Лекция 9. Рельеф Земли 1. 2. n n 3. 4. Понятие о рельефе. Классификация рельефа. Морфологическая классификация рельефа. Генетическая классификация рельефа. Планетарный рельеф Земли. Равнины. Генетические типы равнин. Морфологические типы равнин. 5. Горы. Генетические типы гор. Формы рельефа горных стран. Классификация гор по высоте. Типы горизонтального расчленения горной страны. 6. Вулканический рельеф.
Понятие о рельефе Геоморфология – наука о рельефе твердой поверхности Земли и его развитии в пространстве и во времени. Рельеф – совокупность неровностей земной поверхности, разных по очертаниям, размерам, происхождению, возрасту и истории развития. Слагается из n положительных форм, образующих возвышенности, n отрицательных, представляющих собой впадины. Формы рельефа – отдельные трехмерные тела, занимающие определенные объемы земной коры. Они ограничены двухмерными (поверхностными) элементами, или гранями рельефа (склонами, горизонтальными и субгоризонтальными поверхностями). Формы могут быть выпуклыми, или положительными (горы, холмы), и вогнутыми, или отрицательными (котловины, речные долины и т. д. ). Положительные и отрицательные формы, закономерно сопрягаясь между собой, образуют типы рельефа. Формы рельефа классифицируются по размеру, морфологии, генезису и возрасту. Элементы рельефа – это поверхности, линии и точки, сочетания которых создают трехмерные формы (формы рельефа).
Формы рельефа различаются по разным признакам. По величине наклона земной поверхности выделяются n субгоризонтальные поверхности с углами наклона до 2° n склоны – более 2°. Формы рельефа могут быть замкнутыми (холм) и открытыми (овраг), вогнутыми (воронка) и выпуклыми (бархан), простыми (западина) и сложными (горный хребет).
Морфологическая классификация рельефа Планетарные формы занимают площади в миллионы квадратных километров. К ним относятся: материки (в геофизическом смысле), переходные зоны от материков к ложу океана, ложе океана и срединноокеанические хребты. Все они различаются строением земной коры, что и послужило серьезным основанием для выделения перечисленных форм в качестве планетарных. n Мегаформы занимают площади в сотни и десятки тысяч квадратных километров. Это горные пояса (Кавказ), плоскогорья (Среднесибирское), равнины (Западно-Сибирская) в пределах материков, котловины и поднятия на ложе океана и др. n Макроформы имеют площади в сотни и тысячи квадратных километров. Это части мегаформ: отдельные хребты и межгорные впадины – в горах, возвышенности и низменности – на равнинах. n Мезоформы занимают квадратные километры и их первые десятки. Это овраги, балки, моренные холмы, барханы и др. n Микроформы – карстовые воронки, прирусловые валы на пойме и др. n Наноформы – кочки, эрозионные борозды, песчаная рябь на барханах и др. n
Планетарные и крупные формы рельефа образовались за счет внутренних сил Земли. Средние – мезоформы – и мелкие формы обязаны действию экзогенных процессов: работе поверхностных текучих вод, растворяющей деятельности воды, ледников, ветра и др. К экзогенным процессам относится и разнообразная, все возрастающая хозяйственная деятельность человека. Академик И. П. Герасимов, возглавлявший с 1951 по 1985 г. Институт географии Академии наук СССР, и Ю. А. Мещеряков предложили принцип разделения всех форм рельефа Земли на три категории, различающиеся по порядку величины (размерам) и происхождению с учетом возраста рельефа (начала его формирования).
Генетическая классификация рельефа Геотектуры (греч. ge – Земля, лат. tectura – покрытие) – самые крупные формы рельефа Земли, обусловленные планетарными геофизическими и космическими процессами. К геотектурам первого ранга относятся материковые выступы и океанические впадины, к геотектурам второго ранга – крупнейшие мегаформы: равнинно-платформенные области и горные системы разного генезиса на суше, океанические котловины и срединно-океанические хребты в океане и переходные зоны между материками и океанами. Формирование современных геотектур началось на рубеже палеозоя и мезозоя и совпадает с геоморфологическим этапом развития Земли. n Морфоструктуры (греч. morphe – форма, лат. structura – строение) – крупные формы рельефа – мегаформы и макроформы, которые возникли в результате взаимодействия эндогенных и экзогенных процессов при ведущей, активной роли внутренних процессов – тектонических движений; в их строении четко отражаются геологические структуры. Формирование морфоструктур соответствует неотектоническому этапу развития Земли. n Морфоскульптуры (греч. morphe – форма, лат. sculptura – ваяние, резьба) – это сравнительно мелкие (мезо-, микро- и т. д. ) формы рельефа, обязанные своим происхождением прежде всего экзогенным процессам, которые тесно связаны с современными и прошлыми климатическими условиями. Возраст морфоскульптур большей частью ограничен рамками четвертичного периода. n
В генетическом отношении (не по величине!) геотектуры и морфоструктуры характеризуются относительной общностью и объединяются в категорию морфотектонического рельефа, т. е. рельефа, обусловленного активной ролью эндогенного фактора. Морфотектонический рельеф может быть противопоставлен морфоскульптурному (морфоклиматическому) рельефу, возникшему в основном под воздействием экзогенных процессов, подчиненных закону климатической зональности. Сочетания форм рельефа, сходные по внешнему облику, внутреннему строению, происхождению и условиям развития, закономерно повторяющиеся на определенной территории, образуют морфогенетические типы рельефа (например, холмистые моренные равнины, увалистые долинно-балочные эрозионные равнины, плоские зандровые равнины и пр. ). На подробных геоморфологических картах изображаются либо отдельные формы рельефа, либо морфогенетические типы рельефа, причем на цветном фоне последних значками отмечаются типичные формы рельефа. На мелкомасштабных картах морфоструктура показывается цветным фоном, а морфоскульптура – штриховкой и значками (например, в Физико-географическом атласе мира).
Планетарный рельеф Земли. Крупнейшими планетарными формами рельефа на Земле являются материки, включая их подводные окраины материки до глубины 3, 5– 4, 5 км (материковые выступы); океаны (океанические впадины), которые образуют две основные гипсометрические ступени на Земле (рис. 1).
Рис. 1. Гипсографическая кривая Земли (А) и обобщенный профиль дна Мирового океана (Б) (по Ф. Н. Милькову)
Из курса геологии известно, что это главнейшие структурные блоки земной коры, которым присущи разные типы земной коры – материковая и океаническая. Они различаются строением и мощностью, а также комплексом геофизических и геохимических показателей. По мнению большинства геологов, на протяжении геологической истории Земли происходило усложнение и наращивание земной коры. Эволюция шла от первично океанической базальтовой коры к континентальной с гранито-гнейсовым слоем. Согласно геосинклинальной теории, это развитие связано с особыми структурами – геосинклиналями, или подвижными поясами. Геосинклинали – обширные, линейно вытянутые, подвижные, сильно расчлененные участки земной коры, с разнообразными по интенсивности и направленности тектоническими движениями, с интрузивным и эффузивным магматизмом и сильными землетрясениями. В истории развития Земли, начиная с конца докембрия и в течение фанерозоя, геосинклинали неоднократно возникали, развивались и замыкались (отмирали). На их месте поднимались складчатые горные сооружения, которые присоединялись к материковым платформам, увеличивая их площадь, и постепенно разрушались.
Платформы – обширные, наиболее устойчивые, преимущественно равнинные блоки земной коры. Они имеют неправильную многогранную форму, обусловленную крупными разломами. Платформы имеют двухъярусное строение. Нижний их ярус называется фундаментом. Он состоит из смятых в складки метаморфических пород, пронизанных гранитными интрузиями. Фундамент платформ является наследием тех консолидированных складчатых сооружений, которые остались от орогенов. Фундамент разбит разломами на блоки. Верхний ярус – платформенный чехол сложен преимущественно осадочными морскими, частично континентальными породами, покрывающими более древний складчатый фундамент. В некоторых районах наряду с осадочными породами распространены вулканиты. В целом же магматические породы играют на чехле платформ подчиненную роль и представлены преимущественно покровами базальтов. Осадочные породы чехла залегают более или менее горизонтально или в виде очень пологих вогнутых складок – синеклиз и выпуклых – антеклиз.
Участки платформ, где фундамент погружен на глубину под осадочный чехол, называют плитами. Они занимают основную площадь на платформах. Места выхода кристаллического фундамента на поверхность называют щитами. Различают древние и молодые платформы. Они отличаются прежде всего возрастом нижнего этажа – складчатого фундамента: n у древних платформ он образовался в докембрии, в дорифейское время – более 1, 5 млрд. . лет тому назад, n у молодых – в палеозое. Осадочный чехол древних платформ может состоять из пород рифея, палеозоя, мезозоя и кайнозоя, а на молодых эпипалеозойских платформах он сложен породами мезозойского и кайнозойского возраста.
Действительность С обыденностью тусклой Вступает в спор, куда ни погляди… Среди Возвышенности Среднерусской, На широченнейшей ее груди, В лесу, где я опенки собирал, Не ожидая ничего иного, Прекрасный камень, нет, не минерал, А вроде как бы даже и коралл Нашел я средь спокойствия земного.
Равнины – обширные участки земной поверхности с малыми (до 200 м) колебаниями высот и незначительными уклонами. Равнины занимают 64% площади суши. В тектоническом отношении они соответствуют более или менее устойчивым платформам, не проявлявшим существенной активности в новейшее время, независимо от их возраста – древние они или молодые. Большинство равнин на суше расположено на древних платформах (42%).
Морфологические типы равнин. По абсолютной высоте поверхности различают равнины n n отрицательные – лежащие ниже уровня Мирового океана (Прикаспийская), низменные – от 0 до 200 м высоты (Амазонская, Причерноморская, Индо-Гангская низменности), возвышенные – от 200 до 500 м (Среднерусская, Валдайская, Приволжская возвышенности и др. ). к равнинам относят также плато (высокие равнины), которые, как правило, располагаются выше 500 м и отчленяются от прилегающих к ним равнин уступами (например, Великие равнины в США и др. ). От высоты равнин и плато зависит глубина и степень расчленения их речными долинами, балками и оврагами: чем выше равнины, тем интенсивнее они расчленены. По внешнему облику равнины могут быть n n плоскими, волнистыми, холмистыми, ступенчатыми, По общему уклону поверхности – n горизонтальными, n наклонными, n выпуклыми, n вогнутыми.
Генетические типы равнин Различный внешний вид равнин зависит от их происхождения и внутреннего строения, которые во многом зависят от направленности неотектонических движений. По этому признаку все равнины можно разделить на два типа n денудационные n аккумулятивные. В пределах первых преобладают процессы денудации рыхлого материала, в пределах вторых – его накопление. Совершенно очевидно, что денудационные поверхности большую часть своей истории испытывали восходящие тектонические движения. Именно благодаря им здесь преобладали процессы разрушения и сноса – денудации. Однако продолжительность денудации может быть разной, и это тоже отражается в морфологии таких поверхностей.
Аккумулятивная равнина Цокольная равнина Пластовая равнина
Плоскогорье Плато
Цокольные равнины При непрерывном или почти непрерывном медленном (эпейрогеническом) тектоническом поднятии, продолжающемся в течение всего времени существования территорий, на них не было условий для накопления осадков. Происходил только денудационный срез поверхности разнообразными экзогенными агентами, а если и накапливались кратковременно маломощные континентальные или морские осадки, то при последующих поднятиях они сносились за пределы территории. Поэтому в строении таких равнин на поверхность выходит древний цоколь – срезанные денудацией складки, лишь слегка прикрытые маломощным чехлом четвертичных отложений. Такие равнины носят название цокольных; нетрудно заметить, что цокольные равнины в тектоническом плане соответствуют щитам древних платформ и выступам складчатого фундамента молодых платформ.
Карелия Кольский п-в Лаврентийская возвышенность
Цокольные равнины на древних платформах имеют холмистый рельеф, чаще всего они возвышенные. Таковы, например, равнины Фенноскандии – Кольского полуострова и Карелии. Аналогичные равнины расположены и на севере Канады. Широко распространены цокольные возвышенности в Африке. Как правило, длительная денудация срезала все структурные неровности цоколя, поэтому подобные равнины являются аструктурными. Равнины на «щитах» молодых платформ обладают более «беспокойным» холмистым рельефом, с остаточными возвышениями типа сопок, образование которых связано либо с литологическими особенностями – более твердыми устойчивыми породами, либо со структурными условиями – бывшими выпуклыми складками, микрогорстами или обнажившимися интрузиями. Безусловно, все они являются структурно-обусловленными. Так выглядят, например, Казахский мелкосопочник, частично равнины Гоби.
Казахский мелкосопочник Гоби
Пластовые равнины Плиты древних и молодых платформ, испытывающие устойчивое поднятие только в неотектонический этап развития, сложены пластами осадочных пород большой мощности (сотни метров и первые километры) – известняков, доломитов, песчаников, алевролитов и др. За миллионы лет осадки затвердели, стали скальными и приобрели устойчивость к размыву. Эти породы залегают более или менее горизонтально, как когда-то откладывались. Поднятия территорий в неотектонический этап развития стимулировали денудацию на них, что не дало возможности отложиться там молодым рыхлым породам. Равнины на плитах древних и молодых платформ называются пластовыми. С поверхности они нередко прикрыты рыхлыми четвертичными континентальными отложениями небольшой мощности, которые практически не влияют на их высоту и орографические особенности, но определяют их внешний облик за счет морфоскульптуры (Восточно. Европейская, южная часть Западно-Сибирской и др. ). Поскольку пластовые равнины приурочены к плитам платформ, они являются ярко выраженными структурными – их макро- и даже мезоформы рельефа обусловлены геологическими структурами чехла: характером напластования пород различной твердости, их наклоном и т. д.
Восточно-Европейская равнина Великие равнины Западно-Сибирская равнина
Аккумулятивные равнины При плиоцен-четвертичном опускании территорий, пусть даже относительном, на них стали накапливаться осадки, снесенные с окружающих мест. Они заполнили все прежние неровности поверхности. Так сформировались аккумулятивные равнины, сложенные рыхлыми, плиоцен-четвертичными отложениями. Обычно это низменные равнины, которые иногда лежат даже ниже уровня моря. По условиям. осадконакопления они делятся на морские и континентальные – аллювиальные, эоловые и др. Примером аккумулятивных равнин являются сложенные морскими отложениями Прикаспийская, Причерноморская, Колымская, Яно-Индигирская низменности, а также Припятская, Лено-Вилюйская, Ла-Платская и др. Аккумулятивные равнины, как правило, приурочены к синеклизам. В крупных котловинах среди гор и у их подножий аккумулятивные равнины имеют наклоненную от гор поверхность, прорезанную долинами многих стекающих с гор рек и осложненную конусами их выносов. Они сложены рыхлыми континентальными осадками: аллювием, пролювием, делювием, озерными отложениями. Например, Таримская равнина сложена песками и лёссами, Джунгарская равнина – мощными песчаными накоплениями, принесенными с соседних гор. Древнеаллювиальной равниной является пустыня Каракумы, сложенная песками, принесенными реками с южных гор в плювиальные эпохи плейстоцена.
Прикаспийская низменность Джунгария
Кряжи К морфоструктурам равнин относятся обычно и кряжи. Это линейно вытянутые возвышенности с округлыми очертаниями вершин, высотой обычно не более 500 м. Они сложены дислоцированными породами разного возраста. Непременный признак кряжа – наличие линейной ориентировки, унаследованной от структуры той складчатой области, на месте которой возник кряж, например Тиманский, Донецкий, Енисейский. Следует заметить, что все перечисленные типы равнин (цокольные, пластовые, аккумулятивные), а также плоскогорья, плато и кряжи, по мнению И. П. Герасимова и Ю. А. Мещерякова, понятия не морфографические, а морфоструктурные, отражающие соотношения рельефа с геологической структурой.
Донецкий кряж Енисейский кряж
Равнины на суше образуют два широтных ряда, соответствующие платформам Лавразии и Гондваны. Северный ряд равнин образовался в пределах относительно устойчивых в новейшее время древних Северо-Американской и Восточно-Европейской платформ и молодой эпипалеозойской Западно-Сибирской платформы – плиты, испытавшей даже незначительное погружение и выраженной в рельефе преимущественно низменной равниной. Среднесибирское плоскогорье, а в морфоструктурном понимании это высокие равнины – плато, образовалось на месте древней Сибирской платформы, активизированной в новейшее время за счет резонансных движений с востока, со стороны активного геосинклинального Западно-Тихоокеанского пояса. В состав так называемого Среднесибирского плоскогорья входят n вулканические плато (Путорана и Сыверма), n туфогенные плато (Центрально-тунгусское), n трапповые плато (Тунгусское, Вилюйское), n пластовые плато (Приангарское, Приленское).
Своеобразна орографическая и структурная особенность равнин северного ряда: 1. за Северным Полярным кругом преобладают низкие приморские аккумулятивные равнины; 2. южнее, вдоль так называемой активной 62° параллели, – полоса цокольных возвышенностей и даже плоскогорий на щитах древних платформ – Лаврентийском, Балтийском, Анабарском; 3. в средних широтах вдоль 50° с. ш. – опять полоса пластовых и аккумулятивных низменностей – Северо-Германская, Польская, Полесье, Мещера, Среднеобская, Вилюйская. На Восточно-Европейской равнине Ю. А. Мещеряковым выявлена и другая закономерность: чередование низменностей и возвышенностей. Поскольку движения на Восточно-Европейской платформе носили волнообразный характер, им установлено несколько чередующихся полос возвышенностей и низменностей, расходящихся веером с юго-запада на восток и принимающих по мере удаления от Карпат все более меридиональное направление. Прикарпатская полоса возвышенностей (Волынская, Подольская, Приднепровская) сменяется Припятско-Днепровской полосой низменностей (Припятская, Приднепровская), затем следует Среднерусская полоса возвышенностей (Белорусская, Смоленско-Московская, Среднерусская); последняя сменяется последовательно Верхневолжско-Донской полосой низменностей (Мещерская низменность, Окско. Донская равнина), затем Приволжской возвышенностью, Заволжской низменностью и, наконец, полосой Предуральских возвышенностей. В целом равнины северного ряда наклонены к северу, с чем согласуется течение рек.
Южный ряд равнин соответствует Гондванским платформам, испытавшим активизацию в новейшее время. Поэтому в его пределах преобладают возвышенности: пластовые (в Сахаре) и цокольные (на юге Африки), а также плато (Аравия, Индостан). В пределах унаследованных прогибов и синеклиз сформировались пластовые и аккумулятивные равнины (Амазонская и Ла-Платская низменности, впадина Конго, Центральная низменность Австралии). В целом наибольшие площади среди равнин на материках принадлежат пластовым равнинам, в пределах которых первично-равнинные поверхности образованы горизонтально залегающими пластами осадочных пород, а цокольные и аккумулятивные равнины имеют подчиненное значение.
Горы (горные страны) – это обширные, высоко приподнятые над окружающей местностью, сильно и глубоко расчлененные участки земной коры со складчатой или складчато-глыбовой структурой. Длина гор – сотни и тысячи километров, высота – до нескольких километров, глубина расчленения – сотни и тысячи метров. Горные страны состоят из отдельных горных хребтов и разделяющих их межгорных долин и котловин. Горный хребет – линейно вытянутое поднятие с наклоненными в противоположные стороны склонами. Самая высокая часть хребта на пересечении склонов называется гребнем. Вдоль него располагаются повышения – вершины и понижения – седловины. Наиболее низкие и широкие, относительно доступные седловины используются как перевалы, по ним проложены дороги. Область пересечения двух или нескольких горных хребтов называется горным узлом. Они высоки и труднодоступны, например гора Хан-Тенгри, пик Победы в Тянь-Шане. Изолированные горы редки. Чаще всего это вулканы, реже купола над внедрившейся в осадочные породы и приподнявшей их застывшей магмой – горы-лакколиты или отпрепарированные интрузии (дайки, штоки и др. ).
Классификация гор по высоте. По абсолютной высоте, т. е. в морфографическом отношении, принято деление гор на три основные группы: n низкие – до 1000 м (Средний Урал и др. ), n средневысотные – 1000– 3000 м (Карпаты и др. ), n высокие – более 3000 м (Кавказ и др. ),
Карпаты Средний Урал Гималаи
Классификации гор По геологическому возрасту, т. е. времени образования складчатой структуры гор различают: n дорифейской складчатости, n байкалиды, n каледониды, n герциниды, n мезозоиды, n альпиды. Генетические типы гор По происхождению различают горы вулканические и тектонические. На дне океанов основными горами являются вулканические срединно-океанические хребты и изолированные вулканические горы. На суше наиболее распространены тектонические горы, образование которых связано со складчатыми и разрывными деформациями земной коры при поднятии территории. В связи с этим их делят по строению (тектонической структуре) на два основных типа: складчатые и глыбовые (сбросовые). Безусловно, различаются они и по рельефу.
Складчатые горы представляют собой толщи горных пород, смятые в складки различной величины и крутизны и поднятые на разную высоту. Основные формы рельефа – горные хребты и долины между ними – определяются условиями залегания пород: хребты обычно соответствуют выпуклым складкам различной сложности, а межгорные долины – вогнутым, т. е. наблюдается полное соответствие внутренней структуры общей конфигурации рельефа. Разрывные нарушения играют подчиненную роль. Складчатые горы – молодые, они образовались геологически недавно, на заключительной (орогенной) стадии развития геосинклиналей альпийской складчатости при поднятии и смятии в складки пластичных морских осадочных слоев. Это первичные орогены, поэтому их называют после-геосинклинальными, иначе эпигеосинклинальными. Образование складчатых гор продолжается и сейчас по периферии Тихоокеанского геосинклинального пояса и в других местах, где складчатость еще не завершилась.
Глыбовые горы Большинство остальных гор на суше относят к вторичным, эпиплатформенным орогенам. Они образовались в основном в кайнозое, за счет новейших тектонических движений, главным образом в пределах складчатых поясов докембрийского, палеозойского и мезозойского возраста. Прежние горы к тому времени были полностью или частично разрушены внешними процессами, и эти территории в течение длительного геологического времени развивались в спокойном тектоническом режиме. На древних и палеозойских структурах на месте бывших гор образовались пенеплены (лат. раепе – почти, англ, plain – равнина), на более молодых мезозойских – низкогорья. Их складчатый фундамент и вышележащие местами осадочные слои за миллионы лет литифицировались (затвердели), потеряли пластичность, повысив при этом хрупкость. Поэтому, когда в конце олигоцена началась активизация тектонических движений, разновозрастные структуры складчатых поясов и приближенные к ним края платформ, а также шовные зоны внутри них стали дробиться по разломам на множество отдельных блоков или глыб. В результате интенсивных восходящих движений эти блоки начали подниматься на разную высоту и значительные по площади выровненные территории вновь обрели характер горной страны.
По соотношению глыбовых и складчатых форм рельефа среди эпиплатформенных гор выделяют n n n глыбовые, складчато-глыбовые глыбово-складчатые горы. На месте древних дорифейских платформ и байкальских складчатых структур возникли глыбовые горы. В результате многократной активизации и денудации на протяжении длительной геологической истории их древняя складчатая структура оказалась срезанной на большую глубину и практически не выражена в современном рельефе. Эти горы возродились заново за счет поднятия блоков – пенепленов на различную высоту и называются возрожденными (термин предложен В. А. Обручевым). Это обычно средневысотные короткие хребты со сглаженными вершинами и крутыми склонами, обусловленными разломной тектоникой. Например, Западные и Восточные Гаты в Индии, горы Хиджаз на юге Аравийского полуострова, горы Макдоннелл в центре Австралии и другие возникли на щитах докембрийских платформ; Восточный Саян, горы Забайкалья образовались на байкалидах.
Западные Гаты Забайкалье Макдоннелл
Большинство эпиплатформенных гор на Земле – возрожденные складчато-глыбовые горы, возникшие при повторном горообразовании на месте разрушенных гор в областях каледонской и герцинской складчатостёй. В таких горах, как и в предыдущих, тоже распространены древние поверхности выравнивания – пенеплены, унаследованные от предшествовавшей платформенно-равнинной стадии. Их древняя складчатая тектоническая структура существенно изменена новейшими движениями. У этих гор четче выражена линейная ориентировка, сохранившаяся от эпохи первоначального горообразования. К возрожденным горам на складчатых структурах палеозоя относятся Аппалачи, Урал, Тянь-Шань, Алтай, Каракорум, Куньлунь и др. Возрожденным горным странам свойственны впадины – котловины: Ферганская, Минусинская и др.
В областях мезозойской складчатости горы не успели полностью разрушиться и имели к началу кайнозоя облик низкогорий. Новейшими движениями они были приподняты на разную высоту. Такие подновленные горы называют омоложенными. У этих гор современный рельеф нередко наследует прежнюю мезозойскую складчатую структуру, которая за геологически короткое время оказалась неглубоко срезанной в результате денудации. Такие горы называют глыбово-складчатыми. К ним относятся хребты Верхоянский, Сихотэ-Алинь, Скалистые горы и др.
Формы рельефа горных стран В горах, особенно высоких, встречается большое количество видов рельефа, нехарактерных для равнинных участком земной поверхности. К формам рельефа относят: n Горные страны (горные районы) n Горные узлы — место пересечения нескольких горных хребтов n Горные хребты — вытянутые поднятия рельефа n Вершины n Перевалы n Долины n Ледники n Морены В высокогорье многие формы рельефа (например, морены) имеют ледниковое происхождение — и потому не встречаются в среднегорье и равнинной местности, где со времени существования ледников прошел слишком большой период времени.
Перевал Долина Ледник
Типы горизонтального расчленения горной страны
В заключение еще раз подчеркнем, что горы и равнины как основные формы рельефа на суше созданы внутренними процессами: горы тяготеют к подвижным складчатым поясам Земли, а равнины – к платформам (табл. 14). Сравнительно мелкие, относительно недолговечные формы рельефа, создаваемые внешними экзогенными процессами, накладываются на крупные и придают им своеобразный внешний облик. О них будет сказано ниже. Таблица 14 - Площади основных типов морфоструктур континентов, % (по В. М. Литвину) Южная Америка Австралия и Океания Антаркт ида Суша в цело м Морфоструктуры Европа Азия Африка Северная Америка Равнины древних платформ 45, 7 16, 8 74, 1 53, 7 66, 3 61, 8 63, 1 49, 4 Равнины молодых платформ 23, 8 26, 2 10, 0 8, 3 10, 1 12, 4 10, 7 15, 6 Эпиплатформенные горы 14, 3 37, 4 10, 6 29, 7 7, 9 14. 6 20, 6 22, 6 Эпигеосинклинальные горы 16, 2 19, 6 5, 3 8, 3 15, 7 11, 2 5, 6 12, 4
Морфоструктурными элементами горных стран являются также нагорья, плоскогорья и предгорья, а «инородными» частями – нагорные плато. Нагорья – обширные горные поднятия с единым массивным складчатым основанием и с возвышающимися над ним хребтами-горстами и широкими межгорными впадинами – грабенами. Таким образом, нагорья – это комплекс разных морфоструктур. Они формируются обычно на щитах древних платформ и на срединных массивах в пределах складчатых поясов 2. Самое высокое и обширное нагорье Тибет. Среди нагорий много вулканических, например Эфиопское, Мексиканское и др. Плоскогорья – это обширные участки земной коры, резко приподнятые по разломам до 1000 м и более над окружающими равнинами, с преобладанием слабоволнистых междуречий, значительно расчлененные глубокими, узкими речными долинами, особенно в краевых частях. Плоскогорья формируются на щитах активизированных древних платформ и срединных массивах и обычно сложены смятыми в складки дислоцированными породами (например, Витимское, Анабарское и др. ). Предгорья – пониженные окраинные части горных стран, постепенно переходящие к прилегающим равнинам. Они нередко являются куэстами и имеют ступенеобразный профиль. Предгорья обычно интенсивно расчленены реками, так как сложены более податливыми к разрушению флишевыми толщами, свойственными миогеосинклиналям, или рыхлыми терригенными породами, снесенными с гор (так называемой молассой).
В горных поясах встречаются иногда высокие равнины – так называемые нагорные плато. Они образуются на плитах активизированных платформ, расположены в краевых или внутренних частях горных стран и заполнены продуктами разрушения, принесенными с окружающих гор. Плоскогорья и нагорные плато могут иметь также вулканическое происхождение и обычно входят в состав нагорий. В горах между хребтами, а иногда поперек них располагаются на разных высотных уровнях межгорные долины и котловины. Долины закладываются обычно по осям вогнутых складок или по тектоническим разломам, а котловины – на месте срединных массивов. Межгорные долины и котловины используются ледниками и реками.
География гор Горные пояса на материках соответствуют подвижным геосинклинальным и эпиплатформенным поясам Земли. В их расположении на суше существуют определенные закономерности. Наиболее мощный по длине, высоте и ширине трансконтинентальный орогенный пояс субширотного простирания протягивается через всю Евразию от берегов Атлантики до побережий Тихого океана. Второй трансконтинентальный высокий орогенный пояс, охватывающий Северную и Южную Америку, имеет субмеридиональное простирание и включает Кордильеры и Анды. Субширотный пояс гор Евразии сформировался на разновозрастных складчатых структурах – от докембрийских до альпийских в пределах двух сомкнувшихся внутриматериковых подвижных поясов: геосинклинального Альпийско-Гималайского и эпиплатформенного Центрально-Азиатского.
К Альпийско-Гималайскому геосинклинальному поясу молодых гор, находящемуся в основном в орогенной стадии развития, принадлежат Пиренеи, Альпы, Апеннины, Карпаты, Кавказ, Гиндукуш, Памир, Гималаи и др. Они характеризуются складчатой и сводово-складчатой, местами глыбовой структурой, большой высотой, значительной вертикальной расчлененностью. Вследствие большой высоты им свойственны широкое развитие горного оледенения и нивально-гляциальная морфоскульптура. Внутри пояса молодых гор находятся высоко приподнятые нагорья с меньшей расчлененностью рельефа и плоскогорья. Они соответствуют обычно срединным массивам – областям древней складчатости, которые оказались вовлеченными в общее поднятие. В состав нагорий входят и обрамляющие их горы. Это Малоазиатское, Иранское, южная часть Тибетского нагорья, восточная часть Памира, вулканическое Армянское нагорье, плоскогорье Месета и др. Заметными составляющими рельефа этого пояса являются межгорные впадины (например, Колхидская, Куринская низменности) и предгорные впадины на месте соседних платформ, края которых оказались втянутыми в зону тектогенеза. Последние выражены в рельефе либо наклонными предгорными равнинами (Предальпийские равнины), либо низменностями (Месопотамская, Индо-Гангская) и сложены мощными толщами рыхлых осадочных пород, сносимых с гор.
Примыкающий к этому молодому альпийскому поясу с севера Центрально-Азиатский эпиплатформенный пояс возрожденных гор и нагорий образовался в новейшее время на разновозрастных складчатых структурах. В основном это глыбовые и складчато-глыбовые горы, возникшие в результате разрывной тектоники на платформенной основе. К ним относятся высочайшие горные хребты: n Тянь-Шань с вершиной пик Победы (7439 м); n Каракорум с вершиной Чогори (8611 м); n Куньлунь с вершиной Улугмузтаг (7723 м); n Алтынтаг – на герцинских структурах; n Алтай – на герцинско-каледонских структурах; n Саяны – на каледонско-байкальских структурах; n Байкальская горная страна в основном на байкальских, частично на палеозойских структурах; n горные хребты бассейна Амура на палеозойских структурах. На северо-востоке распространены омоложенные глыбово-складчатые горы на мезозойских структурах (Верхоянский хребет и др. ) с многочисленными внутренними нагорьями и плоскогорьями на срединных массивах.
Морфологический облик гор этого пояса весьма разнообразен. Эту «несхожесть» горам придают различие исходных тектонических структур, разная интенсивность неотектонических движений, неодинаковый вещественный состав пород, разнообразная морфоскульптура – от нивально-ледниковой до аридной. Важными элементами рельефа этого подвижного эпиплатформенного орогенного пояса являются нагорья, плоскогорья, плато, впадины. К ним относятся северная часть нагорья Тибет, Северо-Байкальское, Патомское, Алданское, Колымское нагорья, Витимское плоскогорье, плато Алашань, Гоби. Среди впадин много крупных – Таримская, Джунгарская, Ферганская, Кузнецкая, Абаканская, Минусинская. Некоторые впадины по генезису и морфологическому облику являются континентальными рифтами, не получившими пока дальнейшего развития. Таковы впадины озера Байкал и озера Хубсугул; Баргузинская, Верхнеангарская, Чарская и другие котловины, Момо-Селеняхская впадина в нагорье Черского.
Субмеридиональный пояс гор Америки включает эпиплатформенный горный пояс Кордильер (за исключением береговых хребтов) и геосинклинальный пояс – Береговые Кордильеры Северной Америки и Анды. Эпиплатформенный пояс Кордильер возник в основном на мезозойском, частично на докембрийском и палеозойском складчатом основании. В широкой полосе Кордильер выделяются две основные меридиональные ветви глыбово-складчатых хребтов, между которыми находится полоса внутренних нагорий, плоскогорий, плато на докембрийских и других срединных массивах. Восточная ветвь состоит из системы хребтов Брукса, Маккензи, Скалистых гор, Восточной Сьерра-Мадре. Эти горы, за исключением восточных передовых хребтов и южной части Скалистых гор, в значительной мере наследуют прежнюю мезозойскую структуру. Юг Скалистых гор – это глыбовые горы, сформировавшиеся в процессе тектонической активизации края Северо-Американской платформы. В составе хребтов Брукса и Маккензи значительные участки занимают переработанные более древние складчатые структуры, вплоть до докембрийского возраста.
Восточный пояс Озеро Пукаки горы Маккензи Хребет Брукс Скалистые горы Маккензи
Восточная Сьерра-Мадре
Внутренние плато и плоскогорья
Полоса внутренних морфоструктур включает полупогребенное в собственных наносах нагорье Большой Бассейн, вулканическое Мексиканское нагорье с действующим вулканом Попокатепетль (5452 м), плоскогорье Юкон, вулканические плато Колумбийское и Фрезер, преимущественно пластовое плато Колорадо. Западную ветвь мезозоид образуют Западная Сьерра-Мадре, Сьерра-Невада, Каскадные горы, Береговой хребет Канады, Аляскинский хребет с вершиной Мак. Кинли (6193 м), горы Святого Ильи, основу которых составляют мезозойские батолиты, сложенные гранитоидами. Горы Сьерра-Невада на западе крутым уступом обрываются к Калифорнийской долине, являющейся продолжением рифта Калифорнийского залива. Восточно-Тихоокеанский геосинклинальный пояс молодых гор включает складчатые альпийские горы: хребет Чугач, Островной хребет Канады и Береговые хребты США. Их продолжением в Южной Америке являются Анды – наиболее длинная (около 9000 км) и высокая (вершина Аконкагуа – 6960 м) горная цепь на суше. Это самые молодые вулканические и складчатые горы, принадлежащие Восточно-Тихоокеанскому геосинклинальному поясу, геологически недавно причленившиеся к материку. Поэтому их главной особенностью является обилие молодых потухших и действующих вулканов (Котопахи, Антафалья, Сангай, Руис). К Андам непосредственно примыкают глубоководные Перуанский и Чилийский желоба. Анды относятся к активной сейсмической зоне. Центральноандийское нагорье на палеозойских структурах имеет здесь подчиненное значение.
Аконкагуа
Котопахи
Сангай, 5410 м
Таковы главные горные пояса на суше – субширотные в Евразии и субмеридиональный в Америке. Это сложные пояса, включающие как эпигеосинклинальные горы, так и эпи-платформенные горы и нагорья, плоскогорья, а также нагорные плато. Помимо основных горных поясов, возрожденные новейшими движениями эпиплатформенные горы и нагорья встречаются и в других местах, достаточно удаленных от мест современных коллизий (геосинклинально-орогенных зон столкновения плит), но тем не менее чутко отреагировавших на альпийское складкообразование. Это Урал, расположенный в шовной зоне между Восточно. Европейской и Западно-Сибирской плитами, Аппалачи, Скандинавские горы, Большой Водораздельный хребет в Австралии и др.
В пределах древних платформ существуют также глыбовые горы и нагорья, возникшие вдоль современных континентальных рифтов, где происходит воздымание и раскалывание прочной земной коры под воздействием восходящих мантийных потоков. Это Эфиопское и Восточно-Африканское вулканические нагорья, глыбовые горы вдоль побережья Красного моря и др. Здесь горообразование сопровождается основным интрузивным и эффузивным вулканизмом. Вдоль Байкальской континентальной рифтовой зоны протягиваются хребты и нагорья Прибайкалья и Забайкалья. В. Е. Хаин относит все эти горы и нагорья к рекурентным орогенам (горам возвратного орогенеза, т. е. многократной повторной активизации), из-за чего на докембрийских и байкальских складчатых структурах так и не сформировался осадочный чехол. Своеобразны по генезису плато, плоскогорья и нагорья среди древних платформ – Бразильское и Гвианское на Южно-Американской, Ахаггар и Тибести на Африканской, Хибины на Восточно-Европейской, плато Путорана и Анабарское плоскогорье на Сибирской платформе. Предполагают, что они возникли в результате активных положительных движений отдельных блоков внутри платформ над так называемыми плюмами (горячими точками), в результате чего поднятия сопровождаются интрузивным и эффузивным магматизмом. Примером действующего вулкана на докембрийской платформе может служить вулкан Камерун на западе Африки.
Тепу и Ауян-Тепуи
Шападас
Вулканический рельеф Вулканы делятся в зависимости от степени вулканической активности на действующие, спящие и потухшие. Действующим вулканом принято считать вулкан, извергавшийся в исторический период времени или в голоцене. Понятие активный достаточно неточное, так как вулкан, имеющий действующие фумаролы, некоторые учёные относят к активным, а некоторые к потухшим. Спящими считаются недействующие вулканы, на которых возможны извержения, а потухшими — на которых они маловероятны. Вместе с тем, среди вулканологов нет единого мнения, как определить активный вулкан. Период активности вулкана может продолжаться от нескольких месяцев до нескольких миллионов лет. Многие вулканы проявляли вулканическую активность несколько десятков тысяч лет назад, но в настоящее время не считаются действующими. Астрофизики, в историческом аспекте, считают, что вулканическая активность, вызванная, в свою очередь, приливным воздействием других небесных тел, может способствовать появлению жизни. В частности, именно вулканы внесли вклад в формирование земной атмосферы и гидросферы, выбросив значительное количество углекислого газа и водяного пара, так же ученые отмечают, что слишком активный вулканизм, как например на спутнике Юпитера Ио, может сделать поверхность планеты непригодной для жизни. В то же время слабая тектоническая активность ведет к исчезновению углекислого газа и стерилизации планеты. «Эти два случая представляют собой потенциальные границы обитаемости планет и существуют наряду с традиционными параметрами зон жизни для систем маломассивных звезд главной последовательности» , — пишут ученые.
Типы вулканических построек В общем виде вулканы подразделяются на линейные и центральные, однако это деление условно, так как большинство вулканов приурочены к линейным тектоническим нарушениям (разломам) в земной коре. Линейные вулканы или вулканы трещинного типа, обладают протяжёнными подводящими каналами, связанными с глубоким расколом коры. Как правило, из таких трещин изливается базальтовая жидкая магма, которая растекаясь в стороны, образует крупные лавовые покровы. Вдоль трещин возникают пологие валы разбрызгивания, широкие плоские конусы, лавовые поля. Если магма имеет более кислый состав (более высокое содержание диоксида кремния в расплаве), образуются линейные экструзивные валы и массивы. Когда происходят взрывные извержения, то могут возникать эксплозивные рвы протяжённостью в десятки километров. Вулканы центрального типа имеют центральный подводящий канал, или жерло, ведущее к поверхности от магматического очага. Жерло оканчивается расширением, кратером, который по мере роста вулканической постройки перемещается вверх. У вулканов центрального типа могут быть побочные, или паразитические, кратеры, которые располагаются на его склонах и приурочены к кольцевым или радиальным трещинам. Нередко в кратерах существуют озёра жидкой лавы. Если магма вязкая, то образуются купола выжимания, которые закупоривают жерло, подобно «пробке» , что приводит к сильнейшим взрывным извержениям, когда поток газов буквально вышибает «пробку» из жерла.
Формы вулканов центрального типа зависят от состава и вязкости магмы. Горячие и легкоподвижные базальтовые магмы создают обширные и плоские щитовые вулканы (Мауна-Лоа, Гавайские острова). Если вулкан периодически извергает то лаву, то пирокластический материал, возникает конусовидная слоистая постройка, стратовулкан. Склоны такого вулкана обычно покрыты глубокими радиальными оврагами — барранкосами. Вулканы центрального типа могут быть чисто лавовами, либо образованными только вулканическими продуктами — вулканическими шлаками, туфами и т. п. образованиями, либо быть смешанными — стратовулканами. Различают моногенные и полигенные вулканы. Первые возникли в результате однократного извержения, вторые — многократных извержений. Вязкая, кислая по составу, низкотемпературная магма, выдавливаясь из жерла, образует экструзивные купола (игла Мон-Пеле, 1902 г). Отрицательные формы рельефа, связанные с вулканами центрального типа, представлены кальдерами — крупными провалами округлой формы, диаметром в несколько километров. Кроме кальдер существуют и крупные отрицательные формы рельефа, связанные с прогибанием под воздействием веса извергнувшегося вулканического материала и дефицитом давления на глубине, возникшим при разгрузке магматического очага. Такие структуры называются вулканотектоническими впадинами, депрессиями. Вулканотектонические впадины распространены очень широко и часто сопровождают образование мощных толщ игнимбритов — вулканических пород кислого состава, имеющих различный генезис. Они бывают лавовыми или образованными спёкщимися или сваренными туфами.
Классификация вулканов по форме ЩИТОВИДНЫЕ ВУЛКАНЫ образуются в результате многократных выбросов жидкой лавы (1). Эта форма характерна для вулканов, извергающих базальтовую лаву низкой вязкости: она вытекает как из центрального кратера, так и из склонов вулкана (2). Лава равномерно растекается на многие километры. Как, например, на вулкане Мануа-Лоа на Гавайских островах где она стекает прямо в океан. n ШЛАКОВЫЕ КОНУСЫ выбрасывают из своего жерла только такие неплотные вещества, как камни и пепел: самые крупные обломки скапливаются слоями вокруг кратера. Из-за этого вулкан с каждым извержением становится всё выше (1). Лёгкие частицы отлетают на более дальнее расстояние, что делает склоны пологими (2). n СТРАТОВУЛКАНЫ, или "слоистые вулканы", периодически извергают лаву и пирокластическое вещество - смесь горячего газа, пепла и раскалённых камней. Поэтому отложения на их конусе чередуются (1). На склонах стратовулканов образуются ребристые коридоры из застывшей лавы (2), которые служат вулкану опорой. n КУПОЛЬНЫЕ ВУЛКАНЫ образуются, когда гранитная, вязкая магма вздымается над краями кратера вулкана и лишь небольшое количество просачивается наружу, стекая по склонам (1). Магма закупоривает жерло вулкана, подобно пробке (2), которую накопившиеся под куполом газы буквально вышибают из жерла. n
Извержение вулкана Извержения вулканов относятся к геологическим чрезвычайным ситуациям, которые могут привести к стихийным бедствиям. Процесс извержения может длиться от нескольких часов до многих лет. Среди различных классификаций выделяются общие типы: n Гавайский тип — выбросы жидкой базальтовой лавы, часто образуются лавовые озёра. Лавовые потоки небольшой мощности растекаются на десятки километров. n Стромболианский тип — извержение более вязкой основной лавы, которая выбрасывается разными по силе взрывами из жерла, образуя сравнительно короткие и более мощные лавовые потоки. n Плинианский тип — мощные, нередко внезапные взрывы, сопровождающиеся выбросами огромного количества тефры, образующей пемзовые и пепловые потоки. Плинианские извержения опасны, так как происходят внезапно, часто без предварительных предвещающих событий.
n n n Пелейский тип — характеризуется образованием грандиозных раскалённых лавин или палящих туч, а также ростом экструзивных куполов чрезвычайно вязкой лавы. Газовый (фреатический) тип — выбросы в воздух обломков твёрдых, древних пород, обусловлен либо магматическими газами, либо связан с перегретыми грунтовыми водами. Подлёдный тип — извержения, происходящие подо льдом или ледником, могут вызвать опасные наводнения, лахары и шаровую лаву. Извержение пепловых потоков были широко распространены в недалёком геологическом прошлом, но в классическом не наблюдались человеком. В какой-то мере данные извержения должны напоминать палящие тучи или раскалённые лавины. Гидроэксплозивный тип — извержения, происходящие в мелководных условиях океанов и морей, отличаются образованием большого количества пара, возникающего при контакте раскалённой магмы и морской воды.