4 Геологические процессы формирования и развития земной коры и рельефа

При изучении данной темы важно понять сущность эндогенных и экзогенных процессов, иметь правильное представление о взаимодействии эндогенных и экзогенных сил и роли этого взаимодействия в создании рельефа земной поверхности и почвообразующих пород.

На поверхности Земли и в ее недрах протекают геологические процессы, которые принято делить на две большие группы по источникам энергии: 1) эндогенные и 2) экзогенные.

Экзогенные процессы возникают в результате внешнего воздействия на земной шар (атмосферы, гидросферы, биосферы) и проявляются на его поверхности. Они в основном порождены тепловой энергией Солнца, поступающей на землю и трансформированной в другие виды энергии.

Эндогенные процессы проявляются при воздействии внутренних сил Земли на твердую оболочку. Они обусловлены той энергией, которая накапливается в недрах Земли. К эндогенным процессам относятся: магматизм, метаморфизм, тектонические движения земной коры (эпейрогенез и орогенез) и землетрясения.

Следует знать, что с деятельностью вулканов связаны многие горячие источники (термы) и их разновидность - гейзеры (периодически фонтанирующие), которые приносят на поверхность большое количество минеральных веществ, образующих минеральные конусы (гейзериты).

В заключение следует указать, что вулканизм играет большую роль в процессах почвообразования и влияет на свойства современного почвенного покрова.

При интрузивном магматизме (плутонизме) магма внедряется в земную кору, не достигнув поверхности Земли, немедленно застывает, образуя разнообразные по форме магматические тела - интрузии (батолиты, штоки, лакколиты, факолиты, лополиты, хонолиты).

Магматическая деятельность является основной причиной возникновения горного рельефа.

Процессы изменения и преобразования горных пород, происходящие внутри Земли, были названы метаморфизмом. При изучении этого процесса обратите внимание на причины и основные виды метаморфизма, среди которых выделяют контактовый метаморфизм, региональный и динамометаморфизм.

Тектоническими движениями называют перемещения вещества земной коры под влиянием процессов, происходящих в недрах Земли (в мантии, в глубоких и верх­них частях земной коры).

Тектонические движения земной коры создают в течение длительного времени основные формы земной поверхности - горы и впадины.

Выделяют два типа тектонических движений: складчатые и разрывные, или орогенические (создающие горы), и колебательные, или эпейрогенические (создающие континенты).

Все тектонические движения взаимно связаны, складчатые и разрывные движения могут переходить друг в друга, в результате их действия в земной коре происходят землетрясения, с ними связано формирование месторождений многих полезных ископаемых (нефть, каменный уголь и др.).

Колебательные (эпейрогенические) движения – наиболее распространенная форма тектонических движений. Это медленные вековые поднятия и опускания, которые постоянно испытывает земная кора.

Вековые колебательные движения имеют большое значение в жизни человечества. Постепенное повышение уровня суши меняет топографическую, гидрологическую, геохимическую обстановку почвообразования, приводит к усилению процессов эрозии, выщелачивания, появлению новых форм рельефа. Опускание суши ведет к накоплению механических, химических, биогенных осадков, заболачиванию местности.

Наряду с явлениями вековой продолжительности, существуют явления современной сейсмотектоники - землетрясения и моретрясения.

При изучении этого явления следует рассмотреть географизическое распределение землетрясений, причины, последствия землетрясений и их прогнозирование.

В заключение следует подчеркнуть, что движения земной коры (как медленные, так и относительно быстрые) играют определяющую роль в формировании современного рельефа земной поверхности и приводят к разделению поверхности на две качественно различные области – геосинклинали и платформы.

Экзогенные процессы – это процессы внешней динамики. Они протекают на поверхности Земли или на небольшой глубине в земной коре под влиянием сил, вызванных энергией солнечной радиации, силы тяжести, жизнедеятельности растительных и животных организмов и деятель­ности человека. К экзогенным процессам, преобразующим рельеф материков, относятся: выветривание, различные склоновые процессы, деятельность текучей воды, деятельность океанов и морей, озер, льда и снега, мерзлотные процессы, деятельность ветра, подземных вод, процессы, обус­ловленные деятельностью человека, биогенные процессы.

При рассмотрении экзогенных процессов необходимо уяснить не только сущность каждого из них, но и понять роль их в формировании рельефа и образовании отложений и изучить их.

Следует четко представлять, что выветривание, являющееся первым звеном в системе экзогенных процессов, способствует преобразованию горных пород в рыхлый материал и подготавливает его к переносу.

В результате разрушения горных пород образуются различные продукты выветривания: подвижные, которые уносятся под влиянием силы тяжести, плоскостного смыва, и остаточные, которые остаются на месте разрушения и называются элювием.

Элювий представляет собой один из важных генетических типов континентальных отложений. Элювиальные образования, слагающие самую верхнюю часть литосферы, называются корой выветривания.

В результате выветривания горные породы подвергаются глубоким физическим и химическим изменениям и приобретают ряд новых свойств, благоприятных для жизни растений (воздухопроницаемость, водопроницаемость, скважность, влагоемкость, поглотительную способность, запас доступных организмам зольных элементов питания).

Непосредственно на рельеф выветривание оказывает небольшое влияние, но процессы выветривания разрушают горные породы, облегчая тем самым воздействие на них агентов денудации.

Деятельность ветра состоит из процессов дефляции (выдувание и развевание), корразии (обтачивание), переноса и аккумуляции (отложение).

Усвоив основные черты деятельности ветра, следует изучить формы эолового рельефа (дефляционные и аккумулятивные) и эоловые отложения (пески и лессы).

Деятельность поверхностных текучих вод (флювиальные процессы). Рассмотрение этого вопроса следует начать с изучения поверхностного стока, который широко распространен на поверхности материков и определяет основные черты их ландшафтов почти во всех физико-гео­графических зонах (исключая зону пустынь и вечных снегов) как в горах, так и на равнинах.

При изучении деятельности поверхностных вод прежде всего следует уяснить, что их работа заключается в смыве, размыве поверхности (эрозии), транспортировке и накоплении продуктов эрозии (аккумуляции). Сочетание процессов эрозии и аккумуляции и определяет образование форм эрозионного и аккумулятивного рельефов.

Временные потоки в виде неруслового стока (плоскостного смыва) переносят материал по склону и приводят к образованию делювиальных и пролювиальных отложений, являющихся своеобразным генетическим типом континентальных отложений.

Важно понять, что плоскостной смыв может легко перейти в линейный там, где на склонах появились неровности, нарушен растительный покров, в грунтах имеются трещины. Стекающие воды, собираясь в понижениях, задерживаются и размывают грунт. На месте начинающегося размыва сначала образуется рытвина, затем промоина и наконец овраг.

В отличие от временных потоков, реки являются постоянными русловыми потоками. Реки постоянно совершают не только эрозионную работу, но и работу по переносу и отложению материала.

Изучая строение речной долины по учебнику, следует сделать рисунок профиля (продольного и поперечного), показывая на нем пойму, террасы, коренные склоны.

Следует рассмотреть образование характерных форм пойменного рельефа (микрорельефа), который включает прирусловые валы, гривы и межгривные понижения, старичные западины, и изучить основные типы аллювия (русловой, пойменный).

Важно понять, что пойма, террасы, коренные берега и долина в целом представляют собой результат миграции речного русла в плане и в вертикальном направлении. Направление смещения и его интенсивность целиком определяются положением базиса эрозии, тектоническими движениями и гидрологическим режимом водотока, зависящего от климата.

Изучение флювиальных процессов следует закончить рассмотрением роли текучих вод в преобразовании рельефа земной поверхности.

Деятельность морей и озер. Море занимает около 71 % земной поверхности и производит разнообразную работу по разрушению горных пород, переносу разрушенного материала и его накоплению и созданию новых горных пород, причем процессы аккумуляции осадков преобладают.

В формировании современного рельефа побережий играли роль неоднократная смена суши морем, в особенности трансгрессии в неогеновом и четвертичном периодах. Результатом этих трансгрессий являются морские аккумулятивные равнины Севера России и Прикаспийской низменности.

Деятельность озер сходна с работой моря и отличается от нее в основном лишь своими масштабами.

К подземным водам относятся все воды, находящиеся в порах и трещинах горных пород. Подземные воды – особый вид полезных ископаемых. Они приобретают все большее народнохозяйственное значение. Различные проявления их деятельности и взаимодействия с почвенными водами представляют конкретные объекты наблюдений почвоведов и агрономов. Особое внимание необходимо уделить карстовым, суффозионным, оползневым и солифлюкционным процессам и формам рельефа, различным видам хемогенной аккумуляции и минерализации грунтовых вод.

Глубина залегания подземных вод, степень их минерализации оказывают большое влияние на свойства почв, характер растительности и происходящие в них процессы (оглеение, заболачивание, засоление), формируют ландшафтные особенности местности.

При изучении деятельности подземных вод важно понять сущность карстовых явлений и условия, которые благоприятствуют их развитию, и разобраться в общих особенностям карстовых форм рельефа. В карстовых областях ведущими являются процессы растворения и выщелачивания горных пород, которые совершаются в условиях преобладающей вертикальной циркуляции грунтовых вод, в легкорастворимых и проницаемых горных породах.

Деятельность снега и льда. Ледники производят большую разрушительную и созидательную работу. Благодаря их деятельности видоизменяется рельеф земной поверхности, перемещается значительное количество обломочного материала и накапливаются разнообразные осадки.

При изучении этого вопроса следует обратить внимание на ряд общих вопросов деятельности ледников, а именно: понятие о снеговой границе, условия образования и развития ледников. Без хорошего усвоения этих понятий трудно разобраться в остальных вопросах темы.

Рельеф областей преобладания ледникового сноса представлен формами ледниковой обработки, штриховки и полировки: курчавыми скалами, бараньими лбами и формами ледникового выпахивания: впадинами, котловинами.

Рельеф областей преобладания ледниковой аккумуляции представлен холмисто-моренным, конечноморенным, друмлинным ландшафтами.

Рельеф внеледниковых областей связан с деятельностью талых ледниковых вод и представлен зандровыми равнинами, приледниковыми озерами, озами и камами.

В послеледниковое время произошло изменение моренного и водно-ледникового рельефа под влиянием плоскостного смыва, солифлюкции, эрозии и тектонических движений (сглаживание холмов и заполнение озерных впадин, спуск озер, развитие овражно-балочной сети, образование пойм и террас, образование дюн).

В заключение изучения раздела внимательно изучите свойства всех видов отложений, связанных с деятельностью ледника и водно-ледниковых потоков.

Под вечной мерзлотой понимают такое состояние горных пород, при котором они в течение длительного времени (сотни и тысячи лет) сохраняют отрицательные температуры.

Рассматривая этот вопрос, необходимо изучить причины возникновения и границы распространения вечной мерзлоты.

Наличие на небольшой глубине мерзлых горных пород вызывает развитие особых явлений (термокарст и солифлюкция) и создает своеобразный комплекс форм рельефа – солифлюкционные террасы (натечные формы), нагорные террасы (ступенчатые формы горных склонов), крупные торфяные бугры (при процессах пучения), наледи, гидролакколиты, по­лигональные образования.

При изучении этого вопроса студент должен уяснить не только причины, сущность и границы распространения вечной мерзлоты, но и влияние, которое оказывает наличие вечной мерзлоты на почвообразовательный процесс, специфику земледелия и особенности организации и проведения инженерных работ в районах распространения вечной мерзлоты.