геоморфология

(цунами), барическими (сейши), приливными и техногенными. В пределах взморья выделяют зону волн мелководья, где глубины бассейна изменяются от глубин, равных высоте волны, до глубин, равных половине длине волны. Здесь же на глубинах, соответствующих двойной высоте волны, выделяют линию забурунивания. На этой линии происходит частичная перестройка волновых параметров. За пределами береговой зоны, где глубины водоема больше половины длины волны развиты волны глубокого моря. Они имеют симметричный профиль, движения частиц здесь обладают круговыми орбитами. В зоне мелководья, вследствие торможения о дно, орбиты частиц из круговых становятся эллиптическими, а поперечный профиль волн — асимметричным. На глубинах, меньших, чем высота волны, начинается зона прибоя (наката) — импульсного турбулентного движения водного потока в сторону берега. Турбулентный поток образуется при разрушении волны, выходит на берег и останавливается в вершине заплеска. Здесь часть воды фильтруется в наносы, а часть стекает под действием силы тяжести в направлении максимального уклона дна, образуя откатный поток (откат). Непосредственно волноприбойными движениями воды обусловлено поперечное перемещение наносов. При этом для каждой из частиц наносов определенной крупности формируется профиль динамического равновесия подводного берегового склона. Волны, подходя к берегу под прямым углом, на глубине, равной половине длины волны, начинают воздействовать на частицы наносов и совместно с силой тяжести перемещать их в сторону глубокого моря. Чем ближе

кберегу, тем сильнее асимметрия скоростей волновых движений, и в некоторой (нейтральной) точке прямые скорости полностью уравновесят суммарное воздействие обратных скоростей и силы тяжести. Частицы наносов здесь будут совершать лишь колебательные движения, не перемещаясь ни

кберегу, ни от него. Совокупность нейтральных точек вдоль берега образует нейтральную линию для наносов данной крупности. Выше нейтральной точки прямые скорости будут

41

превосходить суммарное действие силы тяжести и обратных скоростей. Частицы наносов будут перемещаться в сторону берега. Положение нейтральной линии не остается постоянным, так как углубление обеих зон будет обусловливать изменение углов наклона дна и глубин. В конечном счете обе зоны сомкнутся, а профиль берега приобретет форму вогнутой кривой (профиля динамического равновесия), поскольку в каждой его точке смещение частиц вверх или вниз прекратится. Для частиц различной размерности формируется свой профиль динамического равновесия, и, таким образом, происходит сортировка обломочного материала. Скопление наносов в зоне действия прибойного потока называется пляжем. Он сложен обычно более крупными наносами, чем подводный береговой склон. Пляж полного профиля — это двускатный пляж. Он образуется на отлогих берегах и имеет вид берегового вала с более крутым склоном, обращенным к берегу. Пляж неполного профиля — прислоненный пляж, формируется у крутого уступа. Подводные валы — это аккумулятивные формы, сложенные обычно песком, протягивающиеся параллельно друг другу и берегу на несколько километров, формируются в зоне забурунивания, где волны теряют часть своей энергии и сбрасывают наносы. Множественность валов связана с тем, что волны разной балльности испытывают забурунивание на разных глубинах.

Значительно больших размеров, чем подводные валы, достигают бары, которые в своем развитии проходят три стадии: подводную, островную и береговую. Они протягиваются вдоль изрезанных низменных берегов на несколько десятков и сотен километров, имеют превышение над уровнем моря до 20—30 м и отделяют от моря прибрежную акваторию (лагуну). Происхождение баров дискуссионное. Предполагается, что оно связано с повышением уровня океана в послеледниковое время, когда началась перестройка профиля затопленных равнин.

С волнами связаны волновые течения. Вдольбереговые

течения возникают при несовпадении направления прибоя с

42

направлением отката. Разрывные течения формируются в области ветровой тени, которая образуется за препятствием на пути распространения волн (островом, мелью). Разрывные течения направлены от берега к этому препятствию. Донные противотечения образуются на участках резкого увеличения глубины береговой зоны и направлены от берега.

Волновые течения порождают продольное перемещение наносов и образование соответствующих аккумулятивных форм. Массовое перемещение наносов в одном направлении называется потоком наносов. Поток наносов характеризуется мощностью (объемом наносов, который реально перемещается за год), емкостью (объем наносов, который течение способно перемещать). Отношение мощности к емкости называется насыщенностью потока. Если это отношение равно 1, ни размыва берега, ни накопления наносов не происходит. Если насыщенность меньше 1, происходит размыв берега. При значениях больших 1, наносы накапливаются, образуется аккумулятивный рельеф. Простейшие из форм такого рельефа связаны с вдольбереговыми течениями и возникают в процессе заполнения входящего угла контура берега (примкнувшие формы — аккумулятивные террасы в

вершинах заливов) или огибания выступа берега (свободные аккумулятивные формы — косы). Разрывным течением обусловлены аккумулятивные формы, причленяющие остров к берегу (замыкающие аккумулятивные формы — томболо, или переймы). Другие замыкающие формы (пересыпи) могут возникать в процессе роста кос и достижения ими противоположного берега.

Кроме аккумуляции наносов в пределах побережий может осуществляться абразия берегов — их разрушение. Различают механическую абразию (разрушение берега ударом прибоя вместе с обломками пород), химическую абразию (растворение пород морской водой), термическую абразию (разрушение берегов, сложенных мерзлыми породами или льдом). Для берегов, подверженных абразии, характерными формами рельефа являются крутые абразионные уступы —

43

клифы. В основании клифов под действием прибоя формируется волноприбойная ниша, к которой со стороны моря примыкает абразионный педимент — бенч. Скорость абразии оценивается величиной отступания бровки уступа за год. Развитие аккумулятивных и абразионных форм обусловливает выравнивание береговой линии.

Специфические формы берегового рельефа могут быть связаны с приливами и отливами, которые возникают под гравитационным воздействием Луны и Солнца. При полнолунии и новолунии (эти фазы Луны называются сизигиями) приливы достигают максимальных величин. Минимальные приливы наблюдаются в квадратурные фазы Луны. На приглубых берегах приливных морей приливы усиливают абразию. На отмелых берегах, вследствие большей скорости прилива по сравнению с отливом, происходит накопление наносов и образование аккумулятивной формы (осушки, или ватта). Постепенное нарастание поверхности осушки приводит к тому, что она затопляется только в максимальные приливы. На бывшей осушке поселяется растительность, и осушка становится маршем. Дальнейшее поднятие поверхности преобразует марши в польдеры. Вследствие приливноотливных течений могут возникать подводные эрозионные и аккумулятивные формы: желоба, песчаные гряды и песчаные волны. Желоба и гряды — линейные формы длиной десятки километров, шириной 1—2 км, при относительных превышениях до 20 м. Песчаные волны осложняют гряды и напоминают сильно увеличенные знаки волновой ряби.

На тропических побережьях могут формироваться коралловые берега. При этом ведущая роль в их развитии принадлежит рифообразующим организмам — мадрепоровым кораллам, сопутствующим им известковым водорослям, гидроидным организмам и мшанкам. Различают окаймляющие рифы (подводные террасы, примыкающие непосредственно к берегу), барьерные рифы (отстоящие от берега барьеры, часто маркирующие бровку шельфа), кольцевые рифы, или атоллы (образующиеся на вулканических островах в океане).

44

Вследствие эвстатических изменений уровня Мирового океана, а также в результате активных вертикальных тектонических движений формируются поднятые береговые линии — морские террасы. Как и в речных террасах, в них выделяют тыловой шов, поверхность, бровку и уступ. По геологическому строению уступа выделяют террасы абразионные (выработанные в коренных породах), аккумулятивные (уступ полностью сложен наносами), цокольные (в уступе выделяется цоколь — коренные породы и наносы). Высота террасы определяется по высоте тылового шва над урезом воды.

Литература к разделу 1.2.6: [1, 2, 3, 11].

1.2.7. Эоловый рельеф и эоловые отложения

Созданные ветром формы рельефа и отложения делятся на два типа — азональные и зональные. Азональный эоловый рельеф образуется в любых климатических поясах и обусловлен наличием незакрепленного песка и ветра. Чаще всего эти условия реализуются в пределах береговых зон и в перигляциальных областях. В береговых зонах источником незакрепленного песка являются пляжи, береговые валы, а постоянные ветры имеют бризовый характер. В перигляциальных зонах источником песка являются зандры, а постоянный по направлению ветер формируется стоковыми потоками воздуха над поверхностью ледника. Азональные формы, кроме того, часто возникают вследствие техногенных причин при разрушении дернины, уничтожении лесного покрова на песчаных грунтах. Эоловые отложения напрямую связаны с аккумулятивными эоловыми формами, которые могут быть представлены кустовыми песками, плоскими, вздутыми, параболическими и линейными дюнами.

Кустовые пески — аккумулятивные формы, возникающие перед препятствием (кустами растительности) на пути ветропесчаного потока. По мере накопления песка эти формы могут преобразоваться в плоские дюны, песчаные изометричные в плане холмы. Дальнейшее увеличение количества

45

песка приводит к образованию завихрений с подветренной стороны холмов и формированию асимметричных вздутых дюн. Вздутые дюны при дальнейшей их эволюции могут превратиться в подвижные формы — параболические дюны (серповидные в плане песчаные формы, выпуклая часть которых направлена по ветру). При большой мощности песчаных отложений развиваются линейные поперечные дюны — песчаные волны, перемещающиеся по направлению ветра. При сложном рельефе эти формы могут быть разорваны и превращены в продольные линейные дюны.

Зональный эоловый рельеф — это рельеф областей сухого климата (пустынь). Области пустынь характеризуются малым количеством атмосферных осадков (менее 200 мм/ год), крайне неравномерным их выпадением по времени, приводящим к образованию быстро исчезающих мощных водных потоков и озер (эфемерид), интенсивным физическим (температурным) выветриванием, наличием сильных вихревых потоков сухого воздуха (ветров). Сочетание перечисленных факторов определяет сложный характер рельефа пустынь, где наряду с эоловыми формами распространены флювиальные формы. Специфической макроформой рельефа пустынь является больсон — бессточная (замкнутая) котловина. В идеальной структуре больсона выделяется его центральная часть — глинисто-солончаковая пустыня (плайа, такыр). Она обрамляется песчаной пустыней (кумы, сериры, реги), вокруг которой расположена щебнистая и каменистая пустыня (гамада). Периферия больсона представлена денудационными останцами (пустынными городами). При длительном отсутствии атмосферных осадков главными процессами в пределах пустынь являются интенсивное (в основном физическое) выветривание коренных пород и ветер. С выветриванием связано образование обломков разного размера, вплоть до алевритов (пыли). Ветер перемещает песчаную фракцию и формирует аккумулятивный эоловый рельеф, а пыль поднимает на большую высоту (до нескольких километров) и выносит за пределы пустыни, где эта пыль

46

дает начало образованию пустынных лессов. Помимо аккумулятивных форм, с ветром связаны процессы денудации — дефляция (развевание песка) с образованием лунковых песков и котловин выдувания (ярдангов), а также

корразия (обтачивание выходов коренных пород ветропесчаными струями) с образованием разнообразных по форме денудационных останцев. В пределах «пустынных городов» особенно интенсивно процессы выветривания и корразии проходят вдоль зон повышенной трещиноватости, имеющих чаще всего прямолинейный характер. В моменты хоть и кратковременных, но интенсивных осадков продукты выветривания водными потоками удаляются от подножия склонов в зонах повышенной трещиноватости и создают своеобразные «улицы» и «переулки», разделяющие «кварталы» денудационных останцев. Водные потоки, устремляясь к центру больсона, постепенно теряют энергию и сортируют влекомый ими обломочный материал, сбрасывая вначале щебень (щебнистая, или каменистая пустыня), затем песок (песчаная пустыня). В центральной части больсона формируется эфемерное озеро, в котором накапливается глинисто-алеврито- вая фракция. При высыхании озера к тонкой фракции может добавляться соль и формируется глинисто-солончаковая пустыня, представляющая собой аккумулятивную поверхность выравнивания. Эта поверхность осложняется полигонами трещин усыхания или соляными торосами. Наиболее сложным рельефом обладают песчаные пустыни. Среди наиболее важных аккумулятивных форм здесь выделяются барханы — серповидные в плане скопления песка, острые концы которых ориентированы по направлению ветра. Бархан — это подвижная форма. Она образуется из кучевых песков, проходя стадии плоской (щитовой) и вздутой дюны. Скорость движения бархана уменьшается по мере увеличения его размера, поэтому мелкие формы могут догонять более крупные и, осложняя их, создавать полисинтетические барханы. Калибруясь по размерам, барханы могут выстраиваться в барханные цепи, которые, постепенно соединяясь концами,

47

преобразуются в граблевидные дюны, а также в продольные и поперечные дюны (грядовые пески) — мощные песчаные волны. Но самыми крупными аккумулятивными песчаными формами являются пирамидальные и прислоненные дюны, высота которых может достигать 150 м. Они формируются в результате интерференции ветров различных направлений. Наиболее мелкие аккумулятивные формы представлены ветровой рябью.

Эоловые отложения пустынь — это в основном песок. Его отличают хорошая сортировка, преимущественно мономинеральный кварцевый состав. За пределами пустынь и по их окраинам за счет эолового выноса и последующих элювиальных процессов образуются лессы. По своему минеральному составу они мало отличаются от перигляциальных лессов. Однако в противоположность перигляциальным лессам, образующимся в продолжение холодных климатических эпох, лессы пустынь приурочены к теплым эпохам, когда пустыни увеличиваются в размерах, все процессы в них достигают максимума своей интенсивности. В эпохи похолодания климата эоловый вынос сокращается, повышается влажность воздуха, и формируются почвы.

Литература к разделу 1.2.7: [1, 8, 11, 16].

1.2.8. Техногенный рельеф и техногенные отложения

Техногенный рельеф и связанные с ним отложения относятся к особому генетическому типу. Его специфика изучается относительно недавно сформировавшимся направлением геоморфологии — экологической геоморфологией. Среди положительных форм техногенного рельефа можно выделить различные сооружения — от небольших жилых построек сельских районов до многоэтажных городских жилых зданий, а также промышленных (заводских и фабричных) корпусов, плотин гидроэлектростанций и прочих индустриальных объектов. Они обычно сгруппированы в комплексы форм — населенные пункты. Важно отметить, что подобные

48

формы являются также «аккумулятивными образованиями», состоящими из своеобразных «техногенных отложений», не встречающихся в природе (железобетона, глиняного и силикатного кирпича, различных видов пластмасс и пр.). К особым аккумулятивным формам техногенного рельефа относятся весьма важные в экологическом отношении хранилища промышленных и бытовых отходов. Среди отрицательных (денудационных) форм техногенного рельефа следует указать, в первую очередь, на объекты горнодобывающей промышленности — многочисленные карьеры разнообразных размеров, шахты, штольни и другие подземные горные выработки. С ними в парагенетической ассоциации находятся отвалы, терриконы — аккумулятивные формы, образованные перемещенными природными образованиями (горными породами). Важной особенностью техногенного рельефа является чрезвычайно высокая (с геологических позиций) скорость формирования, быстрое увеличение занятых ими площадей, а также многообразное влияние на ход естественных экзогенных геологических процессов.

Литература к разделу 1.2.8: [10].

1.3. Морфоструктурный рельеф

Морфоструктурный рельеф — это рельеф, обусловленный тектоникой региона. Он представлен формами, синхронными неотектоническим движениям, а также структурно-де- нудационным рельефом, отражающим древние тектонические структуры, проявляющиеся через различия горных пород по их устойчивости к процессам денудации.

1.3.1.Рельеф, обусловленный неотектоническими движениями

иновейшими магматическими процессами

Термин «неотектоника», «новейшая тектоника» был предложен Владимиром Афанасьевичем Обручевым, а затем более подробно рассмотрен в работах Николая Ивановича

49

Николаева и Сергея Сергеевича Шульца для обозначения тектонических движений неогена и четвертичного периода, движений, во многом обусловивших весь современный облик земной поверхности как на суше, так и в пределах дна Мирового океана. В современной трактовке продолжительность неотектонического этапа включает, кроме неогена и четвертичного периода, верхний олигоцен. С неотектоническим этапом связано образование наиболее крупных современных тектонических форм рельефа Земли, таких как материки и океаны. В пределах материков выделяются морфоструктуры второго порядка — горные и равнинные страны. Горный рельеф приурочен к подвижным поясам, зонам тектонической активизации платформ, к областям рифтогенеза, а также активного вулканизма. Горный рельеф обладает абсолютными высотами более 500 м над уровнем моря, резко расчлененным рельефом с превышениями вершин над днищами долин не менее 200 м. Выделяют горы: низкие (до 1000 м), средние (до 2000 м), высокие (до 4000 м) и наивысшие (более 4000 м). Основная форма горного рельефа — это гора (обособленное резко выраженное возвышение более 200 м). Основные элементы горы — вершина, склоны и подошва. Из гор могут формироваться горные хребты (цепи). Сочетание хребтов образует горные массивы (узлы), нагорья, плоскогорья. Из наиболее крупных отрицательных форм выделяются межгорные впадины. Менее крупными формами являются межгорные долины.

Под равнинами понимают обширные участки земной поверхности с абсолютными отметками менее 500 м и относительными превышениями не более 200 м. Равнины приурочены к платформам, к днищам межгорных прогибов. Различают низменные равнины (низменности) с абсолютными высотами до 200 м и возвышенные равнины (возвышенности) с высотами от 200 до 500 м. Наиболее высокие из них называются плато. Среди равнин выделяют денудационные, аккумулятивные и полигенетические. Кроме того, равнины квалифицируются по ведущему экзогенному процессу

50