімітуючі природні фактори

Снігова лавина - швидкий схід снігових мас по гірському схилу, пов'язаний з порушенням стійкості їх залягання.

Лавини сходять на гірських схилах крутизною переважно 20-60 градусів. Переважають лавини із свіжого снігу і при інтенсивних відлигах. Найбільша частота лавин відзначається в березні-квітні при активізації циклонічної діяльності, яка зумовлює випадання рясних опадів у горах. Лавини рідкісної повторюваності мають об'єми до 1 млн.куб. м., максимальні швидкості руху до 100 м / с. Більше 50% всіх лавин досягають дна долин і представляють безпосередню загрозу для населення та об'єктів господарського призначення. Тиск, який чиниться лавиною на перешкоду, може досягати до кількох сотень тонн на 1 кв.м.

Лавинонебезпечний період. Відразу снігових лавин схильні практично всі гірські райони Казахстану, при цьому переважають лавини, пов'язані зі снігопадами та відлигами. Найбільш лавинонебезпечний період листопад - квітень, в висогорье жовтень - травень ^2.

Ознаки лавинної небезпеки:

Великі снігопади взимку з приростом сніжного покриву на 20-30 см.

Тривалі й глибокі похолодання чи потепління в зимовий період.

Випадання дощу на поверхню снігу.

Сильний вітер, який утворює снігові карнизи і наддувом на крутих гірських схилах і гребенях.

Висота сніжного покриву на гірських схилах більше 30-60 см.

Спучування й просідання сніжного покриву, виникнення тріщин відриву на гірських схилах, поява на сніжних схилах слідів скочування грудок снігу.

Сейсмічні коливання.

Перш ніж лавина завдала удар!

Вирушаючи в гори, необхідно ознайомитися з картами лавинної небезпеки і проконсультуватися з фахівцями, постійно стежте за повідомленнями засобів масової інформації про обстановку в горах ^3.

Після рясних снігопадів слід на 2-3 дні відкласти вихід у гори, почекавши, поки зійдуть лавини, або осяде сніг. При оголошенні лавинної небезпеки треба взагалі утриматися від походів у гори.

Якщо ви все ж опинилися в цей час в горах, то ні в якому разі не виходьте на круті засніжені схили і уникайте схилів позбавлених лісу і чагарнику, а пересувайтеся тільки по дорогах і нахоженним стежках на дні долин або по гребенях.

Найбільшу обережність дотримуйтеся у весняний період у другій половині дня, коли сніг намокає і легко зісковзує зі схилів.

Пересувайтеся в горах тільки в умовах гарної видимості, туман завжди підсилює лавинну небезпеку.

У періоди відлиги і сніготанення (кінець березня - квітня) відмовтеся від далеких виходів у гори чи відпочинку в тих районах, де здійснюються попереджувальні спуски лавин.

При проходженні лавинонебезпечних ділянок не кричіть і не галасуйте.

Не можна виходити на снігові карнизи, перетинати схили поперек або рухатися по них зигзагом. У крайньому випадку спускайтеся і піднімайтеся по схилу по лінії падіння води - «в лоб». Негайно повертайтеся в безпечне місце (перегин рельєфу, скеля), якщо відчуєте, що снігова пласт під вашими ногами просідає і почуєте характерний шиплячий звук.

Якщо необхідно перетнути крутий засніжений схил треба:

перевірити стійкість снігового покриву, вийшовши на край схилу зі страховкою;

виставити спостерігача за верхньою частиною схилу;

застебнути одяг, розпустити лавинні шнури, вийняти кисті рук з темляків лижних палиць, послабити ремені рюкзаків або нести рюкзак на одній лямці;

перетинати схил по одному, суворо слід у слід.

При організації ночівлі необхідно враховувати можливість сходу лавин з обох бортів долини. Не зупиняйтеся в лавинонебезпечних місцях (поблизу крутих гірських схилів вкритих снігом).

Які запобіжні заходи і захист від цього виду стихії?

Всі переміщення скельних порід і глиняних мас предваряются різними сигналами: утворення нових тріщин і ущелин у грунті; несподівані тріщини у внутрішніх і зовнішніх стінах, водопроводах, асфальті; падіння каміння; передвіщає біду поява нових джерел небезпеки або зникнення вже існуючих.

Належне розуміння цих знаків дозволяє підготувати захист для того, щоб уникнути або звести збиток до мінімуму. Роботи на тривалий період полягають у будівництві захисних мереж, штучних тунелів, відновлення рослинного покриву і т. д ^4.

3. Вулкани як лімітуючі природні фактори

Вулканами називаються конусоподібні або куполоподібні вивищення над каналами, трубками вибуху і тріщинами в земній корі, по яких вивергаються з надр газоподібний продукти, лава, попіл, уламки гірських народ. Прояви вулканізму представляють собою один з найбільш характерних і важливих геологічних процесів, що мають величезне значення в історії розвитку та формування земної кори. Жодна область на Землі будь то континент або океанічна западина, складчаста область або платформа не сформувалася без участі вулканізму. Висока практична значущість цих явищ зумовило вибір теми курсової роботи.

Є вулкани, які викидалися в давно минулі часи. Деякі з них зберегли форму красивого конуса. Про діяльність їх у людей не збереглося жодних відомостей. Їх називають погаслими. У давніх вулканічних областях зустрічаються глибоко зруйновані і розмиті вулкани. У нашій країні такі області Крим, Забайкаллі та інші місця.

Якщо піднятися на вершину діючого вулкана під час його спокійного стану, то можна побачити кратер (по-грецьки велика чаша) глибоку западину з обривистими стінками, схожу на гігантську чашу. Дно кратера вкрите уламками великих і дрібних каменів, а з тріщин на дні і стінах кратера піднімаються струмені і гази пари. Іноді вони спокійно виходять з під каменів і щілин, а іноді вириваються бурхливо зі свистом і шипінням. Кратер наповнюють задушливі гази; піднімаючись вгору вони утворюють хмарка на вершині вулкана. Місяці й роки вулкан може спокійно куриться, поки не відбудеться виверження. Цій події часто передує землетрус; чується підземний гул, посилюється виділення парів і газів, згущаються хмари над вершиною вулкана.

Потім під тиском газів, що вириваються з надр землі, дно кратера вибухає. На тисячі метрів викидаються густі чорні хмари газів і парів води, змішаних з попелом, занурюючи у морок околиці. Одночасно з вибухом з кратера летять шматки розпеченого каміння, утворюючи гігантські снопи іскор. З чорних, густих хмар на землю сиплеться попіл, іноді випадають зливові дощі, утворюючи потоки бруду, що скачується по схилах і заливають околиці. Блиск блискавок безперервно прорізується морок. Вулкан гуркотить і тремтить, а по жерла його підніметься розпечена лава. Вона вирує, переливається через край кратера і спрямовується вогненним потоком по схилах вулкана, знищуючи все на своєму шляху.

При деяких вулканічних виверженнях лава не виливається.
Виверження вулканів відбувається також на дні морів і океанів. Про це дізнаються мореплавці, коли раптово бачать стовп пари над водою або плаває на поверхні «кам'яну піну» пемзу. Іноді суду наштовхуються на несподівано проявилися мілини, утворені новими вулканами на дні моря. З часом ці мілини вивержені маси розмиваються морськими хвилями і безслідно зникають.

В даний час на земній кулі виявлено понад 4 тис. вулканів.
До діючих відносять вулкани викидають і проявляють сольфатарную активність (виділення гарячих газів і води) за останні 3500 років історичного періоду. На 1980 рік їх налічували 947.
До потенційно чинним відносяться голоценових вулкани, які впадають 3500-13500 років тому. Їх приблизно 1343 шт.

До умовно згаслим вулканам відносять не проявляють активності в голоцені, але зберегли свої зовнішні форми (віком молодше 100 тис. років).

Згаслі - вулкани істотно перероблені ерозією, напівзруйновані, не виявляють активності протягом останніх 100 тис. років ^5.

Висновок

Гори досить різноманітні не тільки за віком, але і за структурою. Найбільш складну структуру мають Альпи в Європі. Товщі гірських порід там зазнали впливу надзвичайно потужних сил, що знайшло відображення у впровадженні великих батолітов магматичних порід і в освіті надзвичайно різноманітних перекинутих складок і розламів із величезними амплітудами зсуву. Навпаки, гори Блек-Хілс мають досить просту структуру.

Геологічна будова гір настільки ж різноманітно, як і їх структури. Наприклад, гірські породи, якими складена північна частина Скелястих гір у провінціях Альберта і Британська Колумбія, - в основному палеозойські вапняки і сланці. У Вайомінгу і Колорадо б ó більша частина гір мають ядра з гранітів та інших магматичних порід, перекриті товщами палеозойських і мезозойських осадових порід. Крім того, у центральній і південній частинах Скелястих гір широко представлені різноманітні вулканічні породи, зате на півночі цих гір вулканічних порід практично немає. Такі розходження зустрічаються також в інших горах світу.

Хоча в принципі не буває двох абсолютно однакових гір, молоді вулканічні гори часто досить подібні за розмірами й обрисами, що підтверджується на прикладі Фудзіями в Японії і Майона на Філіппінах, які мають правильні конусоподібні форми. Однак зауважимо, що багато вулканів Японії утворені андезитами (магматичної породою середнього складу), тоді як вулканічні гори на Філіппінах складаються з базальтів (важчої гірської породи чорного кольору, що містить багато заліза). Вулкани Каскадних гір в Орегоні в основному складені ріолітов (породою, що містить більше кремнезему і менше заліза в порівнянні з базальтами і андезитами).

Список літератури

1. Гірусов Е.В. та ін Екологія та економіка природокористування: Підручник для вузів / Під ред. Е.В. Гіроусова. М.: Закон і право: ЮНИТИ, 2002.

2. Макар С.В. Основи економіки природокористування. М.: Інститут міжнародного права і економіки ім. А.С. Грибоєдова, 2004.

3. Марков Ю.Г. Соціальна екологія. М.: ЮНИТИ-ДАНА, 2005.

4. Природокористування: Підручник / За ред. Е.А. Арустумова. М.: Видавничий будинок «Дашков і Ко», 1999.

5. Яндиканов Я.Я. Економіка природокористування: Підручник. Єкатеринбург: Видавництво Уральського державного економічного університету, 1997.