 |
Главная Случайная страница Контакты | Мы поможем в написании вашей работы! | |
Загрязнение Мирового океана
|
|
Мировой океан занимает более 70 % поверхности Земли и играет важную роль в развитии и функционировании географической оболочки, регулирует климатические процессы на Земле. Загрязнение МО происходит тремя путями.
Первый - речной сток, с которым в океан попадают миллионы тонн загрязняющих веществ. При этом почти все взвешенные и большинство растворенных веществ осаждаются в устьях рек и на прилегающих шельфах. Следовательно, наиболее загрязнены прибрежные и шельфовые области, межматериковые и внутриматериковые моря; способствует загрязнению размещение в прибрежных районах промышленных предприятий и земледельческих угодий на низменностях. Из морей наибольшей загрязненностью отличаются Северное, Средиземное и Балтийское.Второй путь загрязнения связан с атмосферными осадками, с ними в Мировой океан поступает большая часть свинца, половина ртути и пестицидов. Третий путь связан с хозяйственной деятельностью человека в акваториях Мирового океана.
Ежегодно только в результате естественных процессов в океан поступает порядка 25 млн. т железа, по 300 - 400 тыс. т марганца, меди и цинка, по 180 тыс. т свинца и фосфора. Практически поступление этих элементов значительно возрастает из-за антропогенной деятельности. Свинца, например, включая антропогенное поступление, ежегодно попадает в океан 650 тыс. т. Концентрация олова в морской воде уже в 3 раза превышает норму. Количество ртути, включая антропогенные источники, достигает свыше 5 тыс. т в год.
Наиболее распространенный и опасный вид загрязнения МО - нефтяное загрязнение. Ежегодно в океан поступает нефти и нефтепродуктов около 5 - 10 млн. т, и их поступление увеличивается в связи с увеличением общей добычи. Основная масса нефти поступает в океан при авариях и сливе балластных вод, разработке нефти и газа на шельфах. Реки мира ежегодно выносят в морские и океанические воды более 1,8 млн. т нефтепродуктов. Только за последние 5- 6 лет произошли крупнейшие выбросы нефти в океан: во время войны в Персидском заливе Иран вылил в него сотни тысяч тонн нефти, что поставило на грань экологической катастрофы прибрежные государства района бедствия.В море нефтяное загрязнение имеет различные формы. Нефть может тонкой пленкой покрывать поверхность воды, а при ее разливах толщина покрытия вначале может составлять несколько сантиметров. От 2 до 4 % поверхности Тихого и Атлантического океанов постоянно покрыто нефтяной пленкой. Углеводороды нефти растворяют в себе пестициды, тяжелые металлы, которые вместе с нефтью концентрируются в приповерхностном слое и еще более отравляют его. В этом слое, играющем особенно важную роль для различных сторон жизни океана, сосредоточено наибольшие количества нефти. Но здесь обитает множество организмов, этот слой - "детский сад" для многих популяций. Нефтяные пленки на поверхности нарушают энерго-, тепло-, водо- и газообмен, процессы растворения и выделения кислорода, углекислого газа, теплообмена, меняется отражательная способность (альбедо) воды.
Опасно радиоактивное загрязнение океанов в результате захоронения в них радиоактивных отходов и аварий на атомных судах. В 1972 г в Лондоне была подписана конвенция по предотвращению загрязнения морей и океанов сбросами, в том числе и радиоактивными. Несмотря на это соглашение, вплоть до 1983 г Великобритания, Швейцария, Бельгия и Нидерланды регулярно проводили захоронение отходов низкой концентрации в северо-восточной части Атлантики, в международных водах у берегов Испании.
Хлорированные углеводороды, применяемые для борьбы с вредителями сельского и лесного хозяйства, с переносчиками инфекционных болезней, уже многие десятилетия вместе со стоком рек и через атмосферу поступают в МО, включая Арктику и Антарктику. Они остро токсичны, влияют на кроветворную систему, наследственность, легко растворимы в жирах и поэтому накапливаются в органах рыб, млекопитающих, морских птиц. Будучи ксенобиотиками, т. е. веществами полностью искусственного происхождения, они не имеют среди микроорганизмов своих "потребителей" и поэтому почти не разлагаются в природных условиях, а только накапливаются в МО.
По своему токсичному действию особую опасность представляет ртуть. Под влиянием микробиологических процессов токсичная неорганическая ртуть превращается в более токсичные органические формы ртути. Накопленные в рыбе или в моллюсках соединения метилированной ртути представляют прямую угрозу жизни и здоровью людей. Печально известна болезнь "минамато", получившая название от японского залива, где резко проявилось отравление местных жителей, употреблявших морские продукты из залива, на дне которого накопилось немало ртути от отходов близлежащего комбината.
Масштабы загрязнения продуктов морей и океанов так велики, что во многих странах установлены санитарные нормы на содержание в них тех или других вредных веществ. Каково ближайшее будущее МО и важнейших морей? В ближайшие 20-25 лет ожидается рост загрязнения МО в 1,5 - 3 раза. Концентрации многих токсических веществ могут достигнуть порогового уровня и вызвать деградацию естественной экосистемы. Ожидается, снижение первичной биологической продукции океана в ряде районов на 20-30 % по сравнению с нынешней. Безотходные и малоотходные технологии, превращение отходов в полезные ресурсы – путь, который позволит избежать экологического тупика. Но потребуются десятилетия для воплощения идеи в жизнь.
24 Формы рельефа, береговой линии
Участок суши, примыкающий в виде узкой полосы к современной береговой линии моря (озера, реки), называют берегом.
Берега подразделяются в зависимости от их крутизны (отлогие, обрывистые) и характера слагающих их материалов (илистые, песчаные, галечниковые, каменистые). Со стороны акватории к берегу примыкает полоса морского дна, которая постоянно испытывает воздействие волновых движений воды. Эта полоса называется подводным береговым склоном.
Берег и подводный береговой склон вместе образуют береговую зону моря, в пределах которой постоянно осуществляется сложное взаимодействие литосферы, гидросферы, атмосферы и биосферы. Для этой зоны характерно непостоянство форм рельефа и их различные сочетания в пределах даже небольших по протяженности участков. Работа морской воды проявляется в разрушении берегов – абразии, в результате чего они отступают в глубь суши, а также в отложении продуктов разрушения – аккумуляции, что приводит к изменению подводного рельефа прибрежной зоны и к образованию новых типов берегов. Берега, образованные преимущественно в результате разрушительной работы волн, называют абразионными, а берега, созданные путем отложения наносов, – аккумулятивными.
Основным фактором при формировании абразионных берегов является разрушительная работа прибойных волн, в результате чего в основании откоса образуется углубление – волноприбойная ниша. С течением времени эта ниша все более и более углубляется, нависающие части откоса падают в море, дробясь на массу обломков, с помощью которых прибойные волны продолжают дальнейшее разрушение берегового уступа.
Созидательная работа моря выражается в накоплении у берегов выброшенных морем материалов (песка, гальки, раковин морских животных и т. д.). Галька и песок на поверхности абразионной платформы постоянно передвигаются в ее пределах под влиянием прибоя. В результате создаются формы рельефа аккумулятивного происхождения.
Формы рельефа, обусловленные деятельностью поверхностных текучих вод.
Перемещение воды по земной поверхности называется стоком. Выделяют нерусловый и русловый сток и так же соответственно называются водные потоки. Процесс углубления водотоком своего русла и расширения его в стороны называется эрозией. Процесс эрозии состоит в том, что твердый обломочный материал, передвигаемый водой в русле водотока, царапает его дно и стенки и открывает таким путем частицы грунта.
Эрозия осуществляет одновременно вертикальное врезание водотока в толщу пород (глубинная эрозия) и расширение русла путем размыва берегов (боковая эрозия). Глубинная эрозия зависит в основном от величины падения (уклона) дна водотока. На участках с большим уклоном глубинная эрозия протекает энергичнее, чем на участках с меньшими уклонами. В местах крутого падения русла водотока происходит усиление эрозии непосредственно выше (по течению) резкого перелома продольного профиля русла; это обусловливает увеличение падения русла еще выше по течению и т. д. Поэтому участки дна с наибольшими уклонами постепенно смещаются все дальше и дальше вверх по течению. Этот процесс называется регрессивной эрозией. Работа любого водного потока определяется его живой силой, выражаемой формулой: F = mv2 /2, где m – масса воды в русле потока (в м3); v – скорость течения воды, зависящая от наклона поверхности стока (в м/с).
Одновременно с процессом эрозии протекает процесс аккумуляции переносимого водой обломочного материала и остатков жизнедеятельности растений и животных. Так, например, если в верхнем течении водоток производит эрозионную работу, то ниже по течению, где скорость водного потока уменьшается, он аккумулирует материалы эрозии.
В результате совместного действия эрозии и аккумуляции земная поверхность постепенно нивелируется: возвышенности понижаются, а впадины заполняются материалами размыва. Значение этого процесса на земной поверхности чрезвычайно велико. Подсчеты показывают, что все реки земного шара только за год выносят в моря и океаны около 2,7 млрд. т растворенных горных пород, т. е. около 26 т. с каждого квадратного километра суши, а обломочного материала реки выносят не менее 16 млрд. т.
Начальной формой размыва являются промоины. Промоины представляют собой первую стадию развития оврага. В них концентрируются потоки талых и дождевых вод, что способствует их дальнейшему развитию и превращению в овраг. Этот процесс протекает быстро на распаханных землях и значительно замедляется на участках, покрытых растительностью. Для промоин и оврагов, находящихся в начальной стадии развития, характерно преимущественное проявление глубинной эрозии и V-образная форма поперечного профиля. При интенсивном развитии оврагов они могут расти в длину на несколько метров в год, а в отдельных случаях на десятки метров.
Овраги обычно приурочены к склонам и днищам балок, долинам рек. По своему режиму реки подразделяются на равнинные и горные. Русла рек равнинных территорий отличаются от русел горных рек большей шириной и меньшей глубиной. Они обычно сложены рыхлыми речными наносами (аллювием), т. е. частицами грунта (глинистого, песчаного, галечникового и др.), не связанными между собой силами сцепления. В горных районах русла рек выполнены преимущественно крупнообломочным каменистым материалом или монолитными твердыми горными породами.
Каждый водный поток стремится придать своему руслу такой уклон, при котором не происходит ни эрозии, ни аккумуляции. Этот уклон тем меньше, чем мельче наносы и чем больше расход воды в данном потоке. При этих условиях продольный профиль русла характеризуется равномерным увеличением уклона от устья к верховью и имеет форму вогнутой кривой, называемой кривой «нормального» падения.
На реках равнинных территорий кривая продольного профиля обычно характеризуется вогнутым профилем значительных участков дна. Вогнутый профиль дна нарушается перегибами в местах выхода твердых горных пород, впадения крупных притоков и соединения плёсов и перекатов. Плёсы – это глубокие участки русла, а перекаты – мелководные участки. Поверхность моря или озера, в которое впадает река, является базисом эрозии данной реки.
Боковая эрозия способствует возникновению и развитию излучин русла реки, называемых меандрами. Меандры наиболее развиты у равнинных рек с медленным течением; здесь они имеют вид сложных петель и часто меняют свое положение в пределах дна долины. Такие меандры называются блуждающим.
Речные долины являются широко распространенными формами рельефа. Элементами долины являются дно, склоны и водосливная линия (тальвег), совпадающая обычно с руслом реки. У долин выделяют коренные берега – участки склонов долины, расположенные выше поймы и террас и переходящие в поверхность водоразделов. Поймой называется плоское, затопляемое в половодье дно речной долины, в пределах которого в низких берегах протекает река. Широкие поймы встречаются у большинства рек равнинных территорий. Они образуются в результате боковой эрозии реки и аккумуляции речных насосов – аллювия.
В пределах развитой поймы можно выделить несколько частей, характеризующихся определенными морфологическими чертами:
прирусловую – наиболее возвышенную часть поймы, прилегающую обычно к главному руслу реки;
центральную – пониженную относительно прирусловой поймы и имеющую сравнительно ровную поверхность;
притеррасную – наиболее пониженную часть поймы, вытянутую в виде заболоченной ложбины вдоль коренного берега или склона надпойменной террасы. Таким образом, наиболее удаленная от русла реки часть поймы имеет наименьшие абсолютные отметки.
Прирусловая часть поймы обычно представляет собой систему взаимно параллельных прирусловых валов, сопряженных с руслом реки или образующих с ним некоторый угол.
Речными террасами называются горизонтальные или слегка наклоненные площадки различной ширины, протягивающиеся вдоль склонов долины и обращенные к руслу хорошо выраженными, часто обрывистыми склонами. В понятие террасы включаются не только упомянутые площадки, но и идущий от нее вниз уступ до поверхности нижележащей террасы или дна долины. Иногда террасы располагаются в несколько ярусов друг над другом и придают склонам долины ступенчатый вид. Нередко они бывают разрушены и наблюдаются в долине в виде отдельных небольших площадок на том или ином склоне.
Развитие террас начинается обычно от устья к верховью долины, поэтому в ее низовье террас больше, чем в верховье. Склоны нижних террас, как более молодых, всегда более крутые, иногда обрывистые, склоны верхних обычно сглажены процессами денудации.
Выделяют два основных типа террас: аллювиальные, или террасы накопления, цокольные и денудационные, или структурные.
В долинах крупных рек можно обнаружить несколько террас, сложенных речным аллювием. Их называют надпойменными. Счет террас ведется от поймы вверх по склонам долины, т. е. от более молодых (по времени образования) к более старым. При изучении аллювиальных террас установлено, что на их поверхности имеются остатки пойменного рельефа, озер-стариц и других элементов, свойственных поймам. Это значит, что каждая аллювиальная терраса является частью бывшей поймы.
Структурные, или денудационные, террасы образуются на склонах долины, когда они сложены чередующимися слоями пород различной твердости и примерно горизонтального залегания. Река, размыв слой, неустойчивый по отношению к эрозии, доходит до более устойчивого слоя, где эрозия замедляется. Так на склоне долины образуется терраса, которая является поверхностью обнажившегося слоя более твердых пород.
Аллювиальные отложения пойм и террас в определенных геологических условиях могут содержать россыпные месторождения полезных ископаемых (например, золота, платины, алмазов и др.).
Формы рельефа, обусловленные деятельностью льда и снега.водноледниковые процессы.
Гляциальные рельефообразующие процессы происходят в результате деятельности льда. Основными условиями такого рельефообразования являются: наличие больших масс льда и снега; длительное время воздействия этих масс не рельеф. Это возможно при положительном балансе твердых осадков и преобладании отрицательных температур. Такие условия существуют на участках земной поверхности, находящихся в пределах хионосферы, которой называется часть тропосферы, находящейся выше границы снеговой линии.
Здесь твердые осадки сохраняются в течение года, т. е. их накопление преобладает над испарением. Положение снеговой линии зависит от климата. Так, в Андах снеговая линия в районе Магелланова пролива находится на высоте 900 м, а на широте южного тропика – на 6700 м.
Выше снеговой линии снег в результате многократного оттаивания и замерзания приобретает крупнозернистую структуру и превращается в фирн, который затем преобразуется в глетчерный лед, т. е. лед ледников.
Ледниками называют устойчивые по времени накопления льда на земной поверхности.
Ледник имеет две зоны: 1) аккумуляции, т. е. накопления; 2) абляции, где происходит расход льда при его таянии и испарении. Зона абляции находится в краевой части ледника.
Существуют два основных типа ледников: 1. Горные ледники; 2. Покровные, или ледники растекания.
Покровные ледники Гренландии и Антарктиды стекают в море через понижения в рельефе. Их называют выводными ледниками. При обламывании концов этих ледников образуются глыбы плавучих льдов, или айсберги.
Современные ледники занимают более 16 млн. км2, или 11 % суши. Объем льда и вечного снега составляет на Земле 30 млн. км3. их полное таяние привело бы к повышению уровня Мирового океана на 60 м. самый большой ледниковый покров – Антарктический. Его площадь – 13,5 млн. км2. В настоящее время ледники играют большую роль в рельефообразовании. Ещё большее их значение в эпохи оледенений, когда при похолодании климата резко увеличилось количество твердых осадков на Земле.
Движение ледников во многих случаях характеризуется неравномерностью. Это объясняется тем, что скорости движения льда зависят от многих факторов и в том числе от температуры, количества поступающей в ледник воды, атмосферных осадков и др. В результате деятельности ледников формируются гляциальные формы рельефа, а многолетние снежники формируют нивальные формы рельефа.
Ледники, двигаясь по склонам, образуют иногда довольно глубокие рытвины и котловины, часто сглаживают, выступы коренных пород, расширяют и углубляют существующие понижения. Они перемещают полученный при этом обломочный материал в направлении своего движения и отлагают его у края ледникового языка. Этот материал, переносимый ледником, называется движущейся мореной. Движущиеся морены могут быть донные, поверхностные и внутренние.
Донные морены есть у всех ледников. Они образуются при разрушении ледником своего ложа и находятся в нижней части толщи льда. Передвигаясь с ледником, обломочный материал донной морены в одних местах шлифует ложе ледника, а в других царапает и отщепляет от него куски горной породы, при этом сам материал морены от трения постепенно измельчается: валуны превращаются в щебень, гравий, песок и глинистые частицы.
Поверхностные морены представляют собой продукты разрушения (крупные обломки и щебень) горных склонов, скапливающиеся на поверхности ледника в виде гряд высотой иногда до 20-30 м и перемещающиеся вместе с ним. Материал поверхностных морен не подвергается такой сильной переработке, как материал донных морен, поэтому составляющие его обломки большей частью сохраняют угловатую форму и острые ребра.
Внутренние морены образуются в теле ледника при заполнении обломочным материалом трещин в толще льда, а также в результате вмерзания в лед некоторой части материала донной морены.
Лед, как и вода, двигаясь по поверхности, производит разрушающую работу, которая называется ледниковой эрозией, или экзарацией.
Встречающиеся на дне долины, по которой движется ледник, выступы горных пород под действием ледниковой эрозии постепенно сглаживаются, поверхность их полируется, и они превращаются в куполообразные холмы – «бараньи лбы». В плане эти холмы имеют яйцевидную форму; склоны у них асимметричные: узкий склон, обращенный в сторону, откуда двигался ледник, – пологий и сглаженный, а противоположный, расширенный, более крутой и неровный. Размеры «бараньих лбов» колеблются от нескольких метров до нескольких десятков и даже сотен метров в длину и до 50 м в высоту. Чаще всего «бараньи лбы» встречаются группами.
Типичными формами рельефа горных стран, имеющих в настоящее время ледники или подвергавшихся оледенению в четвертичный период, являются цирки, или кары. Кары представляют собой углубления различных размеров в верхних частях склонов гор. Некоторые из них служат вместилищем для небольших ледников, другие бывают заполнены водой (озера), а третьи представляют собой сухие углубления, на дне которых обычно скапливается обломочный материал.
Ледники преобразуют форму долин, по которым они движутся. Такие долины называются трогами. Троги имеют U-образный (корытообразный) поперечный профиль, стенки у них крутые, но на некоторой высоте над дном трога они сравнительно резко меняют свою крутизну и выполаживаются. Продольный профиль трога ступенчатый; в верховье трога обычно расположен крутостенный кар с углубленным дном. Выступы на дне трогов напоминают пороги в русле реки и носят название ригелей.
Наряду с областями развития современного оледенения (полярные и высокогорные области) встречаются обширные пространства, где в настоящее время оледенений нет, но где они были в недалеком геологическом прошлом. Области древнего оледенения сохранили следы пребывания ледников. Чаще всего здесь встречаются на возвышенных водоразделах беспорядочные скопления довольно высоких холмов и гряд, чередующихся с заболоченными равнинными участками. Понижения между холмами заняты многочисленными озерами или густой сетью мелких рек. Холмы нередко расположены настолько близко друг к другу, что сливаются своими основаниями. Они имеют в поперечнике обычно 50-300 м при относительной высоте от 5 до 70 м и крутизне склонов 10-30 0. Очертания их округлые, иногда овальные, вершины большей частью куполообразные, реже плоские.
В областях, находящихся южнее границы максимального оледенения, деятельность ледника отразилась на формировании рельефа лишь косвенным путем. Она выразилась в образовании обширных песчаных зандровых равнин, расположенных исключительно в низинах, куда стекали талые ледниковые воды, отлагавшие здесь содержащийся в них материал. Это так называемые флювиогляциальные, или ледниково-речные отложения.
СКЛОНОВЫЕ ПРОЦЕССЫ
Суть склоновых процессов состоит в том, что под действием силы тяжести — с помощью воды или без нее, иногда при участии мерзлотных процессов — породы, слагающие склон, сносятся с его верхней части к подножию, где и отлагаются. При этом, если склон предоставлен сам себе — не подрезается рекой либо волнами моря или озера, не участвует в тектонических движениях, — он постепенно выполаживается, то есть становится положе. Именно в склоновых процессах наиболее четко и непосредственно проявляется влияние силы тяжести.
Эта группа процессов объединяется не столько действующим фактором, сколько местом действия этого фактора. Процессы называются склоновыми потому, что действуют на склонах и преобразуют в первую очередь их. Проявляются склоновые процессы тем сильнее, чем круче склон. Можно считать, что на склонах крутизной менее 2—3° эти процессы уже не действуют.
Склоновые процессы сопровождают любой вид экзогенных процессов и многие виды эндогенных и связаны с ними настолько тесно, что кажутся входящими в состав этих процессов; исследователи не рассматривают склоновые процессы самостоятельно, о них забывают. Так, говорят, что деятельностью текучих вод создаются речные долины; между тем одна только деятельность текучих вод могла бы создать в горных породах лишь узкую щель, на дне которой течет вода; на самом же деле широкие долины равнинных рек и узкие каньоны горных — это результат совместного действия текучих вод и различных склоновых процессов.
бразование речной долины в результате работы реки и склоновых процессов
Породы, подвергшиеся выветриванию, готовы к движению. Если склон крут, обломок породы может просто упасть с обрыва или скатиться со склона. Падение обломков происходит неравномерно во времени и в пространстве. Склон может быть в разных местах сложен различными породами, и там, где порода интенсивнее выветривается, интенсивнее идет и перемещение обломков вниз по склону. В одном и том же месте при тумане или дожде обломки падают заметно чаще, чем в сухую погоду. Во много раз усиливается падение и скатывание обломков при землетрясениях.
Падение или скатывание мелких обломков (песка, дресвы, щебня) называется осыпанием; если падают или скатываются крупные обломки, — это камнепад; когда по склону сходит большая масса породы, которая в процессе движения дробится, перемешивается, — это обвал. Обломки у подножия склона, накопившиеся в результате осыпания и камнепадов, образуют осыпь. Осыпь может располагаться более или менее равномерной полосой вдоль склона, но чаще склон бывает неровным, его прорезают борозды, промытые водой, и сильнее всего осыпание идет именно по этим бороздам, под которыми осыпь приобретает форму наклонного конуса, прислоненного к склону.
Осыпной склон и конусы осыпи
характерные особенности отложений, образовавшихся у подножия склона в результате осыпания и обваливания, — достаточно хорошая устойчивость обломков и их сортировка по крупности. Обломок, скатывающийся со склона, обладает кинетической энергией и затормозиться может только там, где подстилающая поверхность создает достаточно большое для этого сопротивление; поэтому, будучи заторможен, обломок ложится довольно прочно. Большой обломок обладает большей кинетической энергией, чем маленький, его труднее затормозить, поэтому он прокатывается дальше; в результате верхняя часть осыпи оказывается сложенной мелкими обломками, а крупные скапливаются у ее нижнего края — особенно хорошо это видно там, где крупность падающих обломков заметно различается.
Камнепадная сортировка материала
Значительно способствует склоновым процессам вода. Вода, которая медленно стекает во время дождя или при таянии снега по всей поверхности склона, может переносить мелкие частицы грунта с верхней части склона и откладывать их внизу; отложения, накопившиеся таким образом у подножия склона, носят название делювий (от лат. deluo — смываю).
Вода, просачивающаяся в горные породы, которыми сложен склон, меняет их свойства и способствует ускорению склоновых процессов. Так образуются, например, оползни. Оползни различаются по форме, по расположению относительно залегания слоев, в частности водонепроницаемых пород; рассмотрим один из наиболее распространенных их типов.
Оползень
В основании склона лежат глины; если они станут влажными, набухнут, поверхность их слоя будет скользкой и лежащие выше породы, особенно если они, пропитавшись водой, стали тяжелее, могут прийти в движение. Значительный объем породы (это могут быть десятки кубометров, а могут быть и миллионы) отрывается от склона, с которым раньше составлял единое целое, и соскальзывает вниз. Образуется стенка отрыва, дугообразная в плане, — оползневой цирк; вглубь стенка отрыва продолжается в виде поверхности скольжения, которая в верхней своей части сечет слои, в нижней же обычно совпадает с кровлей водонепроницаемых глин. Тело оползня запрокидывается, его верхняя поверхность приобретает уклон, противоположный общему уклону склона. Верхняя площадка оползня может быть очень большой; в долине Мезени есть деревня, стоящая на оползневом теле. Деревья, растущие на теле оползня, наклоняются вместе с поверхностью, но их вершины продолжают расти вверх, и стволы постепенно становятся искривленными, саблевидными.
Ледники являются важной силой, преобразующей рельеф. Постепенное движение льда вниз является причиной корразии подстилающих горных пород. Корразия производит тонкий налёт, называемый ледяным порошком. Обломки пород, переносимые внутри ледникового покрова и в его основании, называются основной мореной.
Ледниковые процессы и формы рельефа
Ледниковые процессы и формы рельефа обусловлены деятельностью льда и оледенений. Оледенение возникает, когда территория оказывается в пределах хионосферы – слое тропосферы с положительным балансом твердых атмосферных осадков. Нижней границей хиооносферы является снеговая граница. Выше нее снег может сохраняться на горизонтальных площадках в течение всего года. Высота снеговой линии в экваториальном поясе составляет 5500 м, на Щпицбергене – 600 м, а вблизи полюсов – на уровне моря.
Лед образуется в результате метаморфизации снега. Снег в результате многократного замерзания и оттаивания и давления становится крупнозернистым и спрессовывается в фирн. В процессе дальнейшего уплотнения и вытеснения пузырьков воздуха фирн трансформируется в глетчерный кристаллический лед. Ледники – это устойчивые во времени накопления льда на земной поверхности.Лед в леднике обладает свойством пластичности и способен течь. Скорость движения ледника колеблется от нескольких сантиметров до нескольких десятков метров в сутки.Питание ледника осуществляется за счет твердых атмосферных осадков, обрушения снега со склонов и конденсации воздушных паров.
По условиям баланса льда ледник делится на зону абляции и зону аккумуляции. Абляция – это расход льда путем таяния и испарения. Она приводит к уменьшению мощности краевой части ледника. Этот процес зависит от температуры воздуха. Колебание температуры воздуха обусловливает колебание абляции и колебание края ледника. Незначительные изменения положения края ледника называются осцилляциями. Различают два основных типа ледников: горные и покровные.
Горные ледники занимают отрицательные формы рельефа в горных странах. Движение льда в них происходит под действием силы тяжести вниз по склону. Покровные ледники распространены главным образом в Антарктиде, Гренландии и архипелаге Шпицберген. Они занимают площадь приблизительно в 14.4 млн км2 и имеют объем порядка 27 – 30 км3. Из них 85% приходится на покров Антарктиды и 12% - на покров Гренландии.
Движения льда происходит тремя способами. Первый способ – путем сползания под давлением вышележащих слоев фирна и льда или путем послойно-пластического течения. Второй способ – это донное скольжения льда по подстилающим коренным породам. При этом ледник эродирует ложе. Третий способ – путем скалывания по плоскостям. Оно подобно образованию взбросов и надвигов в горных породах.
Ледниковый покров составляют следующие зоны. В его центральной части выделяется ледяной купол с радиально растекающимся льдом.Поверхность льда у края купола поднимается круче и выполаживается по направлению к центру. В Антарктиде ледяной купол имеет мощность до 4250 м и целиком скрывает горные хребты. От купола ледникового покрова радиально вытекают выводные ледники, которые выносят лед по направлению к его краю. Выводные ледники текут по трогам со скалистыми бортами. Скорость течения составляет 300 – 1400 м/год. В Гренландии ледник Якобсона имеет скорость течения льда 10 км/год. При попадании в море выводные ледники отрываются от дна и образуют шельфовые ледники. Их концы обламываются и образуются огромные глыбы плавучего льда – айсберги. У края мощность льда сокращается и здесь выступают из подо льда одиночные скалы – нунатаки, а также отдельные участки каменистого ложа –«оазисы».
Формы рельефа, обусловленные работой ветра (эоловые).
Работу ветра можно наблюдать повсеместно, однако основным рельефообразующим фактором ветер является в песчаных пустынях. Работа ветра по формированию рельефа песков выражается в выдувании (дефляции) песчаных масс, их переносе и отложении (аккумуляции). Формы рельефа, образованные работой ветра, называются эоловыми. К ним относятся барханы, песчаные гряды и др.
Бархан представляет собой холм серповидной формы с заостренными концами, обращенными в сторону преобладающих в данном районе ветров (рис. 3). Форма поперечного профиля у него асимметричная: склоны, обращенные навстречу преобладающим ветрам (наветренные), пологие (5-12 0); противоположные (подветренные) склоны крутые (28-35 0). Барханы являются подвижными формами песчаного рельефа и медленно перемещаются приблизительно на 50-60 м в го
Такие формы рельефа образуются в связи с деятельностью ветра. Поэтому название им дано по имени древнегреческого бога ветра – Эола.
Для возникновения этих форм необходимы: частые и сильные ветры; незначительное количество атмосферных осадков; интенсивное физическое выветривание пород; отсутствие или разреженность растительного покрова.
Такие условия имеются в тропических пустынях, а также пустынях умеренных широт. Проявление эоловых процессов связано, как видно, с климатическими условиями. Независимо от этих условий скопление рыхлого песка и образование эоловых форм происходит на морских берегах, а также в речных долинах.
Выделяют следующие виды эоловых процессов:
1. Дефляция – выдувание рыхлого грунта;
2. Корразия, – то есть обтачивание и шлифовка твердых пород;
3. Перенос грунтов ветром;
4. Аккумуляция материала.
Существует прямая связь между скоростью ветра и переносом частиц грунта. Так, при скорости ветра 4,5-6,7 м/с максимальные размеры движущихся песчинок составляют 0,25 мм, а при скорости 11,4-13,0 их величина возрастает до 1,5 мм.
Формы дефляционного и корразионного рельефа. Массы песка, переносимые ветром, стачивают и шлифуют поверхность скальных пород, встречающихся на их пути. При этом образуются: корразионные ниши; «каменные столбы»; эоловые «каменные грибы».
Ниши обычно вырабатываются в легко разрушаемых породах – песчаниках, мергелях. Если такие породы сверху прикрыты более прочными породами, то формируются «каменные грибы».
При воздействии ветра на скопление рыхлого материала могут образовываться денудационные котловины, или котловины выдувания. Это округлые или овальные отдельные формы рельефа, в несколько десятков или сотен метров в поперечнике. Иногда формы выдувания имеют вид борозд, которые называются ярдангами. Они могут возникать при развевании песков вдоль дорог, или других образований, имеющих вытянутую форму.
Дефляция может возникать на сельскохозяйственных угодьях, особенно – на пахотных землях. Гумусовый горизонт в результате многолетней вспашки теряет структурность и легко развевается ветром. Количество выдуваемой почвы может достигать 125 т/га. Дефляция почв отмечается и в нашем Центрально-Черноземном регионе. В 1967 году в южных районах Воронежской области в результате пылевой бури снесено до 60 т/га почвы.
На землях, частично закрепленных растительностью, в результате неравномерного развевания песков при ветрах переменных направлений образуется ландшафт ячеистых песков. Он представляет собой сочетание котловин выдувания и перегородок между ними.
При ветрах устойчивого направления впадины приобретают определенную ориентировку и характерную форму полумесяца. Это так называемые лунковые пески. Очень крупные лунковые формы – до 70 м глубины – известны в Аравии под названием фульджи.
Эоловые аккумулятивные формы. Основную массу песка ветры переносят в нижнем 10-20 – сантиметровом слое. Ветровой поток обладает ёмкостью, мощностью и насыщенностью. Ёмкостью называется количество песка, которое может перемещаться при данной силе ветра. Мощностью называется реальное количество перемещенного песка. Отношение мощности к емкости называется насыщенностью потока. Чем меньше это отношение, тем больше дефляционная способность потока. При уменьшении ёмкости потока происходит аккумуляция песка.
Пыль, то есть алевритовые частицы, переноситься ветром на гораздо большей высоте над поверхностью. При «пыльных бурях» она может подниматься до высоты 5-6 км и перемещаться на многие тысячи километров. Пример: бури в Ливии – хамси.
В результате эоловой аккумуляции формируются разнообразные формы рельефа: «Холмик – коса» образуется около какого-нибудь препятствия, например кустика растения; бугор навевания проявляется после накопления песка около препятствия с последующим его погребением.
Эоловые аккумулятивные формы, относительно направления ветра, могут быть продольными и поперечными.
Крупные продольные формы – это песчаные гряды, или грядовые пески. Образуются они за счет того, что ветер постоянного направления выдувает песок из понижений и набрасывает его на образующиеся между ними гряды. Песок движется в направлении ветра, то есть вдоль гребня, что приводит к его удлинению. К поперечным формам относятся барханы, барханные цепи и параболические дюны.
Барханы – это эоловые аккумулятивные формы, имеющие в плане очертания полумесяца и ориентированные выпуклой, более пологой стороной, навстречу ветру. Уклон пологой стороны составляет 15-18°. Противоположный вогнутый склон очень крутой. Его уклон составляет около 35°.
Барханы возникают при больших ветрах перед каким-либо препятствием. Ветровой поток обтекая образовавшийся бархан формирует «рога» бархана. Одновременно происходит пересыпание песка с наветренного склона на подветренный, и бархан движется в направлении ветра. В Каракумах скорость их передвижения достигает 12 м в месяц.
Высота барханов обычно не превышает 8 м. однако, в некоторых случаях она достигает 40 м при ширине бархана до 300 м.
Барханные цепи состоят из нескольких слившихся барханов. Обычно они располагаются параллельными грядами. На наветренных склонах аккумулятивных форм имеются знаки ряби, представляющие собой валики из песка высотой от 2 до 5 см. Обычно они параллельны друг другу. Возникают знаки ряби под воздействием колебательных движений воздушного потока.
Во внетропических пустынях поперечные эоловые образования – дюны часто преобразуются в продольные формы. Это связано с тем, что участки поперечных дюн с меньшей мощностью песка закрепляются растительностью, а с большей мощностью песка – лишены растительности. Здесь также возникают формы, напоминающие барханы, но «рога» их обращены навстречу ветру. Их контуры напоминают параболу. Это параболические дюны.
К эоловым аккумулятивным формам относятся одиночные пирамидальные и прислоненные дюны. Это самые крупные эоловые образования. Встречаются они в Сахаре и Средней Азии. Образуются в результате деятельности ветров разных направлений. Высота таких дюн достигает 150 м. На побережье моря при близком положении горного хребта возникают прислоненные дюны, которые достигают обычно большой высоты. Горный хребет оказывается препятствием на пути движущегося песка и прислоненная дюна представляет собой своеобразный песчаный шлейф, навеянный ветром на прилегающий к песчаной равнине склон. Такие дюны достигают высоты 200 м.
Подвижные пески в пустынях не имеют сплошного распространения. В настоящее время они часто закреплены растительностью. Многие исследователи считают, что климатические условия сейчас неблагоприятны для образования подвижных песков.
За счет распространения разреженной растительности образуются так называемые бугристые пески, а на берегах морей и в речных долинах – кучевые пески, или кучугуры.
При четко выдержанном преобладании ветров одного направления на берегах морей формируются продольные дюны. Они представляют собой единую полосу, расположенную фронтально к господствующему ветру.
Таким образом, многообразие эолового аккумулятивного рельефа зависит от: режима ветров; мощности песчаных отложений; степени закрепления их растительностью, физико-географических условий.
В аридных странах наряду с песчаными пустынями широко распространены каменистые и глинистые пустыни. Для них характерны различные дефляционные формы. В каменистых пустынях выступы коренных пород часто бывают покрыты пустынным загаром. Это блестящая корка, образование которой связано с капиллярным подтягиванием растворов солей из породы. Возможно при этом, также, и участие микроорганизмов, способных концентрировать оксиды и гидрооксиды марганца, железа и других элементов.
Глинистые пустыни сложены с поверхностными лессами или лессовидными породами. Для этого типа пустынь характерно формирование неглубоких замкнутых понижений с ровным днищем, которые покрыты глинистой коркой, разбитой сетью трещин. Это так называемые такыры. В понижениях при редких ливневых дождях накапливается вода, насыщенная глинистыми частицами. В уплотнении верхнего слоя принимают участие сине-зеленые микроводоросли. Такыры могут образовываться на месте солончаков.
Существенная особенность аридных областей – бессточные впадины, представляющие собой отрицательные формы рельефа, не имеющие выхода для поступающих в них дождевых вод. Их размеры могут достигать нескольких сотен км2, а глубина – 200 м. Например, дно впадины Каттара в Ливийской пустыне находится на абсолютной отметке (-134 м). В образовании таких впадин кроме ветра большую роль играют структурно геологические и литологические условия. Местами такие впадины погребены песком. Во время поисков нефти в Ливии, в ее южных районах обнаружена такая впадина с водой хорошего качества. В этой стране наблюдается постоянный дефицит воды. Здесь используются воды девонского горизонта, разгружающиеся в Средиземном море, которые очень минерализованы – до 3,5 г/л.
Впадины, занятые такырами, обладают тенденцией к углублению. Глинистая корка на поверхности такыра разрушается и выдувается ветром. С дефляцией глинистых корок связано образование глинистых дюн. Такие дюны имеются в аридных районах Мексики.
Для тропической и субтропической зон, где интенсивно развиты денудационные процессы, характерен ландшафт островных или останцовых гор и денудационных равнин. Останцовые горы могут образовываться и в других климатических условиях, но типичны они для пустынь.
В Средней Азии встречаются пластовые денудационные равнины, рельеф которых осложнен столово-останцовыми возвышенностями, то есть островными грядами с плоскими вершинами и крутыми обрывистыми склонами. В Средней Азии они называются турткулями. Возможно, что при образовании останцовых гор вначале главную роль играла эрозия временных водотоков, но затем в обособлении останцов важнейшее значение приобрела дефляция. Следует отметить, что обычно денудационная равнина и возвышающиеся над ней островные горы не обнаруживают различий в литологическом составе.
Формы рельефа, образованные процессами выветривания и денудации.
Процесс разрушения и изменения минералов и горных пород, находящихся на земной поверхности и вблизи от нее, который происходит под влиянием солнечных лучей, механического и химического воздействий воздуха и воды, а также благодаря жизнедеятельности растений и животных, называется выветриванием. Продукты разрушения горных пород, перемещаются с возвышенностей в понижения рельефа благодаря силе тяжести, работе воды, ветра и движущихся ледников. Этот процесс перемещения продуктов разрушения называется денудацией.
С денудацией тесно связан процесс аккумуляции, представляющий собой сумму всех процессов накопления осадков в понижениях рельефа.
Благодаря совместному действию процессов выветривания, денудации и аккумуляции в течение длительного времени происходит выравнивание рельефа суши.
Различают три типа выветривания:
физическое
химическое
органическое
Физическое выветривание – это процесс превращения горных пород в обломки различной величины (глыбы, щебень, песок). Он может протекать двумя путями, вследствие чего выделяют два типа физического выветривания: температурное и морозное.
Температурное выветривание характерно для районов с резкими колебаниями суточных температур (например, пустыни или высокогорные районы). Здесь днем поверхность горных пород нагревается до +60…70 0 С, а ночью, благодаря большому излучению, охлаждается до 00 С и ниже. Вследствие попеременного нагревания и остывания горных пород на поверхности постоянно изменяется их объем, чему способствует также окраска горных пород, их строение и влажность. Так, например, темноокрашенные породы нагреваются солнечными лучами быстрее светлоокрашенных, а охлаждаются те и другие примерно одинаково. Из-за неравномерных изменений объема различных горных пород, а также слагающих их минералов происходит растрескивание породы. Появившиеся мелкие трещины с течением времени увеличиваются в длину и ширину, и горная порода распадается на отдельные глыбы или более мелкие частицы.
Породы, слагающие горные склоны, обычно по-разному реагируют на процесс температурного выветривания. Поэтому одни участки склонов быстро разрушаются, а другие дольше сопротивляются выветриванию. Более плотные породы образуют выступы, карнизы, столбы, островерхие скалы и др., а на месте легковыветривающихся пород возникают впадины.
Морозное выветривание происходит под действием воды при температурах ниже 00 С. Вода проникает в мелкие трещины горных пород и при отрицательной температуре замерзает в них, увеличиваясь при этом в объеме на 10-11 %. Она оказывает на стенки трещин большое давление, трещины постепенно расширяются и даже самые прочные породы со временем распадаются на обломки той или иной величины.
В результате физического выветривания часть продуктов разрушения горных пород не переносится процессами денудации, а остается на месте, образуя скопления обломков горных пород, которые называются элювием. Элювий часто накапливается на плоских или слабовыпуклых участках гор.
Химическое выветривание представляет собой процесс разрушения горных пород под влиянием химического воздействия воздуха и воды. Особенно большое значение в этом процессе имеет вода, содержащая углекислоту и другие вещества. Она способна растворить или химически изменить почти все минералы и горные породы. Химическое выветривание может быть выражено несколькими типами: растворением, окислением, карбонатизацией, восстановлением.
Органическое выветривание – это процесс разрушения горных пород растительными или животными организмами в процессе их жизнедеятельности. Так, например, в горных районах деревья нередко произрастают на скалах и пускают корни в трещины пород, слагающих скалы. В клетках корней деревьев развивается большое давление, поэтому корни способны разрывать даже весьма плотные породы. Разрушение горных пород, скрытых под толщей почвы, производится также земляными червями, муравьями и термитами. Они проделывают узкие, но многочисленные и длинные подземные ходы, благодаря которым в глубь почвы проникает воздух, содержащий влагу и углекислоту, что способствует химическому выветриванию. В этом же направлении проявляется деятельность землероев – кротов, сусликов и других животных.
Вулканизм
Все изменения земной коры, совершающиеся на наших глазах и ознаменовавшие собой минувшие геологические периоды, являются результатом взаимодействия внутреннего жара Земли, солнечной теплоты и силы тяжести, т. е. двух категорий сил: внутренних и внешних. Первые, называемые также эндогенными, коренятся во внутренней теплоте земного шара, в царстве Плутона и Вулкана, откуда и название вулканических или плутонических сил. Их стремление направлено к нарушению возможной ровности и гладкости земной коры, к образованию гор. Вследствие охлаждения, внутреннее ядро земного шара сжимается; наружная кора оказывается при этих условиях слишком великой и, так сказать, морщинится: различные участки этой коры образуют складки, поднимаясь в виде горных хребтов; соседние части земной коры не участвуют в поднятии или даже опускаются, образуя низменности, так называемые депрессионные области, которые часто заливаются морем. Если изгиб земной коры происходит слишком энергично или заходит за пределы свойственной ей пластичности, происходят разрывы земной коры, различные трещины, сдвиги, сбросы, по которым, частью под гидростатическим давлением, частью силой водяных паров, поднимаются и разливаются по земной поверхности в виде вулканических извержений огненно-жидкие расплавленные массы — лавы. Образование гор и вулканические извержения сопровождаются отдельными толчками или продолжительными волнообразными колебаниями и сотрясениями земной коры, известными под названием землетрясений. Поднятие гор, смена моря сушей и наоборот (так называемые "вековые колебания"), деятельность вулканов, землетрясения, гейзеры и горячие источники, увеличение температуры по мере углубления внутрь земной коры — все это различные проявления внутреннего жара Земли и его реакции на наружную оболочку Земли; совокупность всех этих явлений и составляет ту сторону жизни земной коры, которую называют вулканизмом; одним из резких проявлений В. является деятельность вулканов (см. это слово). Противоположность В. представляют внешние, "экзогенные", или нептунические силы, стремление которых направлено к уничтожению всех выдающихся частей земной коры, к сравнению всех неровностей. Испарение воды и выпадение ее в виде дождя и снега, образование ручьев ключей и потоков, постепенное разрушение совместной деятельностью воды и атмосферы гор и холмов, смывание продуктов разрушения переносной силой воды, льда и частью атмосферы с высот в низины и постепенное заполнение ими всех низменностей, морей и т. п. — все это направлено к уничтожению различия между горами и низинами, к сравнению земной коры, сморщенной силами вулканическими. С самого начала геологической истории Земли эти две категории сил оспаривают господство над земной корой. Постоянной совместной деятельностью В. и нептунизма, вечным их антагонизмом и местным или временным преобладанием одного из них можно резюмировать все разнообразные и многочисленные проявления жизни земной коры. Подробнее о В. смотри: Вулканы, Горы, Землетрясения, Гейзеры и т. п.
Ф. Левинсон-Лессинг.
Магматическими процессами называются все процессы, с которыми связано образование магмы и магматических пород, а также явления, обусловленные деятельностью магмы. В процессе геологического развития Земли в отдельных ее участках возникают магматические очаги, выполненные силикатным расплавом, магмой, сложного состава с большим количеством летучих соединений (газов-минерализаторов), разных металлов, углекислоты, фтористого и хлористого водорода, паров воды и т.д. считается, что химические элементы находятся в магме в виде комплексных анионов [AlSi3O8] и свободных катионов металлов К+, Са2+ и др.
Магма поднимается по разломам к земной коре и застывает здесь (кристаллизуется) на глубинах нескольких километров или даже может вырываться на поверхность в виде лавы через вулканы. При остывании расплава из него образуются разные минералы, но при кристаллизации магмы на глубине (интрузивный процесс) большую роль играют существующие в недрах Земли высокие температура и давление. В этом случае затруднено выделение из магмы содержащихся в ней летучих газов-минерализаторов и часть их входит в состав образующихся из магмы минералов. Принято считать, что температура кристаллизации в глубинных условиях составляет 900 – 700⁰С. Продолжительность остывания интрузивных тел в недрах Земли, вследствие затруднительности теплообмена магматического расплава с вмещающими породами, может составлять от десятков тысяч лет (для небольших тел) до десятков миллионов лет (для крупных тел размером в десятки километров.
При излиянии магмы в виде лавы на поверхность Земли температура лав колеблется в пределах 1000 – 1200⁰С и изредка достигает 1350⁰С. Содержащие в лаве летучие соединения вызывают взрывы, уходят в атмосферу и лишь в незначительной степени входят в состав возникающих при этом минералов.
В магматическую стадию образуются самые разнообразные минералы, из которых самыми характерными для этой стадии и главными минералами (они составляют 84% в составе изверженных пород) являются силикаты – соли с различными кремнекислородными радикалами. Из других минералов преобладает кварц, являющийся окислом кремния. Уже здесь, помимо кристаллизации из расплава, начинают играть роль процессы минералообразования при участии парообразных и газообразных соединений элементов, получающие самостоятельное развитие в последующую пневматолитовую и гидротермальную стадии минералообразования.
По химическому составу и окраске магматогенных минералов среди них различают цветные и темные минералы, содержащие много железа и магния, и светлые, в которых много кремнезема и алюминия.
К первым относятся: хромит, магнетит, оливин, авгит, роговая обманка, биотит и др.; к светлым – полевые шпаты, лабрадор, мусковит, нефелин, кварц, апатит, алмаз и др. Кроме этого выделяются различные второстепенные (акцессорные) минералы, составляющие не больше 5% от общего объема породы. Из самородных элементов в извержены породах редко встречаются золото, графит и чаще (в основных породах) – платина.
Минералы выделяются из магмы в виде двух рядов реакций в следующей последовательности: в одном ряду раньше всех – апатит, магнетит, циркон и т.д., затем оливин, пироксены, амфиболы и т.д., в другом ряду – плагиоклазы, калиевые полевые шпаты, щелочные пироксены и т.д. и последним в обоих рядах – кварц. Калиевые полевые шпаты, кварц, слюды – это конечные продукты кристаллизации магмы и они образуют эвтектическую смесь. Эвтектический расплав кристаллизуется при температурах более низких, чем отдельные его компоненты. Сочетания компонентов из двух рядов могут кристаллизовываться параллельно (оливин и пироксены с основными плагиоклазами и т.п.).
Как уже отмечалось выше, среди магматогенных минералов главная роль принадлежит силикатам. Это полевые шпаты, оливин, пироксены, амфиболы, слюды (биотит, мусковит), нефелин и другие вещества.
Дата публикования: 2014-12-10; Прочитано: 494 | Нарушение авторского права страницы | Мы поможем в написании вашей работы!
