Внутренние (эндогенные) процессы: медленные вертикальные колебательные движения, складчатые (пликативные) и разрывные (дизъюнктивные) тектонические движения и нарушения пластов горных пород. Магматизм и вулканизм, землетрясения. Основные районы вулканизма и землетрясений.
Внутренние (эндогенные) процессы
формирования рельефа Земли
Рельеф - это совокупность неровностей земной поверхности разного масштаба, называемых формами рельефа.
Рельеф формируется в результате воздействия на литосферу внутренних (эндогенных) и внешних (экзогенных) процессов.
Внутренние геологические процессы обусловливают различные тектонические движения: вертикальные и горизонтальные перемещения отдельных участков земной коры . С ними связано образование наиболее значительных неровностей земной поверхности, ее непрерывное изменение. Источником внутренних процессов является тепло, образующееся при радиоактивном распаде элементов, входящих в состав ядра Земли.
По преобладающему направлению выделяют два типа тектонических движений: вертикальные и горизонтальные. Оба типа движений могут проходить как самостоятельно, так и во взаимосвязи друг с другом. Часто один тип движения порождает другой. Проявляются они не только в перемещении крупных блоков земной коры в вертикальном или горизонтальном направлениях, но и в образовании складчатых и разрывных нарушений разного масштаба .
Складки - волнообразные изгибы пластов земной коры, созданные совместным действием вертикальных и горизонтальных движений в земной коре. Складка, пласты которой выгнуты кверху, называется антиклинальной складкой, или антиклиналью. Складка, пласты которой прогнуты книзу, называется синклинальной складкой, или синклиналью. Синклинали и антиклинали - две основные формы складок. Небольшие и относительно простые по строению складки выражаются в рельефе невысокими компактными хребтами (например, Сунженский хребет северного склона Большого Кавказа).
Более крупные и сложные по строению складчатые структуры представлены в рельефе крупными горными хребтами и разделяющими их понижениями (Главный и Боковой хребты Большого Кавказа). Еще более крупные складчатые сооружения, состоящие из множества антиклиналей и синклиналей, образуют мегаформы рельефа типа горной страны, например Кавказские горы, Уральские горы и т. п. Эти горы называют складчатыми.
Разрывные нарушения (разломы) - это различные нарушения сплошности горных пород, часто сопровождающиеся перемещением разорванных частей относительно друг друга. Простейшим видом разрывов являются единичные более или менее глубокие трещины. Наиболее крупные разрывные нарушения, распространяющиеся на значительную длину и ширину, называют глубинными разломами.
В зависимости от того, как перемещались разорванные блоки в вертикальном направлении, выделяют сбросы и надвиги (рис. 16). Совокупности сбросов и надвигов составляют горсты и грабены (рис. 17). В зависимости от размеров они образуют отдельные горные хребты (например, Столовые горы в Европе) или горные системы и страны (например, Алтай, Тянь-Шань).
В этих горах наряду с грабенами и горстами встречаются и складчатые массивы, поэтому их следует относить к складчато-глыбовым горам.
В случае, когда перемещение блоков горных пород было не только в вертикальном направлении, но и в горизонтальном, образуются сдвиги.
В процессе становления наук о Земле выдвигалось много различных гипотез о развитии земной коры.
В основу теории литосферных плит положено представление, что вся Литосфера разделена узкими активными зонами - глубинными разломами - на отдельные жесткие плиты, плавающие в пластичном слое верхней мантии.
Границы литосферных плит как в местах их разрыва, так и в местах столкновения - это подвижные участки земной коры, к которым приурочены большинство действующих вулканов, где часты землетрясения. Эти участки, являющиеся областями новой складчатости, образуют сейсмические пояса Земли.
Чем дальше от границ подвижных участков к центру плиты, тем более устойчивыми становятся участки земной коры. Москва, например, находится в центре Евразийской плиты, и ее территория считается сейсмически вполне устойчивой.
Вулкан - совокупность процессов и явлений, вызванных внедрением магмы в земную кору и излиянием ее на поверхность. Из глубинных магматических очагов извергаются на землю лава, горячие газы, пары воды и обломки горных пород. В зависимости от условий и путей проникновения магмы на поверхность различают три типа вулканических извержений.
Площадные извержения привели к образованию обширных лавовых плато. Наиболее крупные из них - это плато Декан на полуострове Индостан и Колумбийское плато.
Трещинные извержения происходят по трещинам иногда большой протяженности. В настоящее время вулканизм этого типа проявляется в Исландии и на дне океанов в районе срединных океанических хребтов.
Извержения центрального типа связаны с определенными участками, как правило, на пересечении двух разломов и происходят по сравнительно узкому каналу, который называется жерло. Это наиболее распространенный тип. Вулканы, образующиеся при таких извержениях, называются слоистыми, или стратовулканами. Они имеют вид конусообразной горы, на вершине которой находится кратер.
Примеры таких вулканов: Килиманджаро в Африке, Ключевская Сопка, Фудзияма, Этна, Гекла в Евразии.
«Тихоокеанское огненное кольцо» . Около 2/3 вулканов Земли сосредоточены на островах и берегах Тихого океана. Самые мощные извержения вулканов и землетрясения имели место именно в этом регионе: Сан-Франциско (1906), Токио (1923), Чили (1960), Мехико (1985).
Остров Сахалин, полуостров Камчатка и Курильские острова, находящиеся на самом востоке нашей страны, - звенья этого кольца.
Всего на Камчатке насчитывается 130 потухших вулканов и 36 действующих. Самый большой вулкан - Ключевская Сопка. На Курильских островах находится 39 вулканов. Для этих мест характерны разрушительные землетрясения, а для окружающих морей - моретрясения, тайфуны, вулканы и цунами.
Цунами в переводе с японского - «волна в бухте». Это волны гигантских размеров, порожденные землетрясением или моретрясением. В открытом океане они почти незаметны для судов. Но когда путь цунами преграждает материк и острова, волна обрушивается на сушу с высоты, достигающей 20 метров. Так, в 1952 г. такая волна полностью разрушила дальневосточный город Северокурильск.
Горячие источники и гейзеры тоже связаны с вулканизмом. На Камчатке в знаменитой Долине гейзеров действуют 22 крупных гейзера.
Землетрясения также являются проявлением эндогенных земных процессов и представляют собой внезапные подземные удары, сотрясения и смещения пластов и блоков земной коры.
Изучение землетрясений . На сейсмических станциях ученые исследуют эти грозные явления природы, пользуясь специальными приборами, ищут способы их предсказания. Один из таких приборов - сейсмограф - был изобретен в начале XX в. русским ученым Б. В. Голицыным. Название прибора произошло от греческих слов сейсмо (колебание), графо (пишу) и говорит о его назначении - записывать колебания Земли.
Землетрясения могут быть разной силы. Ученые договорились определять эту силу по международной 12-балль- ной шкале с учетом степени повреждения зданий и изменений рельефа Земли. Приведем фрагмент этой шкалы (табл. 5).
Таблица 5
Землетрясения сопровождаются подземными толчками, следующими один за другим. Место, где в недрах земной коры происходит толчок, носит название гипоцентр. Место на земной поверхности, расположенное над гипоцентром, называется эпицентром землетрясения.
Землетрясения вызывают образование трещин на земной поверхности, смещение, опускание или поднятие отдельных блоков, оползни; наносят ущерб хозяйству и приводят к гибели людей.
На протяжении времени он меняется под действием различных сил. Места, где когда-то были великие горы, становятся равнинами, а в некоторых областях возникают вулканы. Ученые стремятся объяснить, почему так происходит. И уже многое современной науке известно.
Причины трансформаций
Рельеф Земли — одна из самых интересных загадок природы и даже истории. Из-за того, как менялась поверхность нашей планеты, менялась и жизнь человечества. Изменения происходят под действием внутренних и внешних сил.
Среди всех форм рельефа выделяются большие и мелкие. Самые крупные из них — это материки. Считается, что сотни веков назад, когда человека еще не было, наша планета имела совершенно другой облик. Возможно, был всего один материк, который со временем раздробился на несколько частей. Затем они разделились снова. И появились все те материки, которые существуют сейчас.
Другой крупной формой стали океанические впадины. Считается, что раньше также было меньше океанов, но затем их стало больше. Некоторые ученые утверждают, что спустя сотни лет появятся новые. Другие же говорят, что вода затопит некоторые участки суши.
Изменяется рельеф планеты на протяжении долгих веков. Даже несмотря на то, что человек подчас сильно вредит природе, его деятельность не способна существенно изменить рельеф. Для этого нужны такие мощные силы, которые есть только у природы. Однако человек не может не только кардинально трансформировать рельеф планеты, но и остановить изменения, которые производит сама природа. Несмотря на то, что наука сделала большой шаг вперед, пока что невозможно обезопасить всех людей от землетрясений, извержений вулканов и многого другого.
Базовая информация
Рельеф Земли и основные формы рельефа привлекают пристальное внимание многих ученых. Среди основных разновидностей - горы, нагорья, шельфы и равнины.
Шельф — это те участки земной поверхности, которые скрыты под толщей воды. Очень часто они тянутся вдоль берегов. Шельф — это тот вид рельефа, который встречается только под водой.
Нагорья — это стоящие отдельно долины и даже системы хребтов. Многое из того, что называют горами, на самом деле является нагорьем. Например, Памир — это не гора, как считают многие. Также Тянь-Шань является нагорьем.
Горы — это самые грандиозные формы рельефа планеты. Они возвышаются над сушей более чем на 600 метров. Их вершины скрываются за облаками. Бывает так, что в теплых странах можно увидеть горы, пики которых покрыты снегом. Склоны обычно очень крутые, но некоторые смельчаки решаются по ним взобраться. Горы могут образовывать цепи.
Равнины — это стабильность. Жители равнин реже всего испытывают на себе изменения рельефа. Они почти не знают, что такое землетрясения, потому такие места считаются наиболее благоприятными для жизни. Настоящая равнина — это максимально плоская земная поверхность.
Внутренние и внешние силы
Влияние внутренних и внешних сил на рельеф Земли грандиозно. Если изучить, как менялась поверхность планеты на протяжении нескольких веков, то можно заметить, как то, что казалось вечным, исчезает. На смену ему приходит нечто новое. Внешние силы не способны изменить рельеф Земли так сильно, как внутренние. И первые, и вторые подразделяют на несколько видов.
Внутренние силы
Внутренние силы, которые изменяют рельеф Земли, невозможно остановить. Но в современном мире ученые из разных стран пытаются предсказать, когда и в каком месте будет землетрясение, где случится извержение вулкана.
К внутренним силам относят землетрясения, движения и вулканизм.
В итоге все эти процессы приводят к появлению новых гор и горных хребтов на суше и на дне океана. Кроме того, возникают гейзеры, горячие источники, цепи вулканов, уступы, трещины, впадины, обвалы, конусы вулканов и многое другое.
Внешние силы
Внешние силы не способны производить заметные трансформации. Однако не стоит упускать их из виду. К формирующим рельеф Земли, относятся следующие: работа ветра и текучих вод, выветривание, таяние ледников и, конечно, работа людей. Хотя человек, как было сказано выше, пока что не способен сильно изменить облик планеты.
Работа внешних сил приводит к созданию холмов и оврагов, котловин, дюн и барханов, речных долин, щебня, песка и многого другого. Вода способна очень медленно разрушить даже великую гору. И те камни, которые сейчас без труда находят на берегу, могут оказаться частью горы, бывшей некогда великой.
Планета Земля — это грандиозное творение, в котором продумано все до мелочей. На протяжении веков она менялась. Произошли кардинальные трансформации рельефа, и все это - под действием внутренних и внешних сил. Для того чтобы лучше понимать процессы, происходящие на планете, обязательно нужно знать о жизни, которую она ведет, не обращая внимания на человека.
Геологические процессы формирования рельефа
Земная кора с момента образования и до наших дней испытывает непрерывное воздействие двух сил: внутренних – эндогенных и внешних – экзогенных.
Эндогенные процессы – это проявление внутренней энергии Земли, возникающей в ее недрах. К внутренним процессам относятся: тектонические, магматические и метаморфические. Внутренние силы изменяют форму земной поверхности: создают неровности в виде углублений и поднятий и тем самым придают контрастность рельефу.
Экзогенные процессы происходят на поверхности Земли и на небольшой глубине в земной коре. Источниками экзогенных сил являются солнечная энергия, действие силы тяжести и жизнедеятельность организмов. Внешние силы стремятся сгладить неровности, созданные внутренними силами; они придают земной поверхности более или менее равнинную форму, разрушая возвышенности, заполняя углубления продуктами разрушения.
Внутренние и внешние процессы объединяются общим названием геологических .
2.5.1.1. Тектонические движения земной коры
Все природные движения земной коры или ее отдельных участков называются тектоническими движениями .
Тектонические движения в земной коре проявляются постоянно. В одних случаях они медленные, малозаметные для глаза человека (эпохи покоя), в других – в виде интенсивных бурных процессов (тектонических революций). С тектоническими движениями в земной коре связаны горообразование, землетрясения, вулканизм. От этих движений зависят также форма, характер и интенсивность разрушения земной поверхности, осадконакопление, распределение суши и моря.
Подвижность земной коры в значительной степени зависит от характера ее тектонических структур. Наиболее крупными структурами являются платформы и геосинклинали.
Платформы – устойчивые, жесткие, малоподвижные структуры. Платформы характеризуются выровненными формами рельефа. Они состоят из жесткого, не поддающегося складчатости участка земной коры (кристаллического основания). Им свойственны спокойные медленные движения вертикального характера.
Геосинклинали – подвижные участки земной коры. Они располагаются между платформами и являются их подвижными соединениями. Для геосинклиналей характерны разнообразные тектонические движения, сейсмические явления и вулканизм.
Тектонические движения земной коры подразделяются на три основные взаимосвязанные между собой разновидности движений:
Колебательные;
Складчатые;
Разрывные.
Колебательные движения – это движения, у которых, во-первых, направление движения вертикальное, во-вторых направление движения периодически сменяется (т. е. при колебательных движениях один и тот же участок земной коры испытывает попеременно опускание или подъем). Они не вызывают резких нарушений первоначального залегания горных пород.
Колебательные движения происходили во все геологические этапы развития земной коры и происходят и сейчас.
При складчатых движениях горные породы под воздействием тектонических процессов сминаются в складки. Со складчатыми движениями земной коры связано образование артезианских бассейнов подземных вод, формирование нефтяных месторождений.
При разрывных движениях возникают трещины. Тектонические разрывы – сколовые или отрывные нарушения. Разрывные движения способствуют образованию рудных жил, минеральных источников, но они осложняют также разработку полезных ископаемых.
2.5.1.2. Колебательные движения
Колебательные движения земной коры являются наиболее распространенным видом тектонических движений. Установлено, что нет ни одного участка земной коры, который находился бы в состоянии полного покоя.
Колебательные движения выражаются медленными («вековыми»), неравномерными вертикальными поднятиями одних участков земной коры и опусканием других, расположенных рядом с ними. Знаки движений изменяются, и те области, которые ранее испытывали восходящие, положительные движения, могут начать испытывать нисходящие, отрицательные движения. Вследствие этого, колебательные движения представляют постоянно меняющийся, но не повторяющийся волнообразный процесс, т. е. следующие друг за другом поднятия и опускания не охватывают одни и те же участки, а с каждым разом волнообразно смещаются в пространстве.
Меняется во времени и скорость движения . В пределах геосинклиналей она меняется от сантиметра до нескольких единиц сантиметров в год, а в пределах платформ – от долей миллиметров до 1,0 см/год. Колебательные движения как в первых, так и во вторых областях происходят медленно, спокойно, человек и существующие приборы их не ощущают. Наличие движений устанавливается только путем тщательного изучения их результатов.
Площади проявления медленных колебательных движений могут быть различными. Иногда они охватывают обширные (в десятки и сотни тысяч квадратных километров) территории, и тогда поднятия приводят к появлению крупных, но очень пологих сводов, а опускания – к образованию аналогичных впадин.
Крупные своды и впадины называют структурами первого порядка. Движения, проявляющиеся на меньших площадях, приводят к усложнению структур первого порядка структурами второго порядка. В свою очередь, на структурах второго порядка возникают структуры третьего порядка и т. д.
Смена направлений вертикальных движений приводит к изменению очертаний морских бассейнов, озер, направления геологической их деятельности, а также деятельности других экзогенных факторов. При опускании материка море иногда перекрывает обширные участки суши (трансгрессия), а иногда только вторгается в пределы речных долин (ингрессия). При поднятии материка море регрессирует , размеры суши увеличиваются.
Регрессии характеризуются вертикальной сменой глубоководных отложений мелководными (глины сменяются песками, пески – галечниками). При трансгрессии обратная картина – смена мелководных отложений глубоководными.
На медленные поднятия указывают морские террасы, которые представляют береговую площадку, выработанную в результате работы моря. Ширина этих террас в Норвегии измеряется десятками метров. В результате медленных поднятий земной коры в настоящее время некоторые древние порты оказались на довольно значительном удалении от берегов, острова были присоединены перемычками суши к континенту.
На погружения отдельных участков земной коры указывают затопленные водой береговые террасы, наличие подводных речных долин в устье рек (Амазонка, Конго), затопленные устья рек – лиманы (побережье Черного моря), затопленные леса, торфяники, дороги, поселения человека.
Примером современного поднятия является Скандинавия (25 мм/год). В Норвегии наблюдается около пяти древних береговых террас. Северная часть Финляндии поднимается со скоростью 1 см в год. Площадь Финляндии увеличится за 100 лет примерно на 1000 км 2 .
Опускания особенно характерны для Нидерландов (40–60 мм/год). Жители защищают от затопления страну сложной системой дамб, плотин, постоянно следят за их сохранностью. 2 / 3 территории Нидерландов находится ниже уровня моря.
В России поднимаются районы Курска (3,6 мм/год), Среднерусская возвышенность (1,5–2 мм/год), Новая земля, Северный Прикаспий. Опускания происходят на территории между Москвой и Санкт-Петербургом (3,7 мм/год), в Азово-Кубанской впадине (3–5 мм/год), в Тверской впадине (5–7 мм/год) и в других местах.
До сих пор мы рассматривали внутренние рельефообразующие факторы, такие как движения земной коры, складкообразование и др. Эти процессы обусловлены действием внутренней энергии Земли. В результате создаются крупные формы рельефа, такие как горы и равнины. На уроке вы узнаете, как формировался и продолжает формироваться рельеф под воздействием внешних геологических процессов.
Над разрушением горных пород трудятся и другие силы - химические . Просачиваясь по трещинам, вода постепенно растворяет горные породы (см. рис. 3).
Рис. 3. Растворение горных пород
Растворяющая способность воды увеличивается при содержании в ней различных газов. Некоторые породы (гранит, песчаник) водой не растворяются, другие (известняк, гипс) растворяются весьма интенсивно. Если вода проникает вдоль трещин в слои растворимых горных пород, то эти трещины расширяются. В тех местах, где водорастворимые породы находятся близко к поверхности, на ней наблюдаются многочисленные провалы, воронки и котловины. Это карстовые формы рельефа (см. рис. 4).
Рис. 4. Карстовые формы рельефа
Карст - это процесс растворения горных пород.
Карстовые формы рельефа развиты на Восточно-Европейской равнине, Предуралье, Урале и Кавказе.
Горные породы могут разрушаться и в результате жизнедеятельности живых организмов (растения камнеломки и др.). Это биологическое выветривание .
Одновременно с процессами разрушения идет перенос продуктов разрушения в пониженные участки, таким образом, рельеф сглаживается.
Рассмотрим, как четвертичное оледенение сформировало современный рельеф нашей страны. Ледники сохранились на сегодняшний день только лишь на арктических островах и на высочайших вершинах России (см. рис. 5).
Рис. 5. Ледники в горах Кавказа ()
Спускаясь по крутым склонам, ледники формируют особый, ледниковый рельеф . Такой рельеф распространен в России и там, где нет современных ледников, - в северных частях Восточно-Европейской и Западно-Сибирской равнин. Это результат древнего оледенения, возникшего в четвертичную эпоху из-за похолодания климата (см. рис. 6).
Рис. 6. Территория древних ледников
Крупнейшими центрами оледенения в то время были Скандинавские горы, Полярный Урал, острова Новая Земля, горы полуострова Таймыр. Толщина льда на Скандинавском и Кольском полуостровах достигала 3-х километров.
Оледенение возникало не один раз. Оно надвигалось на территорию наших равнин несколькими волнами. Ученые считают, что было, примерно 3-4 оледенения, которые сменялись межледниковыми эпохами. Последний ледниковый период закончился примерно 10 тысяч лет назад. Наиболее значительным было оледенение на Восточно-Европейской равнине, где южный край ледника достиг 48º-50º с. ш.
К югу количество осадков уменьшалось, поэтому в Западной Сибири оледенение достигло всего лишь 60º с. ш., а восточнее Енисея из за небольшого количества снега было ещё меньше.
В центрах оледенения, откуда двигались древние ледники, широко распространены следы деятельности в виде особых форм рельефа - Бараньих лбов. Это выступы горных пород с царапинами и шрамами на поверхности (склоны, обращенные навстречу движения ледника, пологие, а противоположные - крутые) (см. рис. 7).
Рис. 7. Бараний лоб
Под действием собственного веса ледники распространялись далеко от центра своего формирования. По пути своего следования они сглаживали рельеф. Характерный ледниковый рельеф наблюдается в России на территории Кольского полуострова, Тиманского кряжа, республики Карелия. Движущийся ледник соскабливал с поверхности мягкие рыхлые породы и даже крупные, твердые обломки. Вмерзшие в лед глина и твёрдые породы образовывали морену (отложения из обломков горных пород, образованные ледниками при их движении и таянии). Эти породы откладывались в более южных районах, где ледник таял. В результате образовались моренные холмы и даже целые моренные равнины - Валдайская, Смоленско-Московская.
Рис. 8. Образование морены
Когда климат в течение длительного времени не менялся, ледник останавливался на месте и вдоль его края накапливались единичные морены. В рельефе они представлены изогнутыми рядами длиной в десятки или иногда даже и в сотни километров, например Северные Увалы на Восточно-Европейской равнине (см. рис. 8).
При таянии ледников образовывались потоки талых вод, которые перемывали морену, поэтому в областях распространения ледниковых холмов и гряд, и особенно вдоль края ледника накапливались водно-ледниковые наносы. Песчаные плоские равнины, возникшие по окраинам тающего ледника, называются - зандровыми (от нем. «зандр» - песок) . Примерами зандровых равнин являются Мещерская низменность, Верхневолжская, Вятско-Камская низина (см. рис. 9).
Рис. 9. Образование зандровых равнин
Среди равнинно-низменных холмов широко распространены водно-ледниковые формы рельефа, озы (от шведск. «оз» - гряда) . Это узкие гряды, высотой до 30 метров и протяженностью до нескольких десятков километров, по форме напоминающие железнодорожные насыпи. Они сформировались в результате оседания на поверхности рыхлых наносов, образованных протекавшими по поверхности ледников реками (см. рис. 10).
Рис. 10. Образование озов
Вся вода, протекающая по суше, под действием силы тяжести также формирует рельеф. Постоянные водотоки - реки - образуют речные долины. С временными водотоками, образующимися после проливных дождей, связано образование оврагов (см. рис. 11).
Рис. 11. Овраг
Зарастая, овраг превращается в балку. Наиболее развитую балочно-овражную сеть имеют склоны возвышенностей (Среднерусской, Приволжской и др.). Хорошо разработанные речные долины характерны для рек, протекающих вне границ последних оледенений. Текучие воды не только разрушают горные породы, но и накапливают речные наносы - гальку, гравий, песок и ил (см. рис. 12).
Рис. 12. Накопление речных наносов
Из них состоят речные поймы, протягивающиеся полосами вдоль русел рек (см. рис. 13).
Рис. 13. Строение речной долины
Иногда широта пойм колеблется от 1,5 до 60 км (например, у Волги) и зависит от размеров рек (см. рис. 14).
Рис. 14. Ширина Волги на различных участках
Вдоль речных долин располагаются традиционные места поселения людей и формируется особый вид хозяйственной деятельности - животноводство на пойменных лугах.
На низменностях, испытывающих медленные тектонические опускания, происходят обширные разливы рек и блуждания их русел. В результате формируются равнины, построенные речными наносами. Наиболее распространен такой рельеф на юге Западной Сибири (см. рис. 15).
Рис. 15. Западная Сибирь
Различают два вида эрозии - боковую и донную. Глубинная эрозия направлена на врезание потоков в глубину и преобладает у горных рек и рек плоскогорий, именно поэтому здесь образуются глубокие речные долины с крутыми склонами. Боковая эрозия направлена на размытие берегов и характерна для равнинных рек. Говоря о воздействии воды на рельеф, можно рассмотреть и воздействие моря. При наступлении морей на затопленную сушу, горизонтальными слоями накапливаются осадочные горные породы. Поверхность равнин, с которых море отступило давно, сильно изменена текучими водами, ветром, ледниками (см. рис. 16).
Рис. 16. Отступание моря
Равнины, относительно недавно покинутые морем, имеют относительно плоский рельеф. В России это Прикаспийская низменность, а также многие равнинные участки вдоль берегов Северного Ледовитого океана, часть низменных равнин Предкавказья.
Деятельность ветра также создает определённые формы рельефа, которые получили название эоловые . Эоловые формы рельефа образуются на открытых пространствах. В таких условиях ветер переносит большое количество песка и пыли. Зачастую небольшой кустик является достаточной преградой, скорость ветра снижается, и песок падает на землю. Так образуется вначале маленькие, а затем большие песчаные холмы - барханы и дюны. В плане бархан имеет форму полумесяца, причем своей выпуклой стороной он обращён к ветру. С изменением направления ветра меняется и ориентация бархана. Формы рельефа, связанные с ветром, распространены главным образом на Прикаспийской низменности (барханы), на Балтийском побережье (дюны) (см. рис. 17).
Рис. 17. Образование бархана
Много мелких обломков и песка ветер сдувает с оголённых горных вершин. Многие выносимые им песчинки снова ударяются о скалы и способствуют их разрушению. Можно наблюдать причудливые фигуры выветривания - останцы (см. рис. 18).
Рис. 18. Останцы - причудливые формы рельефа
С деятельностью ветра связано формирование особых пород - лёсов. - это рыхлая, пористая, пылеватая порода (см. рис. 19).
Рис. 19. Лёс
Лесом покрыты большие территории в южных частях Восточно-Европейской и Западно-Сибирской равнин, а также в бассейне реки Лены, где не было древних ледников (см. рис. 20).
Рис. 20. Территории России, покрытые лёсом (показаны желтым цветом)
Считается, что формирование лёса связано с навеванием пыли и сильными ветрами. На лёсе образуются наиболее плодородные почвы, однако он легко размывается водой и в нем появляются самые глубокие овраги.
- Формирование рельефа происходит под влиянием как внешних, так и внутренних сил.
- Внутренние силы создают крупные формы рельефа, а внешние силы разрушают их, преобразуя в более мелкие.
- Под действием внешних сил осуществляется как разрушительная, так и созидательная работа.
Список литературы
- География России. Природа. Население. 1 ч. 8 класс / В.П. Дронов, И.И. Баринова, В.Я Ром, А.А. Лобжанидзе.
- В.Б. Пятунин, Е.А. Таможняя. География России. Природа. Население. 8 класс.
- Атлас. География России. Население и хозяйство. - М.: Дрофа, 2012.
- В.П.Дронов, Л.Е Савельева. УМК (учебно-методический комплект) «СФЕРЫ». Учебник «Россия: природа, население, хозяйство. 8 класс». Атлас.
- Влияние внутренних и внешних процессов на формирование рельефа ().
- Внешние силы, изменяющие рельеф. Выветривание. ().
- Выветривание ().
- Оледенение на территории России ().
- Физика барханов, или как образуются песчаные волны ().
Домашнее задание
- Верно ли утверждение: «Выветривание - это процесс разрушения горных пород под воздействием ветра»?
- Под воздействием каких сил (внешних или внутренних) вершины Кавказских гор и Алтая приобрели остроконечную форму?
Лекция 3. Тема. Роль эндогенных процессов
1. Рельеф, общие понятия. Классификация форм рельефа.
2. Магматизм, его сущность и значение в формировании рельефа.
3. Метаморфизм.
4. Медленные колебательные движения земной коры (эпейрогенез – рождение суши).
5. Землетрясения, их причины, сущность и прогнозирование.
6. Тектонические нарушения земной коры (складчатые и разрывные нарушения).
Литература:
1. Рельеф – это совокупность неровностей земной поверхности, характеризующих ту или иную часть ландшафта.
Геоморфология – наука, занимающаяся изучением законов развития рельефа, его внешних признаков и географического распространения.
Рельеф земной поверхности изучают как один из компонентов географической среды с учетом взаимосвязей его с геологическим строением, поверхностными и подземными водами, растительностью, почвой и другими элементами природной среды. Рельеф тесно связан с возрастом и составом почвообразующих и подстилающих пород. Его влияние на почвообразование связано с разным притоком воды и тепла. Свойства почв также сильно зависят от рельефа, что необходимо учитывать в землеустройстве при организации территории полей севооборота.
Рельеф имеет различные формы, размеры и происхождение.
Форма рельефа – это природные или искусственные тела и полости, простейшие из которых можно приближенно сравнить с геометрическими фигурами (конусом, пирамидой, призмой). Сложные формы рельефа представляют собой сочетание простых форм и могут достигать очень больших размеров (материк, впадина моря, горная страна и т. д.). Основными элементами форм рельефа являются: грани – поверхности склонов, ребра – линии сочленения граней, линии водоразделов, подошвы склонов, точки вершин, седловин, устья долин, оврагов и др.
По внешним признакам и по отношению к прилегающим пространствам различают положительные и отрицательные формы рельефа, замкнутые и незамкнутые . К положительным формам рельефа относят возвышающиеся над прилегающей местностью участки земной поверхности (горы, холмы, материк над дном моря), а к отрицательным – пониженные по отношению к прилегающим территориям участки (воронки, котловины, впадины). Замкнутые формы рельефа ограничены со всех сторон склонами или линиями (подошвы бровок). Незамкнутые формы рельефа обычно лишены склонов с одной, а иногда с двух сторон. Например, гора является положительной, а карстовая воронка – отрицательной замкнутыми формами. Речная долина – это отрицательная незамкнутая форма рельефа.
В различных местах земной поверхности наблюдается большое разнообразие форм рельефа по размерам и происхождению. В связи с этим существуют морфометрическая и генетическая классификация форм рельефа.
По морфометрической классификации все формы рельефа подразделяют по размерам, по их высоте и горизонтальной протяженности.
Мегарельеф – крупнейшие формы рельефа, к которым относятся материки и их составные части.
Макрорельеф – крупные формы рельефа, горизонтальная протяженность которых колеблется от 10 до 200 км. Площади этих форм рельефа занимают сотни тысяч квадратных метров (Уральские горы, Русская равнина, Западно-Сибирская низменность и т. д.). Разница в абсолютных отметках над уровнем моря находится в пределах 500-4000 м и более.
Мезорельеф – средние формы рельефа, протяженность которых измеряется десятками, реже сотнями метров. Разность высот составляет 10-20 м, иногда более 30 м (балки, овраги, моренные и песчаные гряды, водоразделы, речные долины и др.).
Микрорельеф – мелкие формы рельефа с колебанием высот в пределах 1 м и протяженностью до нескольких десятков метров (небольшие понижения и повышения, степные блюдца, невысокие холмики, ложбинки стока и др.).
Нанорельеф – мельчайшие формы рельефа в виде шероховатостей и неровностей поверхности с разницей относительных высот в несколько сантиметров и протяженностью менее 1 м (кочки, борозды, небольшие промоины, песчаная рябь, ямки, бугорки).
Генетическая классификация основана на объединении форм рельефа в группы в зависимости от их происхождения и наиболее активного фактора рельефообразования в данных условиях. Различают рельеф эндогенного и экзогенного происхождения . Основные рельефообразующие факторы – тектонические движения земной коры и климат. Эндогенные процессы создают неровности земной поверхности, а климат влияет на экзогенные процессы, которые стремятся выровнять эти неровности.
Эндогенные процессы обусловлены проявлением внутренних сил Земли, вызывающих тектонические движения земной коры, землетрясения, образование складок, разломов.
Экзогенные процессы обусловлены внешними силами, к которым относя деятельность поверхностных текучих вод, снега и льда, талых ледниковых вод, морских, озерных и подземных вод, развитие вечной мерзлоты, деятельностью ветра, животных, растений и человека.
Рассмотрим формы рельефа, сформированные под влиянием эндогенных и экзогенных процессов.
2. Магматизм – сложный процесс возникновения магмы в глубине земли и ее перемещение к поверхности.
Он развивается в тех участках земной коры, где происходит нарушение термодинамического режима. В результате образуются трещины. Сущность магматизма заключается в том, что снижение внешнего давления приводит к плавлению, перегреванию вещества верхней мантии. Это вещество превращается в огненную массу, называемой магмой. Магма по трещинам поднимается к зоне пониженного давления, где остывает, кристаллизуется, образуя минералы и горные породы. В зависимости от характера движения магмы различают 2 формы магматизма:
1) интрузивный – внедряясь в верхние слои земли магма не выходит на поверхность, а застывает на некоторой глубине, образуя различные формы тела. Интрузивные массивы, залегающие согласно, то есть параллельно напластованию вмещающих пород – это лакколиты – караваеобразной формы с выпуклой поверхностью тело (встречается в Крыму, на Северном Кавказе в окресностях Пятигорска – горы Бештау, Машук, Железная; лополиты – имеют вид плоского блюда или чашки; пластовые залежи – тела большой протяженности. К несогласно залегающим (это когда форма интрузива не парпллельна слоистости окружающих форм) относят батолиты – куполообразные тела большой площади (200 км 2); штоки – близки по форме к батолитам, но меньшей площади; дайки и штоки – образуются при заполнении магматическим расплавом различных разрушений и повторяющих их форму.
2) Эффузивный магматизм – магма изливается на поверхность земной коры, образуя вулканы.
Причинами вулканических извержений являются тектонические движения в земной коре с образованием трещин и смещением каменных глыб земной коры, при котором происходит выдавливание магмы на поверхность. Из недр Земли к вершине вулканического конуса поднимается жерло, представляющее собой канал трубообразной формы, заканчивающийся у вершины расширением – кратером.
Основные типы вулканов:
1) Маары - взрыв газов без излияния лавы (Мексика, Франция, Африка, острова Новой Зеландии).
2) Везувий – огненно дышащие горы в виде заостренных, высоко поднимающихся конусов. Извержение происходит газами, лавой и твердыми веществами. Встречаются на Камчатке, Везувий и Этна в Италии, на Курильских островах и др.
3) Гавайские острова – этот тип имеет коническую форму с пологими склонами (угол наклона от 3 до 10 градусов). Этот тип вулкана включает несколько жерлов, извержение происходит только жидким веществом. Встречаются на Гавайских островах, Исландии, Африке и др.
Извержение вулкана совершается в 3 фазы: 1) начальная – происходит землетрясение и выброс газов; 2) излияние лавы; 3) поствулканическая – слабое выделение газов и лавы. Все эти фазы находятся в своей последовательности и у каждого вулкана не всегда проявляются все эти фазы.
Продукты извержения : 1) газообразные - представлены углекислым газом, парами воды, кислородом, водородом и газами, содержащими серу, хлор, фтор и др.; 2) жидкие продукты – это лавы различного состава (ультраосновные, основные, средние, кислые и ультракислые); 3) твердые продукты – это вулканический пепел, песок (0,25-10 мм), вулканические камешки или лапилли с грецкий орех (1,5-3 см); вулканические бомбы (от 10 см до нескольких метров).
Значение вулканических процессов:
1) роль в формировании рельефа;
2) с вулканами связаны горячие источники (Гейзеры), разной минерализации;
3) роль в почвообразовании. В результате извержения вулкана происходит захоронение земной коры, спустя столетия происходит формирование новых самых плодородных почв (сформировались такие почвы в Новой Зеландии, Италии, Центральной Америке, Чили, Индонезии, Филиппинах). В результате выпадения пепла поверхность земли обогащается различными соединениями, богатые элементами питания для растений. Вулканические почвы обладают более устойчивым плодородием (Япония, Аргентина и др.).
3. Метаморфизм – это физико-химические процессы, протекающие внутри земной коры под влиянием высокого давления и высоких температур.
Эти условия вызывают изменения, преобразования в химическом и минералогическом составах пород и минералов Изменяется структура и текстура (взаимное размещение минералов в породе). В результате метаморфизма происходит обезвоживание пород, перекристаллизация и замещение одних минералов другими.
В зависимости от факторов различают несколько видов метаморфизма:
1) динамометаморфизм – в изменении пород принимает участие высокое давление, которое создается внутри Земли за счет погружения поверхностных слоев в нижние, смещения пластов, что вызывает дробление горных пород и нарушается ориентировка минеральных агрегатов (приобретается характерная линейно-параллельная ориентировка). Например, граниты превращаются в гнейсы; сланцы образуются из разных пород.
2) термометаморфизм – изменение пород под влиянием высоких температур. Источником тепла является внедряющая раскаленная магма, горячие газы и водные растворы. Соприкасаясь с вмещающими породами происходит длительный прогрев их, в результате чего изменяется минералогический состав и перекристаллизация. Например, известняки превращаются в мрамор; глины – в роговики; песчаники – в кварциты.
3) Контактный метаморфизм – связан с воздействием внедряющей магмы на поверхностные слои. На контакте магмы с боковыми породами возникают сложные физико-химические процессы. Изменение пород происходит по обе стороны. Интенсивность контактного метаморфизма определяется составом и физическими свойствами горных пород. Например, кальцит, доломит вместе с магмой образуют известково-силикатные породы – это пероксены, гранаты; граниты превращаются в грейзены (кварцево-слюдяные породы); габбро превращается в амфиболиты, которые по составу близки роговой обманке; доломиты – в тальк.
Метаморфизм играет огромную роль в формировании рельефа и в образовании полезных ископаемых (вольфрам, руды на олово, молибден и др.). А вышедшие на поверхность метаморфические породы разрушаются в результате выветривания, становятся рыхлыми и могут участвовать в почвообразующих процессах.
4. Тектонические движения земной коры – это природные движения, которые создают различные формы поверхности (Тектонос – созидает, образует).
По характеру их проявления делят на вертикальные и горизонтальные . По скорости – на плавные и резкие . По времени – на медленные и быстрые . По длительности - на постоянные и периодические .
Медленные колебательные движения земной коры охватывают большие площади, протекают вертикально, плавно, постоянно и очень медленно (их называют вековыми колебательными движениями). Характер их движения – пульсирующий, обусловленный импульсом сжатия и расширения коры и мантии. Сжатие способствует опусканию суши, а расширение ее поднятию. Эти колебательные движения вызывают выгибание и прогибание земной коры и образование возвышенностей и впадин. Колебательные движения, вызывающие поднятие земной коры называют эпейрогеническими. Эти движения являются наиболее распространенными и охватывают большие территории земного шара. Мы их не видим, но они совершаются круглосуточно; обнаружить их можно по истечению времени и на побережье морей и океанов. Поднятие суши приводит к отступлению моря и этот процесс называется регрессия. А противоположный процесс – опускание суши приводит к наступлению моря и называется трансгрессия.
Скорость этих медленных колебательных движений исчисляется тысячными долями миллиметра в сутки. Это дает возможность прогнозировать и предостеречь от погружения в море целых городов. Побережье Северного ледовитого океана, Западная часть Прибалтики Гренландия, Скандинавские горы постепенно поднимаются. Направление от Москвы до Санкт –Петербурга – опускается; Побережье Черного моря, Северной Америки, южный берег Англии – тоже опускаются. Голландия погружается уже около 700 лет.
5. Землетрясения – тектонические движения, но более быстрые. Сотрясение земной коры вызывается внутренними силами и связано с: разрядкой внутренних напряжений, возникающих в недрах Земли; Вулканическими процессами; обвалами горных пород. Землетрясения может возникать с поверхности, то есть от 0 до 800 км в глубь. Место, где возникают подземные толчки называют очагом землетрясения. Центр очага называют гипоцентр. Перпендикулярная проекция на поверхность Земли называется эпицентром.
В результате землетрясения происходят катастрофические разрушения, изменяется рельеф местности, наносится колоссальный ущерб. Прогнозирование, где произойдет землетрясение возможно (за неделю).
6. Тектонические нарушения – вызывают складчатое и разрывное образование гор. Процессы складчатого образования гор называются орогенез.
В тектонических нарушениях играют большую роль волновые движения земной коры. Происходит нарушение, деформация поверхности земной коры. Пласты земной коры изгибаются и прогибаются, образуя горную цепь. Эти пласты сминаются в складки, растрескиваются и образуют складчатые горы. Пример: Кавказские горы, Гималаи.
Поверхность Земли, представленная выпуклой частью складок, называется антиклиналь. Пониженные участки или вогнутая часть называется синклиналь. С антиклиналью связаны месторождения нефти, а с синклиналью – накопление питьевой воды.
Разрывные тектонические нарушения приводят к разрывам поверхности земной коры с образованием трещин и разломов.
Различают различные смещения поверхности Земли:
1) сдвиг это два участка земной коры, которые переместились по излому в горизонтальном направлении;
2)сброс – происходит разрыв в вертикальном направлении;
3)грабен – тектонические нарушения, когда центральная часть пластов опускается вниз и на месте погружения образуются водоемы (озеро Байкал, Балатон);
4)горст – это когда происходит подъем центральной части. Образуются горы ли возвышенности. Пример: Прибайкалье, Кавказ;
5)разломы – глубокие трещины от 1 до 10 км в ширину и на большую глубину. Эти разломы подвержены экзогенным процессам, разрушаются, образуя трещины. С этими разломами связаны месторождения газов и других полезных ископаемых. Пример: Елшанка – место, где происходил разлом. С разломами и трещинами создаются ущелья, уступы, овраги.
7. Категории структур земной коры – это продукт тектонического движения различного возраста и характера, то есть это фундамент земной поверхности, созданный в результате тектонических движений. С точки зрения устойчивости и подвижности различных участков земной коры различают 3 категории геологических структур: щит, платформа, геосинклиналь.
Щит – участки земной коры, сложенные древнейшими массивнокристаллическими породами- это гранит, гнейсы, амфиболиты. Они характеризуются наибольшей устойчивостью; в течение сотни миллионов лет не меняют своего положения. Они покрыты слоем ледниковых отложений или выходят на поверхность земной коры (балтийский, Сибирский, Канадский щиты).
Платформа – состоит из 2 слоев: нижнего, представленного древнекристаллическими породами и верхнего – осадочного слоя (50-100 м).
На платформах отсутствует складкообразование, тектонические движения крайне слабые и подвержены медленным колебательным движениям (Среднерусская, Североамериканскя, Североазиатская платформы и др.)
Геосинклиналь – это участки земной коры, состоящих из различных осадочных пород, иногда интенсивно смятых за счет горообразовательных процессов. Они имеют огромную мощность. Это наиболее подвижные области для тектонических нарушений. Как правило, они приурочены к морям, океанам и чаще всего здесь происходят вулканические процессы.