Геоморфологические процессы в горах
Горные ландшафты отличаются от равнинных, как правило, большей динамичностью. Характерная для них интенсивность русловых, склоновых эрозионно-денудационных и гравитационных процессов в основном обусловлена двумя причинами. Первая причина заключается в том, что в горах в процессе тектонических поднятий (иногда вулканических извержений) накоплены огромные запасы потенциальной энергии тяготения, которые расходуются при денудации и развитии горных ландшафтов. Этот эндогенный элемент в экзогенных процессах служит источником энергии всех гравитационных движений (осыпи, обвалы, оползни). Действие силы тяжести проявляется также совместно с транспортировкой обломков горных пород текущей водой: они перемещаются по крутому уклону ложа в горном потоке как под давлением водяной струи, так и под действием собственного веса, что наблюдается также и при прохождении селей. Словом, потенциальная энергия тяготения эндогенного происхождения важнейший энергетический источник развития горных ландшафтов. Вторая причина интенсивности изменений ландшафтов в горах незавершенность круговорота воды в атмосфере, не достигающего начального высотного уровня. Испаряясь, вода поднимается от океанов, морей и низменностей и выпадает в виде жидких и твердых осадков. При этом в горах вода соприкасается с земной поверхностью на больших абсолютных высотах, недоизрасходовав значительную часть потенциальной энергии тяготения, накопленной в процессе поднятия за счет лучистой энергии Солнца (т. е. В этом случае за счет экзогенного энергетического источника). Часть этой энергии на какой-то срок консервируется в вечных снегах, фирновых полях и ледниках высокогорий, другая же часть сразу после дождей расходуется при эрозионных, селевых и других процессах. Обе эти причины определяют особенно динамичное естественное развитие горных ландшафтов. Их динамичность еще более возрастает под влиянием человеческой деятельности, нарушающей установившееся природное равновесие. Процессы выветривания развиваются по-разному в зависимости от расположения гор в разных широтных географических поясах и долготных секторах и дифференцированно по высотным зонам. Горы получают больше лучистой энергии от Солнца по сравнению с низменными равнинами тех же широт, что ведет к сильному нагреву земной поверхности, которая большей частью скалиста. Наряду с этим верхние части гор быстрее теряют тепло путем ночного излучения в атмосферу. Суточные колебания температуры приводят к интенсивному физическому (инсоляционному) выветриванию, особенно в условиях континентального климата. В высокогорье к нему присоединяется морозное выветривание вследствие замерзания воды атмосферных осадков, тающих снегов и ледников.
Тонкие частицы продуктов выветривания смываются со склонов дождевыми и талыми снеговыми водами. Поэтому в коре выветривания склонов, там, где склоны ею покрыты, преобладает грубый обломочный материал щебень, глыбы породы. В лесной зоне гор умеренного пояса интенсивнее процессы химического выветривания, которые становятся главенствующими в горных лесах влажных субтропиков и особенно тропиков. Они приводят к формированию глинистой коры выветривания. Грунты северных гор, высокоширотных гор южного полушария, а также пригребневых частей многих гор умеренного, субтропического и даже тропического поясов (Тянь-Шань, Памир, Алтай, Саяны, Кавказ, Альпы, Тибет и другие горы Центральной Азии, Скалистые горы Северной Америки, Анды Южной Америки и т. д. ) скованы вечной мерзлотой, слой которой оттаивает сверху летом. Вечная мерзлота возникает, когда глубина осенне-зимнего промерзания грунта превосходит толщину слоя весенне-летнего оттаивания. Горную вечную мерзлоту теперь часто называют альпийской. В условиях вечной мерзлоты в горах особенно широко распространены криогенные рельефообразующие процессы и формы рельефа солифлюкционные формы, бороздящие глыбы (движущиеся вниз по склону быстрее, чем вмещающий их грунт, и оставляющие за собой борозды тыловые ложбины), каменные глетчеры, сложенные ледово-каменным материалом, термокарстовые просадки, формы морозного пучения, структурные грунты. Солифлюкция, т. е. вязкопластичное течение промоченных водой тонкодисперсных ( мелкоземистых ) грунтов и почв склонов, не обязательно связана с мерзлотой, но в горах северных и средних широт вечная мерзлота создает особенно благоприятные условия для развития этого процесса. В высокогорье талые воды снежников пропитывают рыхлые продукты выветривания и способствуют развитию солифлюкционных процессов. Эти процессы широко развиты в северных горах, в том числе в нижнем ярусе арктических гор (Земля Франца-Иосифа и др. ), где под их действием формируется рельеф приледниковой зоны. В горах Севера, как и в высокогорье, интенсивно идет морозное выветривание. Вследствие криогенной сортировки обломков скал на склонах и водоразделах образуются каменные моря, характерные для каменистой тундры каменные многоугольники, которые, однако, встречаются и в горах нашего юга на Памире, на Гиссаро-Алае, на г. Арагац в Закавказье. Вероятно, они не всегда связаны с вечной мерзлотой, поскольку наблюдались в наших южных горах даже на небольших абсолютных высотах (935 м на хребте Каратау в Южном Казахстане). Но вечная мерзлота способствует их образованию, усиливая увлажнение грунта при оттаивании в теплый сезон.
Она определяет и образование других полигональных грунтов. Многочисленные россыпи на вершинах таежных гор Сибири дают начало каменным рекам . Каменные моря и реки также встречаются в верхних ярусах наших южных гор ( чингилы г. Арагац в Закавказье) и гор Юго-Восточной Европы (на г. Витоша над Софией в НРБ). Курумы Урала образовались в основном в эпоху плейстоценового оледенения. Свидетелем перигляциальных условий этой эпохи служат курумы низких (до 611 м) Свентокшиских гор Польши. Совсем иные процессы (но также и солифлюкция) наблюдаются в горных влажнотропических районах, где промоченная дождями красноцветная глинистая кора выветривания очень подвижна и происходит смещение переувлажненных грунтов по склонам, что определяет их неустойчивость, особенно при сведении лесов. Эти движения имеют характер как солифлюкции, так и более энергичных массовых перемещений. Во всех горах очень широко распространены гравитационные процессы осыпи, которые образуют конусы и шлейфы, перекрывающие нижние части склонов, горные обвалы, иногда катастрофического характера, оползни, повреждающие и разрушающие строения, дороги и пр. Большие обвалы и оползни часто возникают во время сильных землетрясений. Обвалы преграждают течение рек, образуя подпрудные водоемы. Прорыв этих естественных запруд вызывает катастрофические наводнения. Дамба, образовавшаяся при падении в р. Инд западной части горы Нангапарбат при землетрясении конца 1840 начала 1841 года, достигала 300-метровой высоты. Вскоре она была прорвана, и стеной воды на 200 км ниже по течению была смыта почти стотысячная сикхская армия [Флоренсов, 1983, с. 69]. Во время землетрясения 1949 г. в Гиссаро-Алае при хаитской катастрофе (см. ниже раздел о селях) срывы и обвалы-оплывины промоченной ливнем коры выветривания похоронили кишлаки Ясманской долины. При гравитационных процессах, в частности при образовании обвалов и оползней, независимо от того, явился ли причиной нарушенного равновесия сейсмический толчок или нет, расходуется потенциальная энергия тяготения эндогенного источника. Если же сползанию подвергается разжиженная масса тонкодисперсных или смоченных водой обломочных грунтов, как при солифлюкции и в приводимых ниже случаях, то здесь расходуется энергия тяготения и эндогенного, и экзогенного источников, поскольку вода, промочившая сползающую массу, была поднята в горы лучистой энергией Солнца. В промоченных массах щебня может возникнуть медленное текучее движение, хотя в сухом состоянии при той же крутизне склона масса осталась бы неподвижной.
В этом случае вода, очевидно, только уменьшает трение. Под сомкнутой дерниной или лесной подстилкой возникает более медленное, чем при солифлюкции, пластичное движение вниз по склону увлажненных грунтовых масс, именуемое дефлюкцией. При дефлюкции, так же как и при солифлюкции, скорость сползания грунта определяется не столько крутизной склона, сколько влажностью грунта. Близок к процессу дефлюкции так называемый крип медленное сползание вниз по склону рыхлого покрова, при котором смоченность водой только облегчает движение под действием силы тяжести. При этом играют роль чередование увлажнения и пересыхания, замораживания и оттаивания и пр. В основе энергетики эрозионных процессов лежит потенциальная энергия тяготения экзогенного источника. Большую роль в моделировании горного рельефа играет смыв продуктов выветривания атмосферными осадками. Этот денудационный процесс происходит в виде плоскостного смыва вымываемых из более грубого материала тонких частиц, сопроваждающегося образованием делювиального плаща у подножия склона, в котором присутствуют крупные обломки, скатившиеся под действием силы тяжести сверху. Быстро стекающая с крутых склонов дождевая вода собирается в мощные струи с большой переносящей и размывающей способностью. Эпизодическими дикими ручьями на горных склонах создаются водосборные воронки из сходящихся книзу крутых борозд, каналы стока и конусы выноса в их основании. Огромной транспортирующей способностью и эрозионным воздействием отличаются постоянные водотоки в горах. Русла горных рек имеют крутые падения и представляют собой стремительные бурные потоки. Уклоны рек в горах на несколько порядков превышают уклоны равнинных рек. Главными особенностями горных рек, определяющими механизм русловых процессов, являются большая кинетическая энергия, волновой характер прохождения паводков, в ряде случаев соизмеримость глубин с крупностью русловых наносов, представленных галечно-валунным или валунно-глыбовым материалом. В горных реках со сравнительно небольшими уклонами развиты аллювиальные гряды. С увеличением уклона и повышением бурности потока гряды исчезают. Относительно равномерное распределение глубин по длине потока нарушается крупными валунами, глыбами, уступами коренного ложа. При очень больших уклонах формируются порожисто-водопадные русла, морфологический облик которых определяется выходами прочных пород. или скоплениями глыб. Н. П. Костенко [1970] на основании исследования гор Средней Азии пришла к заключению, что основное рельефообразующее значение в горных странах имеет не водообильность, а скорость течения горных рек.
К рельефообразующим процессам могут быть отнесены селевые потоки и снежные лавины. Те и другие изменяют рельеф, особенно своими аккумулятивными формами в горных долинах. Об этих процессах будет идти речь в последующих разделах данной главы. Значительна выпахивающая деятельность горных ледников (экзарация), их транспортирующая и аккумулирующая деятельность, о чем говорится в разделе о ледниках. Сущесвенная роль в моделировании высокогорья и более низких ярусов северных гор принадлежит нивации снежной эрозии, в основе которой лежит морозное выветривание. Своеобразно протекают в горах карстовые процессы. Выше говорилось о стимулировании сейсмическими движениями гравитационных процессов. Землетрясения вызывают также образование трещин до 270 600 км длиной и смещений по ним участков земной коры [Флоренсов, 1983].
Список литературы
Для подготовки данной работы были использованы материалы с сайта http://rgo.ru