4 Основные ландшафтообразующие природные компоненты

4.1 Рельеф и геологическое строение как компоненты ландшафта

Поверхность верхней твёрдой (каменной) оболочки Земли — земной коры) сверху ограничена атмосферой и гидросферой, а снизу — наиболее активным сейсмическим слоем, называемым слоем Мохоровичича. Толщина земной коры под равнинами составляет 30-35 км, в области горных стран до 50-70 км, а в пределах впадин морей и океанов она колеблется от 5 до 10 км.

Верхняя часть земной коры состоит главным образом из осадочных горных пород, образовавшихся на поверхности суши или в различных водоёмахв результате накопления продуктов разрушения ранее существовавших пород (магматических, метаморфизических, осадочных) и остатков организмов. Характерная особенность осадочных пород — залегание их в форме слоёв или пластов. В зависимости от состава и условий образования осадочные горные породы подразделяют на обломочные (пески, щебень, глины и др.), химические осадки (соли, гипсы), органогенные (уголь, бокситы,известняки, сланцы и др.).

Средняя - гранитная — часть земной коры выражена в пределах толькоконтинентов и представлена глубинной изверженной горной породой —гранитом. Он состоит из кварца, полевого шпата, слюды, а также содержитдо 60-70% кремнезема. Гранит широко распространен на земной поверхности и часто используется как строительный материал.Нижняя часть земной коры — базальтовая — развита под океанами и континентами. Она представлена базальтом — горной породой черного цвета, содержащей около 50% кремневой кислоты, и образует лавы многих вулканов. В ряде районов земного шара, например на Скандинавском полуострове, осадочные породы большей частью отсутствуют, и на поверхность выходит гранитный слой земной коры.

Горные породы, слагающие земную кору, представляют собой природные минеральные сочетания, которые изучаются одной из дисциплин геологии (комплекс наук о строении и развитии Земли) - минералогией. Процессы, создающие минералы и горные породы, распределение и условия их залегания в земной коре рассматриваются динамической геологией. Совокупность неровностей земной поверхности - рельеф, его внешние признаки, происхождение и закономерности развития изучаются геоморфологией. Причем рельеф рассматривается как один из компонентов природного ландшафта во взаимосвязи и взаимообусловленности со всеми другими компонентами природной среды.

По масштабу неровностей, в порядке уменьшения размера формы, рельеф группируют в следующие категории: мегарельеф (континентальные выступы, океанические впадины), макрорельеф (горные и равнинные страны), мезорельеф (горные хребты, возвышенности, долины), микрорельеф (овраги, балки, западины, дюны), нанорельеф (мельчайшие западины, морозобойные трещины, кочки на болотах).

Рельеф суши - это совокупность разнообразных по форме и происхож­дению неровностей земной поверхности. Наиболее крупные элементы рельефа суши — горы и равнины. Равнины - это участки суши с малыми колебаниями высот (не выше 200 м) и однородным геологическим строением. Они занимают 55% площади суши и по отношению к уровню моря, делятся на отрицательные, лежащие ниже уровня моря, низменные, имеющие абсолютную высоту от 0 до 200 м, возвышенные — от 200 до 500 м и нагорные (высокие) — свыше 500 м. По форме поверхности различают горизонтальные, наклонные, вогнутые, выпуклые равнины, а по форме рельефа — плоские (Западно-Сибирская низменность), ступенчатые (Предуральская), волнисто-холмистые (Приволжская) и т. д. Различия в абсолютной высоте формах рельефа игеологическом строении равнин являются причинами формирования своеобразного класса равнинных ландшафтов.

Около 45% территории суши представлено горным рельефом. Горы — это поднятия земной коры в виде изолированных хребтов или вершин, об­разующих в совокупности горные страны. Рельеф горных стран слагается из горных цепей и хребтов, разделенных речными долинами, ущельями — межгорными тектоническими понижениями - депрессиями. Горный хребет представляет положительную крупную форму рельефа, линейно вытянутую и ограниченную склонами, имеющими наклон в противоположные стороны. Высота, протяженность и форма горного хребта зависят от особенностей развития рельефа и состава горных пород. В зависимости от положения той или иной горной страны по широте и долготе формируются разнообразные ландшафты, относящиеся к горному классу.

4.2 Рельефообразующие процессы

Рельеф земной коры является результатом длительного, исторически развивающегося взаимодействия двух противоположных сил: эндогенных (и целом создающих) и экзогенных (в целом разрушающих), сглаживающих неровности поверхности Земли.

Эндогенные процессы - физические и химические явления, происходя­щие внутри Земли (распад радиоактивных веществ, тектонические движения, землетрясения, процессы магматизма, различные химические реакции), создающие в совокупности неровности крупного масштаба, которые совпадают с морфологической структурой земной коры. При ведущей роли этих процессов образуются крупные формы рельефа материков и дна океанов (низменности, хребты и т. д.), которые в различных сочетаниях придают обширным участкам земной поверхности те или иные особенности. Образование наиболее крупных форм рельефа, обусловленных движением земной коры, началось свыше 150 млн. лет назад. Но особенно существенное значение имели новейшие движения земной коры, происходившие в течение последних приблизительно 20-25 млн. лет, в неогеновом и четвертичном периодах, когда были обусловлены и сформированы многие современные горные области: Тянь-Шань, Кавказ, Альпы и др.

Решающее же влияние на современный облик рельефа суши оказали экзогенные внешние процессы. Они происходят на поверхности Земли или на небольшой глубине в земной коре под влиянием сил, вызванных энергией солнечной радиации, силой тяжести и жизнедеятельности организмов. Кэкзогенным процессам относятся различные виды выветривания, эрозии, деятельности ледников, подземных вод и т. д., приводящих к формированию типов и форм морфоскульптурного рельефа, то есть сравнительно мелких форм. Возраст относительно мелких форм рельефа (например, речных долин, оврагов) обычно не выходит за рамки четвертичного периода.

Большую роль в формировании мелких форм рельефа играет выветривание - процесс физического разрушения и химического изменения горных пород под влиянием климата, воды и организмов. Продукты разрушения, образующиеся при этом, создают в последующем кору выветривания. Принято различать два основных вида выветривания: физическое, или механическое, и химическое.

Физическое выветривание — процесс механического разрушения горных пород, в котором главную роль играют колебания температуры, замерзшие воды в породе, рост кристаллов и участие организмов. В поверхностных образованиях горной породы, попеременно нагреваемых и охлаждаемых, возникает внутреннее напряжение как результат объемных изменений минералов или воды, содержащейся в порах и трещинах породы. Под влиянием резкой смены температуры горная порода разрушается. Кроме морозного дробления, наблюдается и солевое, когда рост кристаллов соли также ведёт к механическому разрушению породы. Увеличивают размеры трещин и раздробляют породу корни растений своим механическим давлением.

Химическое выветривание разрушает и изменяет минералогический состав горных пород. В качестве главных агентов этого процесса выступают вода, кислоты (минеральные и органические), щелочи и растворенные в воде соли и воздух. В результате растворения, реакций окисления и восстановления образуются глинистые минералы, карбонаты, легкорастворимые соли. Часть их концентрируется в коре выветривания, а часть выносится за её пределы.

Процессы выветривания не везде протекают одинаково по широте и высоте. Например, в арктической зоне, в высокогорье преобладает физическое выветривание, а химическое в связи с низкими температурами воздуха и почвогрунта почти отсутствует. Поэтому в составе продуктов выветривания здесь преобладает грубообломочный материал. В пустынях умеренного пояса также доминирует механическое выветривание, а химическое в условиях недостатка влаги — основного природного растворителя — проявляется слабо. В переносе продуктов выветривания активное участие в пустынях принимает ветер. Особенно же интенсивно протекают процессы химического и механического разрушения горных пород во влажных тропиках и субтропиках, чему способствует большое количество тепла и влаги. В этих районах мощность коры выветривания достигает нескольких сотен метров с полным разрушением первичных пород. Из продуктов выветривания более подвержены вымыванию Na⁺, Са²⁺, Сl⁺, Mg²⁺, S⁴⁺, гораздо устойчивее Fe³⁺, Аl³⁺. Причем соединения железа придают выветренной толще жёлтый или красный оттенок (цвет). Самый поверхностный слой коры выветривания составляет почва, образование которой представляет собой сложный и длительный процесс. Главную роль в формировании почвы как естественно-исторического тела, обладающего плодородием, играют соотношение тепла и влаги, характер почвообразующей, или материнской, породы, растительность, характер миграции и аккумуляции (накопления) продуктов выветривания. Почва формируется при условии преобладания почвообразовательных процессов над сносом.

Одними из главных рельефообразующих факторов на поверхности суши являются эрозия — размыв или смыв текущей водой горных пород и почв, перенос и отложение - аккумуляция разрушенного материала. Эрозия и аккумуляция — два взаимосвязанных процесса, вызываемых постоянными и временными водотоками. Кратко отметим основные закономерности этих процессов. Во-первых, надо знать, что работа, которую может произвести текучая вода в каждом данном месте водотока, определяется её кинетической энергией (живой силой). Она выражается величиной mv²/2, то есть равна половине произведения массы водыm на квадрат скорости течения v². Скорость течения зависит от уклона поверхности или падения водотока, шероховатости русла, массы воды. Чем многоводнее река, чем круче её падение, тем большей эрозионной способностью она обладает.

В каждом русле водотока с самых первых стадий его образования од­новременно протекают два противоположных процесса — эрозия и акку­муляция. От соотношения интенсивности их будет зависеть конечный результат образования эрозионных или аккумулятивных форм рельефа. Эрозия протекает в водотоке до тех пор, пока он не достигнет такого уровня, ниже которого не способен углубить своё русло. Такой уровень называется базисом эрозии. Он может быть в разных частях определённого водотока (например, реки) различным: местным, или временным, и абсолютным. Высотное положение абсолютного базиса эрозии зависит от того, куда впадает данный водоток (в озеро, в другую реку и т. д.). За абсолютный базис эрозии для всех рек принимают уровень Мирового океана. Материал эрозии транспортируется рекой или временным водотоком в виде растворенных в воде веществ и влекомых по дну наносов. Интенсивность эрозии определяют два главных фактора: эрозионная способность водотока и устойчивость горных пород.

Рельефообразующее воздействие в ландшафтах оказывают также раз­рушающая и созидающая деятельность четвертичного и современного оледенения, ветровая эрозия, многолетняя мерзлота и другие процессы.

4.3 Воздействие человека на рельеф и

геоморфологические процессы

Современное воздействие человека на рельеф земной поверхности весьма многообразно и охватывает более 70% суши. Оно проявляется главным образом в преднамеренном создании искусственных форм рельефа в итоге тех или иных видов хозяйственной деятельности. В отдельных отраслях народного хозяйства это влияние выражается следующими техногенными формами рельефа: при разработке полезных ископаемых—шахты, карьеры, горные выработки, отвалы, насыпи; в промышленности — свалки отходов, искусственные отстойники сточных вод и др.; в земледелии — террасирование склонов, оросительные и осушительные каналы, пруды и во­дохранилища и т. д. Таким образом, человек, вооруженный современной техникой, перемещает огромное количество вещества, коренным образом видоизменяет те или иные формы рельефа, что, в конечном счёте, ведёт к формированию антропогенных ландшафтов, которые во многих районах преобладают над естественными.

Воздействие человека на рельеф в наши дни сказывается и в непред­намеренном создании разнообразных, как правило, нежелательных форм поверхности, а также в прямом или косвенном воздействии на природные геоморфологические процессы, ускоряя или замедляя их. Например, при сельскохозяйственной деятельности человек часто вызывает и ускоряет вредные процессы, такие как водная (в том числе и ирригационная), ветровая и пастбищная эрозия, вторичное засоление, заболачивание, усиление термокарстовых процессов в полярных областях и т. д. Особенно угрожает земледелию на огромных площадях ускоренная водная и ветровая эрозия почвы. Для снижения степени проявления этих процессов им должна быть противопоставлена целенаправленная деятельность, например специальные способы распашки склонов и другие противоэрозионные мероприятия.

Человек оказывает влияние и на эндогенные процессы. Например, взрывные работы с использованием зарядов огромной мощности сопро­вождаются, преимущественно в горных районах, искусственно вызванными подвижками в земной коре (землетрясениями), созданием различных по форме и размерам нагромождений. В зависимости от видоизменений форм земной поверхности происходит, особенно в высокоразвитых странах, и коренная перестройка геоморфологической основы многих природных ландшафтов.

Контрольные вопросы: 1. Рельеф и геологическое строение как компоненты ландшафта. 2. Рельефообразующие процессы. 3. Как воздействует человек на рельеф игеоморфологические процессы?

ЛЕКЦИЯ 5