Глава 3 Рельеф как компонент ландшафта

Рельеф – это совокупность неровностей земной поверхности. разнообразных по форме и происхождению. Различают несколько уровней рельефа. Мегарельеф – континентальные поднятия и заполненные океанами впадины. Так, элементами мегарельефа являются континент Евразии, Атлантический и Тихий океаны по его краям. Макрорельеф – горные страны и равнины. Элементами макрорельефа являются, к примеру, Западно‑Сибирская равнина и Алтае‑Саянская горная страна. Мезорельеф – горные хребты, возвышенности, речные долины. Можно привести в пример северную и южную части Западно– Сибирской равнины и разделяющие их Приобские увалы и долину р. Обь. Микрорельеф – овраги, балки, гривы, дюны, водораздельные повышения, поймы мелких рек и т. п. Формами микрорельефа в западно‑сибирской лесостепи являются блюдцеобразные понижения, занятые осиново‑березовыми колками и озерами, и повышенные межколочные и межозерные участки. Наконец, выделяется еще и нанорельеф – небольшие впадины и бугорки, ямы, кочки, борозды и пр.

Рельеф земной поверхности является результатом длительного, исторически развивающегося взаимодействия двух противоположных сил – эндогенных (внутренних, в целом созидающих) и экзогенных (внешних, в целом разрушающих, сглаживающих).

Эндогенные процессы – физические и химические явления, происходящие внутри Земли. Это распад радиоактивных элементов, тектонические движения, землетрясения, магматизм, химические реакции. В итоге создаются неровности крупного масштаба – от мегадо мезорельефа. В периоды преобладания этих процессов сдвигаются и раздвигаются континентальные плиты, в результате чего меняются очертания материков и океанов, поднимаются горные хребты, образуются крупные равнины и плоскогорья. В настоящее время на Земле существуют и очень древние по времени происхождения формы рельефа, и сравнительно молодые. Так, горы Великобритании и Скандинавии образовались в период Каледонской складчатости (400–500 млн лет назад), а Альпы, Кавказ, Тянь‑Шань – в период Альпийской складчатости, 20–25 млн лет назад.

Решающее влияние на современный облик рельефа оказывают экзогенные процессы – происходящие на поверхности Земли или на небольшой глубине в земной коре под влиянием сил, вызванных энергией солнечной радиации, силой тяжести, жизнедеятельностью организмов, приводящие к образованию форм мезо‑, микро‑, и нанорельефа. К экзогенным процессам относятся различные формы выветривания, эрозии, деятельности ледников, подземных вод, ветра и т. д. Возраст таких форм рельефа обычно не выходит за пределы Антропогена, до 2–2,5 млн лет.

Выветривание – процесс физического разрушения и химического изменения горных пород под влиянием климата, воды и живых организмов. Продукты разрушения, образующиеся при этом, создают кору выветривания.

Физическое выветривание – процесс механического разрушения горных пород, в котором главную роль играют колебания температуры, замерзание воды в трещинах горных пород, рост различных кристаллов и др. При этом виде выветривания химический состав разрушаемых пород не меняется. Химическое выветривание происходит под влиянием растворения различных компонентов горных пород водой и содержащимися в воде ионами растворенных веществ, придающих ей щелочную или кислую реакцию. При этом химический состав разрушаемых пород меняется. Биологическое выветривание – разрушение горных пород под воздействием живых организмов – бактерий, лишайников, высших растений, в меньшей степени – животных. Это выделение различных химических веществ при жизнедеятельности бактерий и корней растений, механическое давление корней растений на окружающую породу, рытье нор животными и пр. Надо сказать, что в чистом виде тот или иной вид выветривания встречается не часто, обычно виды выветривания комбинируются, но какой‑то из них может преобладать.

В результате процессов выветривания в коре выветривания концентрируется обломочный материал разной величины (щебень, галька, песок, глина), различные соли. Мелкий обломочный материал и легко растворимые соли выносятся за пределы зоны выветривания, иногда очень далеко, а крупный обломочный материал и трудно растворимые соли остаются на месте.

Процессы выветривания не везде протекают одинаково. Так, в Арктике и в высокогорьях преобладает физическое выветривание, а химическое и биологическое, в связи с низкими температурами воды, и почвы, почти отсутствует. В пустынях также доминирует физическое выветривание, химическое из‑за недостатка влаги выражено слабо, а в переносе обломочного материала активное участие принимает ветер. Во влажных умеренных, а особенно субтропических и тропических широтах, и физическое, и химическое, и биологическое выветривание идет особенно интенсивно за счет большого количества тепла и влаги. Здесь мощность коры выветривания достигает сотен метров с полным разрушением первичных пород, а в переносе обломочного материала основную роль играет вода‑как реки, так и ливневые потоки.

Самый поверхностный слой коры выветривания составляет почва, образование которой представляет собой очень сложный и длительный процесс, зависящий от соотношений тепла и влажности, характера почвообразующей (материнской) породы, растительности, животного мира, микрофлоры, характера приноса, выноса и накопления продуктов выветривания. Почва образуется при условии преобладания процессов почвообразования над процессами выноса.

Одним из главных процессов рельефообразования на поверхности суши является водная эрозия – размыв или смыв текущей водой горных пород и почв, а также всегда сопутствующая ей аккумуляция – перенос и отложение смытого материала. Оба эти процесса – водная эрозия и аккумуляция – идут одновременно с самых первых стадий образования водотока. От соотношения их интенсивности зависит конечный результат образования эрозионных или аккумулятивных форм рельефа. Эрозия протекает в водотоке до тех пор, пока он не достигнет базиса эрозии – такого уровня, ниже которого он не способен углубить свое русло. Базис эрозии зависит от того, куда впадает данный водоток – в озеро, в море или в другую реку. За абсолютный базис эрозии всех рек принимается уровень Мирового Океана. Интенсивность эрозии определяют два главных фактора: сила потока и устойчивость горных пород.

Кроме водной эрозии рельефообразующее воздействие на ландшафт оказывают разрушающая и созидающая деятельность ледников (как современных, так и прошлых эпох), ветровая эрозия, вечная мерзлота и нек. др. процессы.

Процессы эрозии и аккумуляции создают одну из самых распространенных форм рельефа – эрозионно‑аккумулятивную. Различают эрозионно‑аккумулятивные формы рельефа, созданные постоянными и временными водотоками.

К типу эрозионно‑аккумулятивных форм рельефа, созданных постоянными водотоками, относятся речные долины. Это относительно длинные, часто широкие ложбины, образованные реками и имеющие уклон по направлению их течения. Долины бывают прямолинейные и извилистые с развитой поймой, долины – ущелья, теснины (без пойм) и др.

Долина состоит из днища (русло реки и пойма), склонов, состоящих из одной или нескольких террас, и коренных берегов. Если число террас и их ширина на обоих склонах примерно одинаковы, то такая долина называется симметричной. Как правило, долины рек, текущих в меридиональном направлении, асимметричны. Здесь сказывается отклоняющая сила вращения Земли вокруг своей оси (в северном полушарии отклонение вправо, в южном влево), поэтому реки северного полушария имеют разработанную пойму по левому берегу, а правый берег – коренной. Это явление было впервые описано великим русским ученым К. М. Бэром в 1857 г. и называется законом Бэра. Кроме того, для формирования асимметрии важен характер пород (легко или плохо они размываются), глубина реки (чем выше склон, тем большую массу пород должна размывать река), длительность тектонического покоя данной местности, а также силы Кориолиса.

В ранней стадии эрозии русло водотока, по существу, представляет собой всю долину. В процессе развития долины начинают обособляться ее части. Меняя русло из года в год и образуя излучины (меандры), река формирует пойму – затопляемое в половодье дно долины. Ширина пойм крупных рек измеряется километрами и десятками километров. Так, ширина поймы Иртыша в пределах Омской области доходит до 10 км, ширина поймы Волги в низовьях достигает 20–25 км. На поверхности крупных пойм много ложбин (остатки излучин, рукавов), чередующихся с наносными грядами, валами, которые постоянно откладываются рекой при смене русла. В пойме многочисленны старицы – остатки старого русла, постоянно заполненные водой, но потерявшие связь с основным руслом в межень, и затоны (сохранившие такую связь).

Оставшиеся в стороне от русла и современной поймы древние участки долины в виде уступов – террас‑делятся на пойменные (более молодые) и надпойменные (более древние). Число надпойменных террас может достигать пяти, редко больше. Счет террас ведется от края долины к пойме, первая терраса – самая древняя. Террасы могут быть очень широкими – так, в пределах Омской области вторая терраса поймы Иртыша имеет ширину до 40 км.

Террасы бывают не только речные, но и озерные, и морские. Озерные террасы – уступы, выбитые прибоем в то время, когда уровень озера был выше современного. Морские террасы – остатки прежнего берега, образовавшиеся при регрессии – отступании моря.

Временные водотоки образуют обычно примыкающие к речным долинам овраги, балки (крупные овраги с задернованными или даже с облесенными склонами), адыри (сухие овраги с сильно расчлененными склонами в пустынных предгорьях, наполняемые в короткие сезоны дождей сильными потоками), косогоры и др.

Особый тип рельефа‑карстовый, образованный совместными действиями поверхностных и подземных вод. При этом образуются углубления в форме воронок, разные полости и пустоты, пещеры, кары (борозды) и каровые поля, подземные озера и реки, «провальные» озера, заполняющие образовавшиеся на поверхности очень глубокие воронки и провалы.

Близок к карстовому суффозионный тип рельефа, возникающий при выносе мелких частиц и растворенных веществ водой, фильтрующихся в толщах подстилающих почву пород. В итоге образуются замкнутые, неглубокие понижения, часто занятые мелкими и небольшими по площади непроточными озерами, которые со временем заболачиваются, а потом зарастают кустарниковой и древесной растительностью, образуя западинно‑низменный рельеф.

Разнообразные формы рельефа возникают в результате деятельности ледников. Ледники прошедших эпох оставили в тех местах, по которым они прошли, очень своеобразные формы рельефа: бараньи лбы (сглаженные и отполированные ледником выступы коренных пород), курчавые скалы (пологие в ту сторону, откуда двигался ледник и крутые – в противоположную), камы (округлые или продолговатые холмы высотой от 6 до 30 м, образованные аккумулирующей деятельностью потоков, текущих из‑под ледника), озы (длинные – до 30 км, и узкие – от нескольких метров до 2–3 км валы, сложенные песком, гравием, нередко с примесью валунов на местах древних потоков от тающих ледников), гривы (продольные возвышенности длиной 2–5 км, иногда больше, ширина от нескольких сот метров до километра, высота 5‑10 м, образовались в результате расчленения равнины ложбинами стока талых ледниковых вод), морены и моренные гряды (скопления несортированных обломков горных пород, переносимых непосредственно ледником; бывают, в зависимости от расположения относительно ледника, поверхностные, внутренние, боковые, конечные и донные).

В горах эрозионно‑аккумулятивные процессы в результате движения современных ледников являются одними из ведущих в формировании высокогорных типов рельефа. Это морены, троги (речные долины, «обработанные» ледником) и др.

В зоне распространения вечной мерзлоты образуются такие формы рельефа, как бугры вспучивания (образуются в результате увеличения объема подземной, натаявшей за лето воды при замерзании; высота от 1–2 до 40 м), морозобойные трещины, возникающие в сильные морозы в местах с отсутствием или небольшой глубиной снежного покрова; летом мерзлота в них протаивает, и вдоль них вырастает более густая растительность). Иногда на месте протаивания мерзлоты образуются округлые провалы, напоминающие карстовые воронки (термокарст), обычно они заполняются водой и становятся озерами.

Эоловый тип рельефа обусловлен деятельностью ветра (развеивание, перенос и аккумуляция пыли и песка). Он наиболее характерен для пустынь и высокогорий. В пустынях широко распространены барханы – серповидной формы, высотой до 5 м подвижные холмики песка, образующие гряды и перемещающиеся в направлении господствующих ветров. Если барханы зарастают растительностью, образуются неподвижные бугристые и грядово‑бугристые пески высотой до 10–25 м. Сдувая песок с выходов коренных пород, ветер «шлифует» их с помощью того же песка, надуваемого ветром. При этом образуются скалы очень причудливой формы, которые нередко принимают за развалины городов, обломки скульптур и пр. На морских и океанических побережьях ветер формирует дюнный ландшафт. Дюны – подвижные холмы песка, крупнее барханов (до 50 и более м высотой) и круче (подветренный склон до 60°, наветренный до 20°). Дюны могут передвигаться в направлении господствующих ветров со скоростью до 10 м в год, но со временем они зарастают деревьями (преимущественно соснами) и прекращают движение.