Лекция № 2. Тема 2. Факторы рельефообразования и формы рельефа

Лекция № 2

Тема 2. Факторы рельефообразования и формы рельефа

 

План

1.      Факторы рельефообразования

1.1. Эндогенные процессы рельефообразования или внутренние силы Земли.

1.2. Экзогенные факторы рельефообразования или факторы внешней среды.

2.             Формы рельефа

1.  Факторы рельефообразования

Геоморфология имеет дело с очень сложной и необычайно динамичной сферой Земли, которая получила название географической или ландшафтной оболочки. Сложность этой оболочки определяется тем, что ее формирование и развитие происходит под совместным воздействием внутренних сил Земли и космических источников энергии. В ней существуют в глубокой взаимосвязи основные геосферы Земли (литосфера, атмосфера, гидросфера, криосфера, биосфера и педосфера3).

Как внутри Земных недр, так и на ее поверхности происходит постоянная трансформация и перераспределение вещества и энергии. В связи с этим, рельеф Земной поверхности является совокупным результатом глубинных процессов, протекающих внутри Земли – эндогенных и процессов внешних - экзогенных, проявляющихся через деятельность атмосферы, гидросферы, криосферы и биосферы.

2. Эндогенные процессы рельефообразования или внутренние силы Земли. К ним относятся, главным образом, тектоническая деятельность и магматизм. Основным источником эндогенных сил является тепловая энергия, которая возникает и накапливается в результате гравитационной дифференциации и радиоактивного распада вещества недр Земли. Гравитация и радиоактивность, разогрев и последующее охлаждение недр Земли ведут к изменениям объема масс вещества, слагающего мантию и земную кору. Это приводит к возникновению вертикальных и горизонтальных движений; земная кора реагирует на них либо деформациями без разрыва пластов (пликативные дислокации), либо разрывами и перемещением (дизъюнктивные дислокации). Возникают интрузивные (батолиты, штоки) и эффузивные (вулканы) геологические образования.

1  Педосфера (от греч. πέδον - грунт и σφαίρα - шар) - почвенная оболочка Земли или почвенный покров Земли.

Тектонические движения и деформации земной коры распределяют положительные и отрицательные формы на поверхности Земли. Под действием малоамплитудных движений отдельные участки платформ испытывают опускания или поднятия, иногда сменяющие друг друга во времени. Интенсивные движения действуют в более узких зонах, приводя к горообразованию.

Тектонические движения вызываются не только внутренними факторами - тепловой и гравитационной энергией - но и внешними. Например, во время четвертичных оледенений под давлением мощных толщ ледниковых покровов земная кора прогибалась, а после таяния ледников и снятия нагрузки испытывала изостатический подъем, который обеспечивался перемещением (течением) глубинного вещества на уровне астеносферы и, возможно, более высоких слоев литосферы. Аналогичные процессы связаны с колебаниями уровней океанов и морей.

Многие ученые склоняются к мнению, что в развитии эндогенных процессов играет роль изменения ротационного режима Земли (скорости ее вращения). Это приводит к изменению фигуры и наклона земной оси, что является толчком для перераспределения напряжения и сил, действующих на разных глубинах в земных недрах, в том числе и на поверхности Земли.

3.  Экзогенные факторы рельефообразования или факторы внешней среды. К этим факторам относят деятельность климата или атмосферные агенты (температура, осадки, солнечная активность, ветер и пр.), деятельность гидросферы, криосферы, живых организмов и человека (антропогенный фактор). Главным источником экзогенных процессов служит лучистая энергия солнца, которая трансформируется в энергию движения воды, воздуха, вещества литосферы, ледниковых масс, которые тесно взаимодействуют с гравитационной энергией и силой притяжения небесных тел, причем последние нередко проявляют себя как самостоятельно действующие факторы рельефообразования (склоновые процессы, приливные силы).

Экзогенное рельефообразование сводится к разрушению одних форм рельефа и созданию других, перемещению продуктов разрушения и их накоплению (аккумуляции). Так экзогенные процессы участвуют в непрерывном образовании вещества, его переносе и переотложении, что приводит к образованию новых форм рельефа.

Совокупность процессов разрушения и переноса их продуктов называется денудацией. Денудация приводит к снижению абсолютных и относительных высот территории, а формы рельефа, образуемые денудацией, называют денудационными или выработанными. Как правило, денудация приводит к эрозии4, в том числе и к эрозии почв. Примером денудационных форм рельефа могут быть овраги5 и балки6 (рис. 1, 2).

Рис. 1. Овраг

Рис. 2 Балка

    

Одновременно с денудацией происходит аккумуляция (накопление) продуктов денудации в понижениях рельефа или впадинах.

Аккумуляция по своим пространственным масштабам (охвату территорий) может быть региональной и локальной. В результате аккумуляции, наоборот происходит повышение абсолютных и относительных высот территории, а формы рельефа, образованные аккумуляцией, называются аккумулятивными. Примером аккумулятивных форм рельефа являются моренный холм7, бархан8 (рис. 3, 4) и т.д. Итогом совместной деятельности аккумулятивных и денудационных процессов является выравнивание рельефа.

2  Эрозия (от лат. erosio - разъедание) - процесс разрушения горных пород и почв поверхностными водными потоками и ветром, включающий в себя отрыв и вынос обломков материала и сопровождающийся их отложением.

3  Овраг - это форма рельефа в виде относительно глубоких и крутосклонных незадернованных ложбин, образованных временными водотоками в результате размывания почвенного покрова или рыхлых пород.

4  Балка (суходол, байрак, лог, яр) - сухая или с временным водотоком долина с задернованными склонами. Балки отличаются от оврагов более пологими склонами и наличием растительного покрова на поверхности склонов и днища.

5   Моренный холм - положительная форма рельефа, валообразная или холмистая гряда образованная из морены, отложенной при колебаниях края ледника в период его временного стационарного положения.

Морена - ледниковые отложения, образовавшиеся в результате накопления обломочного (моренного) материала в теле ледника в процессе его движения, выпахивания ложа и последующего таяния. Представляет собой неоднородную смесь обломочного материала - от гигантских глыб, имеющих до нескольких сотен метров в поперечнике, до глинистого материала, образованного в результате перетирания обломков при движении ледника.

8  Бархан - положительная форма рельефа, подвижное скопление сыпучего песка, навеянное ветром и слабо закрепленное (либо не закреплённое) растительным покровом.

Главным законом геоморфологии, определенным немецким исследователем В. Пенком еще в начале XX веке, является постоянное взаимодействие эндогенных и экзогенных процессов. Рельеф земной поверхности – от планетарных форм до микроформ во все этапы геологической жизни Земли представляет результат воздействия экзогенных процессов на неровности земной поверхности, созданные эндогенными процессами - тектоникой и магматизмом. Суммарное действие тех и других в масштабе геологического времени вполне соизмеримо. По роли в создании рельефа и скорости его преобразования они также сопоставимы. Например, горы, созданные тектоническими движениями, могут быть полностью разрушены экзогенными процессами до состояния равнины.

Рис. 3. Моренный холм

На Земле практически не существует чисто эндогенных форм рельефа, они всегда несут признаки более или менее глубокого преобразования экзогенными процессами.

В соответствии с этим разработана генетическая классификация типов рельефа, согласно которой выделяют две большие группы типов рельефа – эндогенная и экзогенная (табл. 1). Эта классификация основана на процессах, под действием которых формируется рельеф.

Рис. 4. Бархан

Каждый тип экзогенного рельефа подразделяется на два подтипа - рельеф денудационный (выработанный) и рельеф аккумулятивный.

Подтипы денудационного рельефа, созданные разными экзогенными процессами, имеют собственные названия: эрозионный, абразионный, экзарационный, дефляционный, суффозионный и др. Что касается аккумулятивного рельефа, то для его подтипов сохраняется единое название.

Очень важно то, что генетическая классификация синтезирует весь комплекс знаний о рельефе и содержит не только генетическую, но также морфологическую, геологическую, морфометрическую характеристики. Если опытный исследователь знает происхождение формы рельефа, то он может представить ее внешний вид, внутреннее строение, примерные размеры, геологические и морфометрические особенности. В связи с этим большинство общих геоморфологических карт составляется на генетической основе.

Таблица 1. – Генетическая классификация рельефа земной поверхности

Группа типов рельефа	Типы рельефа	Подтипы (процессы, под действием которых формируется рельеф)
1. Эндогенная	Тектонический	вертикальные и горизонтальные тектонические движения земной коры
	Вулканический	взрывной, аккумулятивный – в результате магматизма
2. Экзогенная	Флювиальный	эрозия, аккумуляция
	Гляциальный, флювиогляциальный	экзарация, эрозия, аккумуляция
	Прибрежный	морская или речная абразия, аккумуляция
	Карстовый	выщелачивание, аккумуляция
	Эоловый	дефляция (ветровая эрозия), коррозия, эоловая (ветровая) аккумуляция материала
	Склоновый	гравитация, перенос, аккумуляция, денудация
	Биогенный	денудация, аккумуляция
	Антропогенный (техногенный)	денудация, аккумуляция

Таким образом, генетическими типами рельефа – называют сочетания форм рельефа, обладающих сходным обликом, строением, происхождением и закономерно повторяющихся на определенной территории.

2.2.  Формы рельефа

Рельеф любого участка земной поверхности состоит из сочетаний элементов, форм и типов рельефа, расположенных в определенной закономерности в зависимости от их происхождения, возраста, геологических структур, климата и деятельности человека.

Существует множество типов: холмисто-западинный рельеф ледникового происхождения, долинно-балочный эрозионно-денудационного происхождения и др.

По геометрическим признакам выделяются следующие элементы рельефа:

1.  Грани, или поверхности - по величине наклона их целесообразно разделить на субгоризонтальные поверхности (с углами наклона до 2°) и склоны (углы наклона 2° и более).

2.  Ребра (пересечение двух граней)

3.  Гранные углы (пересечение трех или более граней).

Формы рельефа могут быть замкнутыми (моренный холм, моренная западина) или открытыми (овраг, балка) (рис. 5, 6), простыми или сложны- ми, положительными или отрицательными (рис. 7).

Простые формы обычно невелики по размерам, имеют более или менее правильные геометрические очертания, состоят из элементов релье- фа. Сложные формы - это комбинация простых форм.

Выделение положительных и отрицательных форм рельефа свя- зано с различием абсолютных высот одних форм рельефа

относительно других. Так, балки являются отрицательными формами по отношению к разделяющим их межбалочным пространствам.

 Рис. 5. Котловина, как пример замкнутой формы рельефа

Рис. 6. Овраг, как пример открытой формы рельеф

          

Рис. 7. Примеры положительных и отрицательных форм рельефа Пояснения к рисунку: Положительные формы рельефа: гора, хребет Отрицательные формы рельефа: лощина, седловина, котловина

Это справедливо, например, для Среднерусской возвышенности и расположенной к востоку от нее Окско-Донской низменной равнины. Но если взять всю Среднерусскую возвышенность как форму рельефа в целом, то она вместе с расчленяющими ее отрицательными формами (балками, оврагами, долинами рек) будет выступать как положительная форма рельефа по отношению к Окско-Донской низменной равнине. Понятие положительные и отрицательные формы рельефа еще более усложняется при переходе к сопоставлению форм рельефа более высокого таксономического ранга.

В зависимости от размеров выделяют различные формы рельефа: планетарные, мегаформы, макроформы, мезоформы, микроформы и нано- формы (табл. 2).

Таблица 2. Классификация форм рельефа в зависимости от их размера

Форма рельефа	Площадь, км2	Рельефообразующие процессы	Примеры
Планетарная	Сотни тысяч и миллионы	Эндогенные	К планетарным формам рельефа относятся: 1) материки; 2) геосинклинальные пояса (переходные зоны); 3) ложе океана; 4) срединно- океанические хребты.
Мегаформа	Сотни или десятки тысяч	Эндогенные	К этим формам относят: 1) горные пояса и равнинные страны в пределах материков (горные системы Альп и Кавказа, Западно-Сибирская равнина и Среднесибирское плоскогорье); 2) крупные впадины и поднятия в пределах ложа океана (Впадины Мексиканского залива и Карибского моря); 3) разломы планетарного масштаба, выраженные в рельефе, и др.
Макроформа	Сотни или тысячи (реже десятки тысяч)	Эндогенные	Отдельные хребты и впадины какой-либо горной страны: например, Главный Кавказский хребет, Куринская низменность, Среднерусская возвышенность.
Мезоформа	От нескольких до десятков	Экзогенные (очень редко - эндогенные)	Овраги, балки, долины рек, крупные аккумулятивные формы типа барханных цепей или моренных гряд.
Микроформа		Экзогенные	Неровности, являющиеся деталями более крупных форм рельефа (например, карстовые воронки, эрозионные рытвины, береговые валы и др.).
Наноформа (от греч., nanos - карлик)		Экзогенные	Очень мелкие неровности, осложняющие поверхность макро-, мезо- и микроформ (например, луговые кочки, сурчины, мелкие эрозионные бороздки, знаки ряби на морском дне и на поверхности эоловых форм рельефа).

Планетарные формы рельефа занимают площади в сотни тысяч и миллионы квадратных километров. Вся площадь земного шара составляет около 510 млн. км2, следовательно, количество планетарных форм невелико. К планетарным формам рельефа относятся:

1.  Материки (континенты) - крупнейшие положительные формы рельефа Земли. Большая часть их представляет собой сушу, хотя часть материков находится под водами Мирового океана (шельф, материковый склон). Важнейшая особенность материков - сложение земной корой материкового типа.

2.  Ложе океана - основная часть дна Мирового океана, лежащая, как правило, на глубинах более 3000 м и характеризующаяся распространением земной коры океанического типа.

3.  Современные геосинклинальные пояса (переходные зоны) – чаще всего располагаются на границе между материками и океанами (например, окраины Атлантического, Индийского и Северного ледовитого океанов).
4.  Срединно-океанические хребты - представляют собой крупнейшую горную систему, проходящую через все океаны и существенно отличающуюся от ложа океана строением земной коры.

Планетарные формы рельефа состоят из мегаформ, структурными единицами мегаформ являются макроформы и т.д..  Следовательно, на более высоком уровне организации выступают планетарные формы рельефа, а на самом низком – наноформы рельефа. Например:

Планетарная форма рельефа – материк Евразия Мегаформа рельефа – Восточно-Европейская равнина Макроформа рельефа – Окско-Донская низменная равнина

Мезоформа рельефа – Склон южной экспозиции крутизной 3º на водоразделе рек Дон и Воронеж

Микроформа – эрозионные рытвины

Нанорельеф – кочки

Наиболее крупные формы рельефа (планетарные, мега-, макроформы и редко мезоформы) имеют эндогенное происхождение, хотя и испытывают на себе влияние экзогенных факторов. Остальные, более мелкие формы рельефа, имеют экзогенный генезис.