Теории дрейфа материков и литосферных плит. Понятие о спрединге, субдукции и коллизии; места их проявления
7. Удивительные явления - спрединг и субдукция
Эти явления иллюстрирует рисунок на с. 74. Начнем со спрединга. Он происходит вдоль срединно-океанических хребтов - границ раздела раздвигающихся плит (эти границы всегда проходят по океаническому дну). На нашем рисунке срединно-океанический хребет разделяет литосферные плиты А и В. Это могут быть, например, Тихоокеанская плита и плита Наска соответственно. Линии со стрелками на рисунке показывают направления движения магматических масс астеносферы. Легко видеть, что астеносфера стремится увлечь плиту А влево, а плиту В вправо и тем самым раздвигает эти плиты. Раздвиганию плит способствует также поток магмы астеносферы, направленный снизу вверх прямо к границе раздела плит; он действует подобно своеобразному клину. Итак, плиты А и В слегка раздвигаются, между ними образуется расщелина (рифт). Давление пород в этом месте падает и там возникает очаг расплавленной магмы. Происходит подводное извержение вулкана, расплавленный базальт изливается через расщелину и застывает, образуя базальтовую лаву. Вот таким образом и наращиваются края раздвигающихся плит А и В. Итак, наращивание происходит за счет магматической массы, поднявшейся из астеносферы и разлившейся по склонам срединно-океанического хребта. Отсюда и английский термин «спрединг», что означает «расширение», «растекание».
Следует иметь в виду, что спрединг происходит непрерывно. Плиты АиВ все время наращиваются. Именно так и осуществляется движение данных плит в разные стороны. Подчеркнем: движение литосферных плит -это не есть перемещение какого-то объекта в пространстве (с одного места на другое); оно не имеет ничего общего с движением, скажем, льдины на поверхности воды. Движение литосферной плиты происходит за счет того, что в каком-то месте (там, где находится срединно-океанический хребет) все время наращиваются новые и новые части плиты, в результате чего ранее образовавшиеся части плиты все время отодвигаются от упомянутого места. Так что данное движение следует воспринимать не как перемещение, а как разрастание (можно сказать: расширение).
Ну а при разрастании, естественно, возникает вопрос: куда девать «лишние» части плиты? Вот плита В разрослась настолько, что достигла плиты С. Если в нашем случае плита В - это плита Наска, то плитой С может служить Южноамериканская плита.
Заметим, что на плите С находится материк; это более массивная плита по сравнению с океанической плитой В. Итак, плита В достигла плиты С. Что же дальше? Ответ известен: плита В прогнется книзу, поднырнет (подвинется) под плиту С и будет продолжать разрастаться в глубинах астеносферы под плитой С, постепенно превращаясь в вещество астеносферы. Это явление называют субдукцией. Данный термин происходит от слов «суб» и «дукция». По-латыни они означают «под» и «веду» соответственно. Так что «субдукция» - это подведение подо что-то. В нашем случае плита В оказалась подведенной под плиту С.
На рисунке хорошо видно, что вследствие прогиба плиты В глубина океана вблизи края континентальной плиты С возрастает - здесь образуется глубоководный желоб. Рядом с желобами обычно возникают цепочки действующих вулканов. Они образуются над тем местом, где «поднырнувшая» литосферная плита, наклонно уходящая в глубину, начинает частично плавиться. Плавление происходит вследствие того, что температура с глубиной заметно повысилась (до 1000-1200 °С), а давление пород возросло пока еще не очень сильно.
Теперь ты представляешь сущность концепции глобальной тектоники литосферных плит. Литосфера Земли - это совокупность плит, которые плавают на поверхности вязкой астеносферы. Под воздействием астеносферы океанические литосферные плиты движутся в направлении от срединно-океанических хребтов, кратеры которых обеспечивают постоянное нарастание океанической литосферы (это есть явление сцрединга). Океанические плиты движутся к глубоководным желобам; там они уходят в глубину и в конечном счете поглощаются астеносферой (это явление субдукции). В зонах спрединга земная кора «подпитывается» веществом астеносферы, а в зонах субдукции она возвращает «излишки» вещества в астеносферу. Эти процессы происходят за счет тепловой энергии земных недр. Зоны спрединга и зоны субдукции наиболее активны в тектоническом отношении. На них приходится основная масса (более 90%) очагов землетрясений и вулканов на земном шаре.
Описанную картину дополним двумя замечаниями. Во-первых, существуют границы между плитами, перемещающимися примерно параллельно друг другу. На таких границах одна плита (или часть плиты) смещается относительно другой по вертикали. Это так называемые трансформные разломы. Примером могут служить большие тихоокеанские разломы, идущие параллельно друг другу. Второе замечание состоит в том, что субдукция может сопровождаться процессами сминания и образования горных складок на краю континентальной коры. Именно так образовались Анды в Южной Америке. Особого разговора заслуживает образование Тибетского нагорья и Гималаев. Об этом мы поговорим в следующем параграфе.
Земная кора самый верхний слой Земли, то и изучена лучше всех. В её недрах залегают очень ценные для человека горные породы и минералы, который он научился использовать в хозяйстве. Рисунок 1. Строение Земли Верхний слой земной коры состоит из достаточно мягких горных пород. Они образованы в результате разрушения твёрдых пород (например, песок), отложения остатков животных (мел) или...
Выделяются два тектонических режима: платформенный и орогенный, которым соответствуют мегаструктуры II порядка – платформы и орогены. На платформах развивается рельеф разновысотных равнин различного генезиса, в областях горообразования – горные страны. Платформенные равнины Платформенные равнины развиваются на разновозрастных платформах и являются основной мегаформой рельефа континентов...
А иногда могут образовываться даже провалы. Эти формы широко распространены в среднеазиатских районах. Карст и карстовые формы рельефа. Известняки, гипс и другие родственные им породы почти всегда имеют большое количество трещин. Дождевые и снеговые воды по этим трещинам уходят вглубь земли. При этом они постепенно растворяют известняки и расширяют трещины. В результате вся толща известняковых...
Высокая точка всей Украины гора Говерла (2 061 м) в Украинских Карпатах. Низменности, возвышенности и горы Украины приурочены к различным тектоническим структурам, которые влияли на развитие современного рельефа, на поверхность отдельных частей территории. Низменности. На севере Украины находится Полесская низменность, имеющая наклон к рекам Припять и Днепр. Высоты ее не превышают 200 м, только...
4. Пути предотвращения появления и развития оврагов. Географический диктант Заполните пропуски и найдите ошибки в тексте. Органическое. Физическое выветривание. США. Физическое. Ночь - охлаждение - сжатие. Работа эрозии: - разрушительная; транспортная; созидательная. Особенно любит наш ученый проводить опыты в теплых и влажных условиях. Река Колорадо. День - нагрев - расширение. Работа скульптора - реки.
«Размеры геологических тел» - Некоторые определения. Фрактальная размерность различных типов террейнов. Зависимость фрактальной размерности от возраста. Фрактальная размерность. Распределение эпицентров землетрясений. Соотношения площади (S) и периметра. Блоковая структура пирамиды. Соотношения площади (S) и периметра (P) для террейнов различного возраста. Соотношения площадей и периметров геологических тел. Типы данных. Фрактальная размерность террейнов.
«Строение литосферы» - Определяем настроение. Известняк. Задания-помощники. Строение земной коры. Внутреннее строение Земли. Представление о внутреннем строении Земли. Гематит. Гранит. Уголь. Практикум. Задания для закрепления. Кварц. Вид планеты Земля из космоса и в разрезе. Экскурсия в виртуальный геологический музей. Земля и её строение. Железняк. Литосфера. Решите задачу.
«Тектоническое строение и рельеф» - Континентальная кора. Мантия Земли. Срединно-океанические хребты. Субдукция литосферных плит. Конвергенция литосферных плит. Тектоническое строение и рельеф. Внутриплитные процессы. Чёрные курильщики. Тектонические циклы. Кольская сверхглубокая скважина. Подвижные области. Возраст океанической коры. Возраст Земли. Зона дивергенции. Океаническая кора. Границы плит. Сдвиговые перемещения по трансформным разломам.
«Историческая геология» - Принцип актуализма. Рождение геологии. Литосфера. Материки. Английский учёный. Масштабные диаграммы. Атмосфера. Схема глобальной тектоники. Дилювианизм. Абсолютный возраст горных пород. Принцип неполноты геологической летописи. Эволюционное учение Чарльза Дарвина. Историческая геология. Принцип суперпозиции. Относительный возраст горных пород. Секущие взаимоотношения. Сферы Земли. Геохронология. Необходимость различения понятий.
«Литосфера» - Дислокации. Шарьяжи. Геологический профиль. Складчатые дислокации. Основная масса континентальной коры. Осадочные породы. Землетрясения. Состав литосферы. Литосфера. Сильное землетрясение. Трапп. Метаморфические горные породы. Плато Путорана. Складчатые и разрывные дислокации пластов. Движение литосферы. Горст. Рифты восточной Африки. Интрузивные тела. Эпейрогенические движения. Гранит. Долина гейзеров.
геоморфология рельеф растительность луговой
Рельеф любого участка земной поверхности слагается из многократно повторяющихся и чередующихся между собой отдельных форм рельефа, каждая из которых состоит из элементов рельефа.
Формы рельефа могут быть замкнутыми (моренный холм, моренная западина) или открытыми (овраг, балка), простыми или сложными, положительными или отрицательными. К положительным относятся формы, выступающие относительно некоторого субгоризонтального уровня, тогда как отрицательные формы углублены относительно этого уровня.
Формы рельефа могут быть самыми различными по величине, происхождению и возрасту.
Таким образом, разработано несколько классификаций рельефа.
Морфологическая классификация обусловлена геометрическими размерами форм рельефа.
Планетарные формы - это материки, подвижные пояса, ложе океана и срединно-океанические хребты;
Мегаформы - это части планетарных форм, т.е. равнины и горы;
Макроформы - это части мегаформ: горные хребты, крупные долины и впадины;
Мезоформы - это формы средней величины: балки, овраги;
Микроформы - неровности, осложняющие поверхность мезоформ: карстовые воронки, промоины;
Наноформы - очень мелкие неровности, осложняющие мезо- и микроформы: кочки, рябь на склонах барханов и др.
Классификация по генетическим признакам.
Выделяют два класса:
Формы, образовавшиеся в результате деятельности внутренних, эндогенных сил.
Формы, образовавшиеся за счет экзогенных, внешних сил.
Первый класс включает в себя три подкласса.
1) Формы, связанные тектоническими движениями.
Тектонические движения в земной коре проявляются постоянно. В одних случаях они медленные, малозаметные для глаза человека (эпохи покоя), в других - в виде интенсивных бурных процессов (тектонических революций).
2) формы, связанные с вулканической деятельностью.
Вулканы -- геологические образования на поверхности земной коры, извергающие на поверхность лаву, вулканические газы, камни (вулканические бомбы),пирокластические потоки.
3) формы рельефа, обусловленные землетрясениями
Подобно другим эндогенным факторам, землетрясения имеют заметное рельефообразующее значение. Геоморфологическая роль землетрясений выражается в образовании трещин, в смещении блоков земной коры по трещинам в вертикальном и горизонтальном направлениях, иногда в складчатых деформациях.
Обозначим некоторые виды форм рельефа, образованного внешними силами.
1) Флювиальные формы - формы рельефа, создаваемые деятельностью водных потоков.
2) Эоловые формы - формы рельефа, возникающие под действием ветра;
3) гляциальные формы - формы рельефа, обусловленные деятельностью льда и снега
Морфогенетическая классификация.
Впервые была предложена в начале 20 столетия Энгельном. Он выделил три категории рельефа:
1. Геотектуры - самые крупные формы рельефа на Земле: планетарные, и мегаформы. Они созданы космическими и планетарными силами.;
2. Морфоструктуры - крупные формы земной поверхности, которые созданы под влиянием эндогенных и экзогенных процессов, но при ведущей и активной роли тектонических движений.;
3. Морфоскульптуры - это средние и мелкие формы рельефа (мезо-, микро и наноформы), созданные при участии эндо- и экзогенных сил, но при ведущей и активной роли экзогенных сил..
Эта классификация была усовершенствована русскими геоморфологами И. П. Герасимовым и Ю. А. Мещеряковым. Она учитывает тот факт, что размеры рельефа несут на себе отпечаток происхождения.
При этом выделяются:
Геотектуры - самые крупные формы рельефа на Земле: планетарные, и мегаформы. Они созданы космическими и планетарными силами.
Морфоструктуры - крупные формы земной поверхности, которые созданы под влиянием эндогенных и экзогенных процессов, но при ведущей и активной роли тектонических движений.
Морфоскульптуры - это средние и мелкие формы рельефа (мезо-, микро и наноформы), созданные при участии эндо- и экзогенных сил, но при ведущей и активной роли экзогенных сил.
Классификация рельефа по возрасту.
Развитие рельефа какой-либо территории, как показал американский геоморфолог У. Дэвис, происходит по стадиям. Под возрастом рельефа можно понимать определенные стадии его развития. Например, формирование речной долины после отступления ледника: вначале река врезается в подстилающие породы, в продольном профиле много неровностей, нет поймы. Это стадия юности речной долины. Затем формируется нормальный профиль, образуется пойма реки. Это стадия зрелости долины. За счет боковой эрозии пойма расширяется, течение реки замедляется, русло становится извилистым. Наступает стадиям старости в развитии речной долины.
У. Дэвис учитывал комплекс морфологических и динамических признаков и выделял три стадии: молодости, зрелости и старости рельефа.
Немного ранее в разделе «классификация по генетическим признакам» уже отмечены основные рельефообразующие факторы, их можно разделить на две большие группы:
Эндогенные
Экзогенные
Эндогенные факторы.
Рельеф формируется под действием внутренней энергии Земли. Процессы, происходящие внутри земного шара, оставляют свой след на внешней оболочке в виде различных форм рельефа. Эндогенные факторы подразделяются на три основных вида: тектонические, вулканические и землетрясения.
С тектоническими движениями в земной коре связаны горообразование, землетрясения, вулканизм. От этих движений зависят также форма, характер и интенсивность разрушения земной поверхности, осадконакопление, распределение суши и моря.
Суммируя современные представления о тектогенезисе, по преобладанию направления можно выделить два типа тектонических движений - вертикальные (радиальные) и горизонтальные (тангенциальные). Оба типа движений могут происходить как самостоятельно, так и во взаимодействии друг с другом (часто один тип движения порождает другой) и проявляются не только в перемещении крупных блоков земной коры в вертикальном или горизонтальном направлениях, но и в образовании складчатых и разрывных нарушений разного масштаба.
Так восходящие потоки разогретого вещества верхней мантии приводят к образованию крупных положительных форм рельефа типа Восточно-Тихоокеанического поднятия.
Горизонтальные перемещения литосферных плит навстречу друг к другу приводят к их столкновению (коллизия), поддвиганию одних плит под другие (субдукция) или надвиганию одной плиты на другую (обдукция). Все эти процессы обуславливают образование глубоководных желобов и окаймляющих их островных дуг, грандиозных горных сооружения. Этот пример иллюстрирует переход горизонтальных движений в вертикальные.
Выделяют 3 вида вулканических форм рельефа: Вулканические горы, отрицательные формы рельефа вулканических образований, псевдовулканические формы рельефа.
Вулканические горы.
Самой обычной формой вулканических гор являются вулканические конусы. в зависимости от типа лав и характера извержений конусы могут иметь более крутые или более отлогие склоны. В тех случаях, когда конус бывает сложен преимущественно из выбрасываемых вулканом твердых или рыхлых вулканических продуктов, конус называют насыпным. В тех же случаях, когда наряду с твердыми продуктами извержения вулкан периодически изливает лаву, получается своеобразное слоистое строение конуса. Следует отметить, что конусы слоистого строения являются наиболее распространенными. Классическими примерами подобных конусов могут служить Ключевская сопка, Кроноцкая сопка, Фудзияма и многие другие. Крутизна склоно-насыпных и слоистых конусов достигает 30--35°.
Первой и наиболее характерной отрицательной формой является кратер. Форма и размеры кратера зависят прежде всего от тех материалов, которые слагают конус, а потом уже от степени разрушенности вулкана. Размеры кратеров очень различны и, как уже говорилось, мало зависят от величины вулкана. Так, например, вулкан Фосса (на о. Вулкано) 386 м высоты имеет кратер более 500 м в поперечнике, а вулкан Этна 3297 м высоты имеет кратер 227 м в диаметре. В то же время кратер вулкана Мауна-Лоа (на Гавайских островах) имеет кратер 2438 м шириной. Большие размеры последнего кратера, как мы уже знаем, обусловливаются прежде всего характером лавы.
Псевдовулканические формы рельефа.
Помимо извержения глубинных магматических продуктов, в природе наблюдаются явления извержения грязи или воды. Это так называемый псевдовулканизм; к нему относятся грязевые вулканы и гейзеры. Грязевые вулканы очень напоминают настоящие вулканы, только состоят они из других продуктов. Конусы грязевых вулканов имеют высоту до 300--400 ж; на вершине расположен кратер, заполненный водой или грязью. Грязевые вулканы распространены довольно часто. В одних случаях они приурочены к областям современного вулканизма и происхождением своим обязаны поствулканическим явлениям. В других случаях грязевые вулканы связаны с месторождениями нефти, именно с нефтяными газами, выделяющимися по зонам тектонических структур и нарушений. Наконец, наблюдается третий случай грязевых извержений, связанных с выделением газов в результате разложения органических масс в дельтовых наносах крупных рек (Инда, Миссисипи и др.).
Нередко в результате землетрясений образуются структуры типа грабенов, соответственно выраженных в рельефе в виде отрицательных форм.
Иногда при землетрясениях могут возникнуть специфические положительные формы рельефа. Так, во аремя землетрясения на севере Мексики (1887) между двумя сбросами образовались холмики высотой до 7 метров, а во время Ассаамского землетрясения в Индии в море выдвинулся ряд островов, дла одного из них 150 м при ширине 25 м. В некоторых случаях по трещинам, образовавшимся при землетрясениях, поднималась вода, выносившая на поверхность песок и глину. В результате возникли небольшие насыпные конусы. Иногда при землетрясениях образуются деформации типа складчатых нарушений. В связи с тем, что многие формы рельефа, возникающие при землетрясениях, имеют сравнительно небольшие размеры, они довольно быстро разрушаются под воздействием экзогенных процессов.
Важную рельефообразующую роль играют некоторые процессы, вызываемые землетрясениями и сопутствующие им. При землетрясениях в результате сильных подземных толчков на крутых склонах гор, берегах рек и морей возникают и активизируются обвалы, осыпи, осовы, оползни и лавины. Деятельность всех этих явлений изменяет рельеф и гидрорежим территории.
Определённую рельефообразующую роль играют землетрясения, очаги которых располагаются в море (моретрясения). Под их воздействием происходит перемещение огромных масс рыхлых и насыщенных водой донных отложений на пологих склонах морского дна. Моретрясения образуют цунами, которые обрушившись на берег, оказывают существенное влияние на морфологию морских побережий.
Экзогенные факторы.
Рельефообразование под действием воды.
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.
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.
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.
Гидросфера - это не только реки и озёра, это в первую очередь моря и океаны. Береговые морские процессы тоже влияют на рельефообразование. Прежде чем говорить о береговых морских процесса и создаваемых ими форм рельефа, введём некоторые определения.
Береговая линия (линия уреза) - линия, по которой горизонтальная водная поверхность моря пересекается сушей. Так как уровень водоёмов непостоянный, береговая линия представляет собой условное понятие, применяемое относительно некоторого среднего многолетнего положения уровня водоёма.
Берег - полоса суши, примыкающая к береговой линии, рельеф кот орой формируется морем при данном среднем уровне воды.
Подводный береговой склон - прибрежная полоса морского дна, в пределах которой волны способны проводить активную работу.
Береговая зона включает в себя берег и подводный береговой склон.
Вода под действием течений или ветра осуществляет перенос рыхлых пород и в пределах береговой зоны, и тем самым влияет на рельеф берегов и подводных береговых склонов.
Также под действием силы тяжести на дне мирового океана происходит движение горных пород, что изменяет подводный рельеф.
Рельефообразование под действием ветра.
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.
Рельефообразование под действием льда и снега.
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.
Помимо движущихся ледников в формировании рельефа земной поверхности большую роль играет вечная мерзлота. Образование мерзлотных форм рельефа обусловлено криогенными процессами, связанными с промерзанием и протаиванием горных пород. К криогенным процессам относятся пучение, налёдообразование, криогенное выветривание, морозная сортировка, криогенный крип, морозобойное растрескивание, термокарст.
Рельефообразование, обусловлененое карстами.
Карст (от нем. Karst, по названию известнякового плато Крас в Словении) -- совокупность процессов и явлений, связанных с деятельностью воды и выражающихся в растворении горных пород и образовании в них пустот, а также своеобразных форм рельефа, возникающих на местностях, сложенных сравнительно легко растворимыми в воде горными породами -- гипсом, известняком, мрамором, доломитом и каменной солью.
Карстовые формы рельефа широко распространены на поверхности материков. Термин «карст» произошел от названия горного плато Карст, расположенного на восточном побережье Адриатического моря, к юго-востоку от г. Триеста (Хорватия), где этот ландшафт наиболее представлен. Здесь нет поверхностной гидрографической сети и отсутствует растительность, а поверхность покрыта трещинами, ямами, рытвинами и воронками.
Карст развивается обычно в районах с горизонтальной или слабо волнистой поверхностью при условии достаточного количества осадков. Весьма важным условием развития карста является водопроницаемость растворимых пород, которая объясняется трещиноватостью или пористостью горных пород. В горных местностях он чаще наблюдается на пологих склонах и на дне широких долин. Особенно полно развивается карст в районах, где мощность растворимых, водопроницаемых горных пород значительна, а поверхность высоко поднята над окружающей местностью, что необходимо для циркуляции подземных вод. В известняках отмечаются формы открытого карста (в районах Горного Крыма и на Кавказе). В районах развития открытого карста встречаются следующие формы рельефа: блюдцеобразные впадины, конусообразные карстовые воронки, карстовые колодцы, естественные шахты и др.
Карст, развивающийся в умеренном климате, типичном для большинства районов России и Западной Европы, с осадками неливневого характера, равномерно распределяющимися на протяжении всего года, называется покрытым. Дожди лишь частично смывают продукты разрушения с поверхности известняков или других пород и не препятствуют образованию на ней почвенного слоя и растительности. Для карста умеренных широт характерны отрицательные формы рельефа.
Часто наблюдаются карстовые воронки. Они встречаются изолированно, но могут располагаться и так густо, форма воронок самая разнообразная: округлая, эллиптическая, продолговатая, неправильная. Обычно на дне воронки имеется отверстие, поглощающее воду - понор.
Для карстовых районов характерны также крупные подземные полости - пещеры и гроты. Они встречаются в горных районах и достигают глубины более 500 м. По дну пещер нередко протекают подземные реки с песчаным или галечниковым дном.
Биогенный фактор рельефообразования.
Любое живое существо на планете является средопреобразователем. В результате своей жизнедеятельности каждый живой организм преобразует свою среду обитания. Большинство живых существ обитает непосредственно на земле или в ней и соответственно так или иначе преобразует поверхность Земли. Многие живые существа влияют на рельеф в той или иной степени.
Биогенный рельеф - это совокупность форм земной поверхности, образовавшихся вследствие жизнедеятельности организмов. Биота как агент рельефообразования представляет собой сочетание чрезвычайно разнообразных организмов - микробов, растений, грибов, животных, воздействие которых на земную поверхность разнообразно. Иными словами, биогенное рельефообразование - это комплекс процессов, преобразующих рельеф Земли с создающих неровностей разных масштабов - от нано до макроформ. Биогенный фактор рельефообразования действует почти повсеместно на земной поверхности и играет огромную роль в рельефообразовании.
Биота воздействует на рельеф земной поверхности как непосредственно, так и опосредованно, изменяя скорости обиогенных геоморфологических процессов, вплоть до блокирования или, напротив, инициирования. При этом во многих случаях косвенное воздействие оказывается наиболее значимым для рельефообразования. Так, нередко изменения в растительном покрове территории могут привести к изменению скоростей процессов на два-три порядка, либо к изменению спектра основных геоморфологических процессов.
Биогенный фактор воздействовал на рельеф земной поверхности прямо или косвенно, по крайней мере, в течении 4 млрд лет, т.е. практически на протяжении всей геологической истории Земли, при этом роль биогенного фактора возрастала в ходе эволюции биоты.
В настоящее время на суше почти повсеместно распространены биогенные формы рельефа от нано- микроформ до макроформ. Общее их количество достигает, видимо, первых миллиардов штук. Их плотность сотни шт/га. Биогенное рельефообразование - ведущий геоморфологический процесс, по крайней мере, на 15 % суши.
Подавляющее большинство биогенных форм имеют сравнительно небольшие размеры - уровня нано- и микроформ, но существуют и весьма крупные формы.
Мне известно о складчатых областях то, что это связано с движением земной коры. Расскажу вам о том, какие крупные формы рельефа им соответствуют.
Немного терминологии
Географы называют областями складчатости те места, в которых происходит столкновение одной литосферной плиты с другой. В точках столкновения образуются горные массивы. Каждый горный массив находится в своей геосинклинальной зоне.
Геосинклинальная зона или пояс – это место на земной поверхности, в котором наиболее ярко выражены признаки смещения литосферных плит. Такими признаками являются извержения вулканов или землетрясения. Зачастую, эти пояса находятся на границах столкновений океанических и материковых литосферных плит.
Учеными выделяются геосинклинальные пояса, в которых формирование складчатых областей наблюдалось несколько миллионов лет назад и современные геосинклинальные зоны – места, в которых горные массивы образуются до сих пор. Структура всех геосинклинальных поясов следующая:
- краевой прогиб – деформация в виде проседания планетарной поверхности, расположенная в области соединения подошв со складчатой зоной;
- внешняя область периферической геосинклинальной конструкции - зона, которая получается в результате подъема и амальгамации значительного числа островных дуг, аккреционных призм, разрушившихся дуг, подводных гор и океанических плато;
- внутренняя зона орогена - область, которая получилась в результате столкновения двух и более континентальных групп и характеризующаяся значительным сокращением поперечника методом покровообразования и метаморфического преобразования при незначительном приросте земной коры.
Складчатые области
В настоящий момент на планете есть древние и современные складчатые зоны.
К древним относят горные массивы, которые сейчас не образовываются, а разрушаются. Например, Уральские горы (Урало-Монгольский геосинклинальный пояс). Мы знаем, что в районах Урала не происходит никаких землетрясений и извержений вулканов.
А вот в области перехода Евразии к Тихому океану, наоборот, наблюдается повышенная сейсмическая активность. Гималаи находятся в Тихоокеанской складчатой области.
Согласно современной теории литосферных плит вся литосфера узкими и активными зонами — глубинными разломами — разделена на отдельные блоки, перемещающиеся в пластичном слое верхней мантии относительно друг друга со скоростью 2-3 см в год. Эти блоки называются литосферными плитами.
Особенность литосферных плит — их жесткость и способность при отсутствии внешних воздействий длительное время сохранять неизменными форму и строение.
Литосферные плиты подвижны. Их перемещение по поверхности астеносферы происходит под влиянием конвективных течений в мантии. Отдельные литосферные плиты могут расходиться, сближаться или скользить друг относительно друга. В первом случае между плитами возникают зоны растяжения с трещинами вдоль границ плит, во втором — зоны сжатия, сопровождаемые надвиганием одной плиты на другую (надвигание — обдукция; поддвигание — субдукция), в третьем — сдвиговые зоны — разломы, вдоль которых происходит скольжение соседних плит.
В местах схождения континентальных плит происходит их столкновение, образуются горные пояса. Так возникла, например, на границе Евразийской и Индо-Австралийской плиты горная система Гималаи (рис. 1).
Рис. 1. Столкновение континентальных литосферных плит
При взаимодействии континентальной и океанической плит, плита с океанической земной корой пододвигается под плиту с континентальной земной корой (рис. 2).
Рис. 2. Столкновение континентальной и океанической литосферных плит
В результате столкновения континентальной и океанической литосферных плит образуются глубоководные желоба и островные дуги.
Расхождение литосферных плит и образование в результате этого земной коры океанического типа показано на рис. 3.
Для осевых зон срединно-океанических хребтов характерны рифты (от англ. rift - расщелина, трещина, разлом) — крупная линейная тектоническая структура земной коры протяженностью в сотни, тысячи, шириной в десятки, а иногда и сотни километров, образовавшаяся главным образом при горизонтальном растяжении коры (рис. 4). Очень крупные рифты называются рифтовыми поясами, зонами или системами.
Так как литосферная плита представляет собой единую пластину, то каждый ее разлом — это источник сейсмической активности и вулканизма. Эти источники сосредоточены в пределах сравнительно узких зон, вдоль которых происходят взаимные перемещения и трения смежных плит. Эти зоны получили название сейсмических поясов. Рифы, срединно-океанические хребты и глубоководные желоба являются подвижными областями Земли и располагаются на границах литосферных плит. Это свидетельствует о том, что процесс формирования земной коры в этих зонах в настоящее время происходит очень интенсивно.
Рис. 3. Расхождение литосферных плит в зоне среди нно-океанического хребта
Рис. 4. Схема образования рифта
Больше всего разломов литосферных плит на дне океанов, где земная кора тоньше, однако встречаются они и на суше. Наиболее крупный разлом на суше располагается на востоке Африки. Он протянулся на 4000 км. Ширина этого разлома — 80-120 км.
В настоящее время можно выделить семь наиболее крупных плит (рис. 5). Из них самая большая по площади — Тихоокеанская, которая целиком состоит из океанической литосферы. Как правило, к крупным относят и плиту Наска, которая в несколько раз меньше по размерам, чем каждая из семи самых крупных. При этом ученые предполагают, что на самом деле плита Наска гораздо большего размера, чем мы видим ее на карте (см. рис. 5), так как значительная часть ее ушла под соседние плиты. Эта плита также состоит только из океанической литосферы.
Рис. 5. Литосферные плиты Земли
Примером плиты, которая включает как материковую, так и океаническую литосферу, может служить, например, Индо-Авст- ралийская литосферная плита. Почти целиком состоит из материковой литосферы Аравийская плита.
Теория литосферных плит имеет важное значение. Прежде всего, она может объяснить, почему в одних местах Земли расположены горы, а в других — равнины. С помощью теории литосферных плит можно объяснить и спрогнозировать катастрофические явления, происходящие на границах плит.
Рис. 6. Очертания материков действительно представляются совместимыми
Теория дрейфа материков
Теория литосферных плит берет свое начало из теории дрейфа материков. Еще в XIX в. многие географы отмечали, что при взгляде на карту можно заметить, что берега Африки и Южной Америки при сближении кажутся совместимыми (рис. 6).
Появление гипотезы движения материков связывают с именем немецкого ученого Альфреда Вегенера (1880-1930) (рис. 7), который наиболее полно разработал эту идею.
Вегенер писал: «В 1910 г. мне впервые пришла в голову мысль о перемещении материков..., когда я поразился сходством очертаний берегов по обе стороны Атлантического океана». Он предположил, что в раннем палеозое на Земле существовали два крупных материка — Лавразия и Гондвана.
Лавразия — это был северный материк, который включал территории современной Европы, Азии без Индии и Северной Америки. Южный материк — Гондвана объединял современные территории Южной Америки, Африки, Антарктиды, Австралии и Индостана.
Между Гондваной и Лавразией находилось первое морс — Тетис, как огромный залив. Остальное пространство Земли было занято океаном Панталасса.
Около 200 млн лет назад Гондвана и Лавразия были объединены в единый континент — Пангею (Пан — всеобщий, Ге — земля) (рис. 8).
Рис. 8. Существование единого материка Пангеи (белое — суша, точки — неглубокое море)
Примерно 180 млн лет назад материк Пангея снова начал разделяться на составные части, которые перемешались но поверхности нашей планеты. Разделение происходило следующим образом: сначала вновь появились Лавразия и Гондвана, потом разделилась Лавразия, а затем раскололась и Гондвана. За счет раскола и расхождения частей Пангеи образовались океаны. Молодыми океанами можно считать Атлантический и Индийский; старым — Тихий. Северный Ледовитый океан обособился при увеличении суши в Северном полушарии.
Рис. 9. Расположение и направления дрейфа континентов в меловой период 180 млн лет назад
А. Вегенер нашел много подтверждений существованию единого материка Земли. Особенно убедительным показалось ему существование в Африке и в Южной Америке остатков древних животных — листозавров. Это были пресмыкающиеся, похожие на небольших гиппопотамов, обитавшие только в пресноводных водоемах. Значит, проплыть огромные расстояния по соленой морской воде они не могли. Аналогичные доказательства он нашел и в растительном мире.
Интерес к гипотезе движения материков в 30-е годы XX в. несколько снизился, но в 60-е годы возродился вновь, когда в результате исследований рельефа и геологии океанического дна были получены данные, свидетельствующие о процессах расширения (спрединга) океанической коры и «подныривания» одних частей коры под другие (субдукции).