Глава 2. Геологическая деятельность атмосферных и поверхностных вод

Атмосферные осадки, выпадая на земную поверхность, имеющую уклон, стекают по ней в форме тонких струек, увлекая за собой частицы грунта. Таким образом, осуществляется процесс плоскостного смыва. Затем вода испаряется или впитывается в нижележащие грунты, а перенесенные частицы отлагаются на нижних более пологих частях склона. Такие склоновые отложения называются делювиальными отложениями или делювием.

Так как живая сила тонких струек воды невелика, делювиальные отложения обычно представлены глинистыми грунтами – супесью, суглинком, однако в них часто содержатся более крупные обломки – дресва, щебень, которые из-за вымывания мелких частиц теряют устойчивость и скатываются вниз. Для делювия характерны довольно часто встречающиеся отсутствие связи с подстилающими породами и плохая сортировка отложений.

При плоскостном смыве на поверхности земли могут образовываться незначительные углубления, стекая в которые дождевые и талые потоки начинают их размывать, превращая в промоины или рытвины. Процесс размыва горной породы движущимся потоком воды называется эрозией.

Постепенно размеры промоины увеличиваются, и она превращается в овраг. Овраг имеет вершину и устье; устье – место, где овраг зародился, в сторону вершины он растет.

Углубление оврага происходит до определенного уровня – базиса эрозии – самой низкой точки в устье оврага. Для водных потоков, бегущих в овраге, базисом эрозии является уровень реки, озера или другого оврага, в которые овраг впадает. Овраг может превратиться в ручей или реку в процессе роста.

Рост оврага превращается, когда его вершина достигает наивысшей точки водосбора. Размеры оврагов достигают нескольких десятков метров глубиной и 5-10 до 20км длиной.

Река со всеми ее притоками называется речной системой, а площадь, занимаемая речной системой, называется речным бассейном.

§ 1. Виды речных долин и русловых отложений

Углубление на земной поверхности, в котором протекает река, называется долиной; часть долины, заполненная водой при любом уровне – руслом, часть долины, заполняемая паводковыми водами – поймой, не затапливаемые горизонтальные участки долины – террасами. Вообще террасы показывают положение реки в предыдущие геологические периоды и образуются при изменении эрозионных условий (см. рис.7.2).

Рис. 7.2. Схема геологического строения долины реки: 1 – русловые отложения (пески, в основании – галечники, валуны); 2 – пойменные отложения (супеси, суглинки, глины); 3 – отложения стариц (илы, глины, торф); 4 – ледниковые отложения (валуны, суглинки); 5 – отложения террас (пески); 6 – древние глины; 7 – известняки.

Террасы делятся на аккумулятивные и эрозионные. Эрозионные террасы (террасы размыва) образуются на тех участках речных долин, где происходит непрестанное углубление русла (см. рис. 7.3). Аккумулятивные террасы сложены целиком из заносов и образуются при чередовании циклов эрозии (см. рис. 7.4).

Рис. 7.3. Эрозионные террасы: 1- аллювиальные отложения (песок, гравий); 2 – древние глины; 3 – известняки.

а) б)

в)

Рис. 7.4. Процесс формирования аккумулятивных террас: а – низкое стояние базиса эрозии; б – резкое повышение базиса эрозии; в – последующее понижение базиса эрозии.

Иногда выделяются цокольные террасы, которые выглядят так же, как и эрозионные, но имеют наносы аллювиального материала.

Процессы эрозии, связанные с геологической деятельностью рек, имеют исключительное значение в формировании земной поверхности. Эрозия выражается в углублении русла реки – донная эрозия и расширении долины за счет подмыва берегов – боковая эрозия.

Интенсивность эрозии зависит от скорости потока и прочности размываемых горных пород, а также от количества и характера переносимых водотоком частиц и обломков пород, производящих истирающее воздействие на дно и берега.

Частицы горных пород, размытые рекой, переносятся ей на значительные расстояния и откладываются в тех местах, где уменьшается скорость течения.

Процесс выпадения из воды переносимых частиц называется седиментацией, а накопление – аккумуляцией. Образованные при этом отложения называются аллювиальными отложениями или аллювием.

К аллювиальным отложениям относятся песок, гравий, галька, иногда – валуны. Отложения характеризуются определенной степенью окатанности и, как правило, не имеют ничего общего с подстилающими горными породами в месте аккумуляции.

В зависимости от условий отложения аллювий бывает пойменный, русловой и дельтовый.

Пойменный аллювий отлагается во время паводков на заливаемой пойме и надпойменной террасе. Отлагаются частицы более мелкие, чем в русле, так как скорость течения и, соответственно, живая сила воды на пойме меньше. Отложения характеризуются слоистостью с малой мощностью слоев и линзообразным их выклиниванием. На пойме отлагается, в основном, песчано-глинистый материал.

Русловой аллювий отлагается в руслах рек после спада паводковых вод. Для него характерны слоистость, хорошая отсортированность материала и способность перемещения отложений вниз по реке. Материал русловых отложений – песок, гравий, галечник (до валунов).

Дельтовый аллювий образуется в устьях рек при впадении их в моря или большие озера, где вода резко теряет скорость и весь переносимый материал оседает на дно (см. рис. 7.5).

Речные отложения, по мере удаления от устья, распространяются в стороны, образуя конусовидную площадку (откуда и название Δ – дельта). Материал дельтовых отложений – песчаный и глинистый, причем, с удалением от реки, отлагаются все более мелкие фракции, вплоть до илов (глин в рыхлой начальной стадии образования).

Рис. 7.5. Схема отложений дельтового аллювия.

Также к работе поверхностных вод относится образование бурных временных потоков после дождей или быстрого снеготаяния в горных районах. Потоки, стекая с крутых склонов, обладают огромной силой и увлекают за собой крупные обломки, и даже глыбы горных пород. Этими обломками, как тараном, разрушаются выступы и неровности рельефа, разрушенный материал также захватывается с собой, в результате образуется грязекаменный поток – сель.