Геоморфологія
Сучасна геоморфологія - досить розгалужена наука, яка поділяється на частини, наукові напрями, галузі та галузі знання. Вона володіє різними методами дослідження і вирішує різні фундаментальні і прикладні задачі. У рамках конкретних досліджень можна побачити певні тенденції до диференціації та інтеграції окремих її частин, що неминуче для будь-якої науки, що розвивається. Об'єднує все це різноманітність наукової діяльності те, що кожна з частин геоморфології вивчає рельєф, його походження, вік, походження і еволюцію, взаємозв'язку і взаємний вплив рельєфу з іншими елементами і властивостями екзогенної та ендогенної природи нашої планети.
У свою чергу розділяє їх те, що в кожному дослідженні з усієї сукупності взаємопов'язаних властивостей, які характеризують рельєф, виділяється лише деяка частина і розглядається з тією мірою подробиць, яка здається необхідної досліднику при вирішенні конкретно поставленої задачі. Межі між окремими галузями і напрямами геоморфології далеко не завжди очевидні, так як знання, отримані різними напрямками, нерідко доповнюють і перекривають один одного. Так, регіональна геоморфологія не може не вивчати процеси утворення рельєфу в кожному конкретному регіоні, історична геоморфологія і палеоморфологія вивчають рельєф і рельєфоутворюючі процеси минулого, експериментальна геоморфологія - також процеси рельєфоутворення. Разом з тим останні є предметом динамічної геоморфології. І це справедливо, тому що всі ці напрямки націлені на вирішення загального завдання, однак у першому випадку підкреслюється зв'язок процесів рельєфоутворення з місцевими регіональними особливостями природи, у другому в центрі уваги знаходиться те, як процеси рельєфоутворення змінюють один одного у часі, у третьому випадку вивчається якийсь один чи сукупність факторів, що впливають на хід рельєфоутворення. Всі ці знання збагачують динамічну геоморфологію, і в її рамках створюється загальне уявлення про сутність того чи іншого
Основні розділи геоморфології (за А. І. Спірідонову, 1979)
Ознака виділення Розділ
Ступінь охоплення геоморфологічних показників та генетичних категорій рельєфу Загальна геоморфологія Геоморфологія суші Геоморфологія дна морів і океанів Приватна геоморфологія
Особливі аспекти вивчення рельєфу динаміко-вікові Динамічна геоморфологія Історична геоморфологія (палеогеоморфологія) генетичні Кліматична геоморфологія Структурна геоморфологія
Ступінь узагальнення геоморфологічних показників і які розглядають геоморфологічних об'єктів Аналітична геоморфологія
Синтетична геоморфологія
Загальна спрямованість (призначення) геоморфологічних досліджень Теоретична геоморфологія Прикладна геоморфологія
Ступінь територіального охоплення конкретного рельєфу поверхні Землі Планетарна геоморфологія Регіональна геоморфологія
Розробляються методи та способи вивчення рельєфу Польова геоморфологія Експериментальна геоморфологія Математична геоморфологія Дистанційна геоморфологія Геоморфологічна картографія процесу. У відомому сенсі можна було б думати, що динамічна геоморфологія є в нашій науці галуззю більш високого рангу. Проте неважко уявити собі й іншу систему відносин між галузями знань і показати, що динамічна геоморфологія, її результати і методи стають частиною історико-геоморфологічного або якого-небудь іншого дослідження. Співвідношення галузей геоморфології можна побачити в класифікації гілок, галузей і напрямків. Досвід такої класифікації був запропонований А.І. Спиридоновим, де динамічна геоморфологія виділяється за особливостями аспектів вивчення рельєфу (динаміко-віковий аспект). Проте це не єдино можливий спосіб класифікації розділів геоморфології. Не виключені й нові її варіанти
Класифікація мегаформ - великих нерівностей земної поверхні - приймається у відповідності з:
1) тектонічним режимом у пізньому кайнозої;
2) будовою земної кори та літосфери;
3) характером новітнього розвитку структурних форм в рельєфі Землі.
Відповідно можуть бути виділені мегаформи I, II і III порядків:
I - гігантські западини океанів і континентальні підняття;
II - великі регіони з різним тектонічним режимом, (на суші - платформні рівнини і області горотворення);
III - основні підняття і западини, що входять в структуру областей горотворення і платформних рівнин.
Континентальні підняття
До континентальним поднятиям відносяться суша, шельфи, їх схили і частково підніжжя. У їх межах виділяються два тектонічних режиму: платформний і орогенний, яким відповідають мегаструктури II порядку - платформи і орогі. На платформах розвивається рельєф різновисотні рівнин різного генезису, в областях гороутворення - гірські країни.
Платформні рівнини
Платформні рівнини розвиваються на різновікових платформах і є основною мегаформой рельєфу континентів
Характерна особливість платформних рівнин - різке переважання рівнинних просторів над ділянками з розчленованим рельєфом. Амплітуди висот на рівнині досягають декількох сотень метрів.
Платформні рівнини в цілому й окремі великі форми рельєфу в їх межах характеризуються переважанням ізометричних обрисів. При цьому їх межі часто відрізняються прямолінійністю. Річкові басейни відрізняються великою площею і сильною розгалуженістю. У вигляді морфоскульптури проявляється горизонтальна фізико-географічна зональність.
Рівнини можуть розвиватися на щитах і плитах з малопотужним або потужним чохлом осадових порід. Вони поділяються на акумулятивні - з покривом четвертинних відкладень, і денудаційні - позбавлені його. Виділяються також денудационно-акумулятивні рівнини з цоколем дочетвертичное порід.
Зовнішня будова платформних рівнин характеризується вирівняну - наслідком стабільності односпрямованих рухів і їх малих швидкостей, що виявляються на великих територіях.
Акумулятивні рівнини приурочені до западин платформ, що розвиваються, в області абсолютного і відносного прогинання і акумуляції. По розташуванню виділяються внутрішньоконтинентальні - переважно субаерального, і окраїнно-континентальні - шельфові (субаквальні).
Шельфові рівнини в основному акумулятивні. Займають найнижче положення серед різновисотні рівнин континентів. Представляють область стійких чи переважаючих слабких негативних рухів.
Низинні акумулятивні рівнини (субаерального) поділяються за генезисом четвертинного покриву і характером основних нерівностей поверхні. Виділяються моногенні і поліненние рівнини.
По пристрою поверхні розрізняють рівнини горизонтальні і похилі, різноманітно розчленовані і ускладнені ерозійно-акумулятивними формами. У рельєфі акумулятивних рівнин своєрідну роль відіграють потужності новітніх відкладень.
Денудаційні рівнини в основному є внутрішньоконтинентальним. Розвиваються на великих підняттях платформ, представлені високими плато і плоскогір'ями.
Уздовж узбережжя морів і океанів в умовах регресії, що змінила трансгресії, виникають окраїнно-континентальні підняті абразійні рівнини.
Для рельєфу денудаційних рівнин велике значення має геологічну будову. Різна стійкість порід сприяє утворенню малих форм рельєфу завдяки процесам виборчої денудації. Активно розвиваються тектонічні деформації можуть створювати нерівності, що ускладнюють рельєф рівнин. При незначній швидкості їх зростання на ділянках піднять формується динамічна конденудаціонная поверхню з знижується рівнем денудаційного зрізу, в западинах відбувається безперервне накопичення опадів і формування ділянок конаккумулятівного вирівнювання.
Поверхні вирівнювання
Рівнинні поверхні, що виникли в результаті вирівнювання спочатку розчленованого рельєфу називають поверхнями вирівнювання. Поверхні вирівнювання розвиваються при малих швидкостях тектонічних рухів в умовах їх компенсації нівелює екзогенними процесами або в обстановці відносного спокою. У залежності від спрямованості рухів формуються акумулятивні або денудаційні вирівняні поверхні. Поверхні вирівнювання характерні як для платформних, так і для складчастих областей.
Дослідженням процесів вирівнювання було присвячено безліч робіт.
I. За уявленнями В. Девіса, усі епохи горотворення закінчувалися зниженням активності тектонічних рухів до їх повного припинення. Це виражається в послідовному направленому зміну вигляду рельєфу. Девіс виділяв цикли, протягом яких відбуваються зміни рельєфу в залежності від ендогенного режиму. Кожен цикл ділиться на стадії. У ерозійному циклі виділяється п'ять стадій:
1. Дитинство - початок розчленування загального підняття гірської споруди, при якому річки використовують, головним чином, первинні (тектонічні) западини, вододіли залишаються нерозчленованим.
2. Юність - швидкий розвиток ерозії і значне розчленування рельєфу.
3. Зрілість - початок низхідного розвитку рельєфу - зниження вододілів, виположування схилів і розширення долин.
4. Старість-нисходящее розвиток рельєфу, розчленування лінійних хребтів і перетворення їх на пагорби, що підрозділяються широкі плоскі долини, де меандріруя, течуть ріки.
5. Старезністю - повне вирівнювання рельєфу.
Граничну рівнину, вироблену на складчатом основі області горотворення В. Девіс назвав пенепленом.
Зустрічаються незавершені цикли з порушеннями описаної послідовності. Процес вирівнювання може перерватися на будь-якій стадії (в результаті активізації тектонічних рухів).
Вирівнювання Девіс розглядав як результат послідовного зниження орогенного рельєфу "зверху".
II. За А.Д. Наумову (1981), пенепленом відповідає кордон, що відокремлює мобільний режим геосинклінального і епігеосінклінального орогенного розвитку від відносно стабільного платформного. Розвиток орогі і подальший етап спокою повинні були забезпечити глибокий денудаційні зріз і граничне вирівнювання, що завершилося формуванням незміщені хімічних кор вивітрювання повного профілю.
З геологічних позицій правильніше виділяти пенеплен як поверхні розділу, відповідні переходу від геосинклінального до платформного режиму, і поверхні вирівнювання, що виникають у принципово інших геологічних умовах.
III. В. Пенк дав аналіз процесу отступанія схилів і формування "передгірній драбини" (педіментов), розглядаючи цей процес синхронно з розвитком піднять. Нерівномірність воздиманіе в поєднанні з розширенням області позитивних рухів зумовила ступінчастість схилів. Це явище могло відбуватися за різних співвідношеннях швидкостей здіймання і денудації.
При педіпленізаціі відбувається вирівнювання "збоку" в результаті паралельного отступанія схилів і розширення підстави - педіментов.
Педімент - передгірська скеляста рівнина, іноді з малопотужним покривом в основному флювіальних відкладень. Розміри педіментов - до десятків км 2. Утворюються в різних кліматичних зонах за рахунок схилової денудації і видалення матеріалу процесами площинного і ручейковий змиву. Необхідна умова для педіпленізаціі - наявність раніше створених перевищень між сполученими областями зносу і накопичення. Переривчастість тектонічних рухів у поєднанні зі змінами клімату може призвести до виникнення кількох рівнів педіментов. Педімент об'єднується з відступаючим схилом, який регресивно зміщуючись, "з'їдає" вищерозташованих педімент.
В умовах спадного розвитку регіону досить тривалий процес отступанія схилів може привести до загального вирівнювання - педіпленізаціі.
Педиплена - велика слабонаклонную рівнина, що утворилася в результаті тривалого отступанія схилів, розширення і злиття педіментов. Вирівнювання відбувається в основному за рахунок бічної планації. Новоутворена поверхня є полігенною, переважно денудационно. Для формування педіпленов сприятливі умови семіарідного і помірно гумідного клімату, переважно холодного і різко континентального. Головне і обов'язкова умова - тривала відсутність рухів, що створюють похилі поверхні, і постійне положення базису денудації, що визначає низхідний розвиток рельєфу і вирівнювання в будь-яких кліматичних умовах.
При висхідному розвитку рельєфу і формуванні нових рівнів педіментов загального вирівнювання не відбувається. Область воздиманіе розширюється.
Отже, виділяється кілька генетичних типів поверхонь вирівнювання:
1. Пенеплени - регіональні поверхні розділу, що відображають перехід території від епігеосінклінального орогенного режиму до платформеного. Час формування відповідає тривалого етапу тектонічного спокою, коли відбувається повне вирівнювання та освіта кор хімічного вивітрювання повного профілю.
2. Поверхні статичного вирівнювання (або поверхні кінцевого вирівнювання) - педиплена та ін регіональні поверхні, що утворюються в умовах тривалого тектонічного спокою, кінцевого вирівнювання та повного знищення нерівностей, обумовлених мертвими СФ, літолого-стратиграфічні і ін чинниками. Можуть формуватися неодноразово в умовах платформного режиму.
Механізм руйнування нерівностей для I і II типів поверхонь може представляти поєднання різних видів планації при зміні провідної ролі нівелюють процесів у часі.
3. Поверхні динамічного вирівнювання - локальні вирівняні поверхні, що утворюються при низхідному розвитку рельєфу в умовах малих швидкостей росту СФ, повністю знищуваних екзогенними процесами. Залежно від напрямку загальних рухів формуються денудаційні, акумулятивні або складні поверхні динамічного вирівнювання.
Області горотворення
Орогенний процес у кайнозої розвивається в межах відмираючих геосинкліналей і різновікових платформ. Території, їм охоплені, виділяються як області горотворення, або орогенні області. Орогенний режим відрізняється від платформного високою мобільністю і разнонаправленностью рухів, від геосинклінального - розвитком загального підняття і його розширенням за рахунок суміжних западин.
Найбільш великі мегаформи областей горотворення - орогенні пояса. По розташуванню виділяються окрінно-континентальні або внутрішньоконтинентальні пояса. У плані пояси мають лінійно витягнуті обриси, у вертикальних перерізах представляють значне загальне підняття (у порівнянні з суміжними областями платформних рівнин). Внутрішня будова характеризується збільшенням потужності земної кори, вулканізмом, високою сейсмічністю і значною швидкістю різноспрямованих тектонічних рухів, швидко змінюваних навхрест простягання СФ.
Орогенні пояса складаються з гірських країн - систем рівноцінних і сполучених піднять (гірських споруд) і передгірних і міжгірних западин. Гірські країни розрізняються по геологічному розвитку та особливостям орогенезу. Відповідно до геологічної передісторією виділяються різні типи гірських країн:
Епігеосінклінальние гірські країни (Альпи, Кавказ, Анди і ін) формуються в кінці процесу замикання геосинкліналі або безпосередньо після нього. Епігеосінклінальний орогенез характеризується відмиранням загального прогинання, завершенням складчастості з подальшим розвитком сполучених систем підняттів і западин на тлі становлення загального підняття. Активне зростання позитивних СФ призводить до їх переваги над негативними. У результаті відбувається скорочення загальних і приватних прогинів і відмирання западин як областей прогинання і акумуляції.
Висока інтенсивність вертикальних рухів призводить до морфологіческогму становленню загального підняття у вигляді епігеосінклінального гірської споруди. У центральній частині сполучених компенсованих і перекомпенсірованних міжгірських і передгірних западин утворюються акумулятивні рівнини, обрамлені передгір'ями.
У сучасному рельєфі епігеосінклінальние гірські споруди представлені в основному високими лінійно витягнутими системами хребтів, часто з альпійським виглядом рельєфу, в різній мірі ускладненого вулканічними будівлями.
Епігеосінклінальние гірські споруди мають блоково-складчасту будову з закономірно змінюється складчастістю - лінійною в центрі підняття і сундучной - по периферії. У прісводових ділянках таких гірських споруд денудація часто розкриває гранітні батоліти. Якщо на фоні загального підняття розвиваються складчасті деформації, то в рельєфі окремі хребти та їх системи представлені антикліналей, а розділяють їх зниження - синкліналей, ускладненими розривами. В умовах загального розвивається підняття відбувається препарування окремих елементів мертвих складчастих деформацій. Т.ч., в образі епігеосінклінальних гірських споруд велике значення мають деформації вигинів з різними радіусами кривизни.
Епіплатформенние гірські країни розвиваються на різновікових платформах в умовах слабкого горотворення (Тянь-Шань, Кордильєри). Тут переважають породи фундаменту. Для хребтів і гірських западин характерна сводово-брилові структура (розвиток пологих вигинів з крупно-і мелкоблоковим внутрішньою будовою). Тому особливого значення набувають розриви різних рангів. Окремі хребти або їх системи, як правило, відповідають розвиваються горстообразним СФ, а розділяють їх западини - грабенів і пріразломовим долинах (Сх. Саян, Єнісейський кряж). При значному розвитку порід чохла, хребти-підняття можуть представляти полого вигнуті ускладнені розривами складки фундаменту, а також складки облеканія, що маскують брилові природу підняття (Південно-Західний Тянь-Шань). В області слабкого епіплатформенного орогенезу зустрічаються брилові гори з горизонтальним заляганням порід.
Зовнішність епіплатформенних гірських країн визначається переважно системами розвиваються розривів, багато з яких - стародавні, відроджені в процесі орогенезу. Тому простягання підняттів і западин і загальний структурний план успадковуються від геосинклінального етапу розвитку.
Рифтогенного гірські країни - основний тип океанських гір. У межах континентів вони представлені в основному пологими сводообразнимі підняттями. На початку розвитку вони ускладнюються численними січними і приголосними розривами, серед яких широко поширені скиди, що обмежують грабенообразниє западини, приурочені до прісводовим ділянкам і зведенням загальних піднять (Східно-Африканське гірську споруду, Байкальське нагір'я).
Т.ч., гірська країна певного генетичного типу - це територія з загальної доорогенной історією і тектонічним режимом, в межах якої новітній процес гороутворення відбувався приблизно в один час. Новітні СФ і рельєф гірської країни мають спільні риси будови, що визначають її індивідуальний вигляд.
Головні мегаформи рельєфу внутрішньоконтинентальних гірських країн
В умовах повного розвитку внутрішньоконтинентальні гірські країни включають комплекс мегаформ, деякі з яких можуть бути відсутні в зредукованих типах.
У будові гірського пояса при його повному розвитку навхрест простягання (від платформних рівнин до внутрішніх регіонам) виділяються мегаформи III порядку:
1 - ділянки платформи, суміжні з гірським спорудою, перекриті четвертинними молассовіднимі відкладеннями в результаті зростаючого перекосу поверхні підгірних рівнин;
2 - передгірні орогенні западини;
3 - зовнішні гірські споруди - часто нахилені до передгірної западині і мають з нею спільну схил;
4 - міжгірська западина підрозділяє зовнішнє і внутрішнє гірські споруди.
Гірська споруда - основна мегаформа гірської країни - велике загальне підняття з сводово будову глибоких складок. У рельєфі воно утворено хребтами та їх системами, частина підрозділів гірськими западинами. Виділяються прості і складні гірські споруди.
Прості гірські споруди - загальні підняття, не ускладнені великими гірськими западинами, виконаними молассамі.
Складні гірські споруди складаються з основних систем хребтів-піднять, розділених рівноцінними гірськими западинами, виконаними молассамі.
Передгірні западини розвиваються в зоні передгірного пріразломового прогину і характеризуються асиметрією. Їх внутрішня частина, що примикає до передового гірничого спорудження - глибша і крутосхильні, а зовнішня - полога, вона відповідає суміжних ділянок платформи, втягнутим в орогенний процес. У рельєфі - це ниці рівнини, що підвищуються в напрямку до гірського спорудження.
Зона передгір'їв - регіони, що примикають до гірського спорудження і втягнуті в загальне підняття. Її утворюють дрібно розчленовані високі похилі денудаційні рівнини. Передгір'я формуються в результаті нерівномірного підняття і перекосу та міграції передгірній западини.
Міжгірські западини розділяють гірські споруди. Протягом майже всього процесу гороутворення є негативною СФ, рівноцінної гірничого споруді. Подібно передгірних, зазнали значного скорочення і членування системами приватних піднять. На відміну від передгірних западин, міжгірські скорочувалися більш рівномірно і передгір'я облямовують їх з усіх сторін. У залишкових приватних западинах відбувається опадонакопичення, часто в умовах перекомпенсації.
В областях гороутворення може бути декілька внутрішніх гірських споруд і міжгірських западин, однак частіше вони включають одне або два гірських споруди. У редукованих формах передгірні і міжгірські западини за масштабами можуть не відповідати гірським спорудам.