Ганжара Геология и ландшафтоведение

отложения называются солифлюксием. В процессе солифлюкции образуются натечные солифлюкционные террасы, солифлюкционные языки и другие натечные формы микро- и нанорельефа. В горных условиях благодаря процессам солифлюкции формируются нагорные террасы, которые, развиваясь, срезают вершины и сливаются в плоскую единую поверхность. Многие гольцовые вершины в Забайкалье и в Восточной Сибири имеют именно та-

кое происхождение.

Курумообразование. Несколько иначе проявляется солифлюкция на склонах, сложенных скальными магматическими и метаморфическими породами, которые при физическом выветривании дают глыбовую отдельность. В результате на склонах скапливаются развалы каменных глыб, которые медленно перемещаются вниз по скло-

ну. Такое движение каменного материала получило название «каменных рек» или курумов (от Якутск. «курум» — камень).

Этот процесс реализуется на склонах крутизной от 3–5° до 40– 45° (В.В. Ершов,1986). Перемещаются курумы по днищам логов и ложбин наподобие каменных потоков Они протягиваются на расстояние от нескольких метров до первых километров. Средняя скорость движения курумов колеблется от 1–3 до 25 метров в год. В центральной части потока она на порядок больше, чем по краям или у основания (В.В. Ершов,1986). Встречаются курумы на скальных склонах во всех районах земного шара, где существуют сезонноталые или сезонномерзлые горные породы.

Геологическая деятельность ветра Ветер — это движение воздушных масс.

На поверхности Земли он производит геологическую работу повсеместно. Работа ветра намного интенсивней в районах пустынь, полупустынь, в горах и на плато гор там, где отсутствует

растительность. Геологические процессы, связанные с деятельностью ветра, называются эоловыми.

Чем сильнее, ветер, тем больше он способен захватывать и перемещать на огромные расстояния мелкие песчинки, пыль, а также вулканический пепел. Последний может подниматься вверх на 15 км и боле, при эксплозивном извержении вулканов. Попадая в стратосферу, он подхватывается горизонтальными струйными те- чениями и со скоростью 200–300 км/ч разносится на большие расстояния.

Пыльные бури в Ставропольском крае за считанные дни уносили десятки тысяч тонн культивированной плодородной почвы. Су-

170

ществуют районы, в которых ветер круглый год дует с постоянной силой длительное время.

В южных районах США каждый год возникают торнадо, смер- чи — вихревое движение воздушных струй со сверхзвуковой скоростью в центре смерча. Однако необходимо особенно отметить, что основную геологическую работу совершают все-таки не ураганы и смерчи, а ветра умеренной силы.

Геологическая работа ветра, также как и других геологических агентов, состоит из трех основных процессов: разрушении горных пород (дефляция и корразия); транспортирование (перенос) и

аккумуляция материала.

Эоловое разрушение наиболее ярко и интенсивно проявляется в пустынях (фото. 3.68). Разрушение горных пород сопровождающе-

еся процессами дефляции и корразии, происходит повсеместно. Дефляция — выдувание рыхлых, несвязанных частиц с

поверхности Земли. Наиболее интенсивно проявляется в узких горных долинах, ущельях (создается сильная тяга воздуха). В пустынных районах, сдувается верхний слой сухих рыхлых отложений, расположенных на более влажных (фото. 3.69). Выдувание приводит к формированию глубоких котловин, углублению любых искусственных понижений в рельефе. Наиболее легко подвергаются деф-

ляции лессовые горные породы.

Корразия — обтачивание выступов горных пород твердыми ча- стицами, переносимыми воздушным потоком. Наиболее интенсивно эоловая корразия проявляется в пустынных и полупустынных областях в приземном слое (фото. 3.70).

Корразии подвергаются все горные породы. Менее сцементированные, участки (или более выветренные) углубляются быстрее, чем плотные, с образованием ячеек, ниш, углублений различной формы.

Эоловый перенос материала осуществляется двумя способами — сальтация è волочение.

Сальтация — это перемещение песчинок и камней небольшого размера прыжками, при сильном ветре.

Волочение — медленное перекатывание, песка по поверхности рельефа. Во время переноса, в зависимости от силы ветра, происходят процессы обтачивание песчинок и их сортировка по размеру, весу и т.п. Они приобретают округлую форму, матовую поверхность.

Аккумуляция эолового материала происходит повсеместно. Эоловый материал входит в состав различных осадочных пород. Наибольшее количество песка, состоящего преимущественно из кварцевых

171

зерен, (широко распространенный твердый минерал устойчивый к химическому выветриванию), аккумулируется в пустынях. Ветер,

перемещая массы песка, формирует своеобразные формы рельефа, характерные для пустынь — барханы, гряды, грядово-яче- истые и кучевые формы, äþíû.

Барханы—скопленияпеска,образующиевпланеформусплющен- ного полумесяца (фото. 3.71) . Концы полумесяца обращены в сторону движенияпеска.Впоперечномразрезебарханэтоасимметричныйхолм с пологим протяженным наветренным склоном и более крутым — подветренным (до 34° — угол естественного откоса сыпучих тел). Высота барханов достигает 30–35 м. Они напоминают волны из песка.

На поверхности склонов барханов мелкая рябь, как на воде, созданная ветром (фото. 3.68, 3.71).

Гряды — длинные, но неширокие скопления песка с пологими склонами. Высота гряд достигает 200 м, а длина — первых кило-

метров. В плане они похожи на вытянутые капли (фото. 3.72). Грядово-ячеистые песчаные формы возникают при со-

единении песчаными перемычками гряд барханов (фото. 3.73). Кучевые формы рельефа образуются за различными препят-

ствиями (обломки горных пород, кустарники и т.п.). Пространственно они, большей частью, разобщены и острым концом направлены по ветру (рис. 3.74).

Äþíû — аккумулятивные формы созданные скоплением песка в прибрежных областях (фото. 3.75).

По способу аккумуляции эолового материала и дефляции разли- чают следующие типы пустынь: каменистые пустыни (гаммады), аккумулятивные пустыни (кумы, эрги), глинистые пустыни (такыры), солончаковые пустыни (øîðû).

Гаммады представляют собой развалы горных пород, скал, лишенных рыхлых, сыпучих отложений (фото. 3.76). Для них характерно наличие черного налета («пустынный загар») на поверхности скал и обломков пород, представляющего собой железомарганце-

вые оксиды.

Среди аккумулятивных пустынь различают песчаные пус-

тыни для Средней Азии — êóìû, для Африки — ýðãè (ôîòî. 3.68). Такыры возникают на месте высохших озер. Поверхность та-

ких пустынь исключительно ровная, покрыта глинистой, растрескавшейся коркой (фото. 3.77).

Øîðû образуются в местах преобладания лессовых отложений. Для них характерна сильно развитая овражная сеть. Ровные поверхности в таких пустынях практически отсутствуют.

172

Геологическая деятельность подземных вод

Любые природные воды, находящиеся в литосфере ниже поверхности Земли, называют подземными водами. Полная характе-

ристика их химического состава, характера распространения, происхождения и т.п. дается в разделе, посвященном характеристике гидросферы.

По условиям залегания различают: почвенные воды, грунтовые воды, межпластовые ненапорные воды, межпластовые напорные воды и верховодку.

Геологическая работа подземных вод ярче всего проявляется в процессах карста, суффозии и образования оползней.

Карст — это совокупность геологических процессов, обусловленных растворением горных пород подземными водами. Он сопровождается образованием отрицательных форм рельефа на поверхности Земли и различных пустот на глубине. Этому процессу в наибольшей степени подвержены соляные породы (галит), а так же легкорастворимые горные породы других типов — ангидриты, гипсы, известняки и доломиты. Из них легче всего растворяются соли

èгипс, но карстовые формы чаще всего связаны с широко распространенными карбонатными породами.

Карст бывает трех видов: открытый, закрытый и перекрытый. Открытый карст — наблюдается в тех районах, где карстующиеся горные породы выходят на дневную поверхность. Перекрытый карст — это карст древний (законсервированнный), когда древние карстовые формы рельефа и горные породы, способные образовывать карсты, перекрыты толщей водонепроницаемых горных пород. Однако если их удалить, то карстовые процессы снова во-

зобновятся.

Развитие подземного карста начинается, когда формы открытого карста позволят поверхностным водам проникать под землю, растворяя породы, перекрытые слоями нерастворимых отложений.

Карстовые формы рельефа подразделяются на поверхностные

èподземные. Вначале развивается поверхностный карст, мель- чайшие формы которого называются êàðû. Представляют они собой борозды, рытвины и разной формы углубления, возникшие на обнажающейся поверхности растворимых горных пород. Кары образуются под действием атмосферных осадков, достигая 1–2 м в глубину. Обычно они располагаются грядами или группами.

Иногда кары занимают большие площади, делая территорию труднопроходимой, — так возникают каровые поля. Поскольку карбонатные породы в большей или меньшей степени трещиноваты,

173

разрастание каров сопровождается размывом и расширением трещин, а простирание каров чаще всего наследует простирание исходных карстующихся горных пород или трещиноватость в них.

В местах пересечения трещин в горных породах образуются поноры — узкие наклонные или вертикальные колодцы, по кото-

рым поверхностные воды уходят под землю. Дальнейшее развитие этих процессов ведет к возникновению карстовых воронок —

обширных плоскодонных углублений различной формы. Диаметр их может достигать до 100 м и больше, глубина до 20 м. Если воронка образовалась в процессе слияния каров или расширения верхней части понор, то склоны воронки будут пологими. Наоборот, при образовании карстовой воронки в результате обрушения свода подземной карстовой полости склоны могут достигать значительной крутизны.

Разрастание карстовых воронок или обрушение кровли крупной карстовой полости ведет к формированию карстовых котловин

и польев, имеющих вид замкнутых понижений с плоским дном и крутыми склонами высотой до нескольких сот метров. Площадь крупнейших польев достигает нескольких сот квадратных километров (Ливаньско полье в Боснии имеет площадь более 379 км2).

Расширение, углубление понор и трещин влечет за собой образование карстовых колодцев, шахт и пропастей — наклонных

или вертикальных каналов диаметром от нескольких метров до нескольких десятков метров и глубиной до километра и более.

Âкарстовых районах широко распространены слепые долины рек и ручьев, которые образуются, когда русло ныряет в поноры или трещины, и часть пути река проходит под землей. Следует отметить, что в карстовых районах поверхностный сток в значительной степени заменяется подземным, а сами карстовые ландшафты характеризуются дефицитом поверхностных вод.

Âрезультате избирательного растворения горных пород в них образуются каверны, карстовые каналы и полости различных размеров.

Наиболее грандиозными и эффектными из подземных форм являются карстовые пещеры, возникающие как в горах, так и на

равнинах. Их формирование сопровождается не только растворением горных пород, но и эрозией и обрушением последних.

Пещеры представляют собой системы соединяющихся друг с другом наклонных и горизонтальных туннелей, часто располагающихся на нескольких вертикальных уровнях. В лабиринтах переходов из-за растворения, размыва пород или обрушения кровли образуются гигантские по площади и высоте полости — залы и гроты.

174

Крупнейшая из известных систем карстовых пещер Земли — Мамонтова (штат Кентукки, США) — имеет суммарную протяжен-

ность более 480 км.

Суффозионные процессы сопровождаются выносом растворимых и мелких нерастворимых частиц горных пород, потоками подземных вод. Этому процессу подвержены глины, суглинки, супеси и взначительноменьшейстепени,глинистыепески.Суффозионныепроцессы ведут к образованию пустот и каналов в пластах отложений.

Иногда кровля суффозионных полостей и каналов обваливается, и тогда на поверхности Земли образуются провальные и суффозионные западины, блюдца, суффозионные воронки. Их глубина и

диаметр могут достигать нескольких десятков метров. Аккумулятивная работа подземных вод в карстовых районах

проявляется, в первую очередь, в образовании всевозможных натечных форм.

Выпавшие на поверхность Земли атмосферные осадки содержат много растворенного углекислого газа. Просачиваясь по трещинам, они легко растворяют известняки и насыщаются бикарбонатом кальция: СаСОз+ +Н2Î+ÑÎ2 = Ñà(ÍÑÎ3)2. После выхода воды на стенки или потолок пещеры часть углекислоты испаряет-

ся, и бикарбонат переходит в карбонат кальция. Последний частично выпадает в осадок, давая начало образованию сталактитов, каменных цветов, занавесей, фестонов и других форм,

свисающих со свода пещеры. Остатки карбоната кальция выделя-

ются из упавшей капли воды на полу пещеры. Тогда снизу вверх идет рост сталагмитов. Если сталактит срастается со сталагмитом, то возникает сталагнат, èëè колонна.

Кроме того, на дне пещер или в местах выхода на поверхность

источников, берущих начало в карстующихся породах, накапливаются пористые, губчатые известковые туфы (травертины). Â

областях древнего карста на дне воронок и пещер накапливаются глинистые нерастворимые остатки карбонатов, обогащенные красноцветными гидроокислами железа и алюминия. Такие плодородные образования называют «терра-росса» (красная земля). По-

мимо чисто хемогенных образований на дне пещер встречаются отложения пещерных рек и озер, а также обвально-осыпные îò-

ложения. В холодном климате в пещерах возможно образование скоплений льда, снежников и ледяных натечных форм. С деятель-

ностью минерализованных термальных подземных вод связано накопление кремнистых туфов (гейзеритов), месторождений

сульфидных руд, некоторых цветных металлов.

175

Оползневые процессы. Оползнем называют скользящее смещение больших массивов горной породы вниз по склону, под действием силы тяжести и при активном участии подземных вод. Оползни — явление частое, они обычно возникают на крутых склонах речных долин, оврагов, дорожных выемок, карьеров. Ежегодно оползни приносят большой ущерб народному хозяйству. Особенно страдают от них районы в долинах крупных рек (Дона, Волги, Днепра) и Черноморское побережье Кавказа.

В каждом оползне различают следующие элементы: 1) оползневое тело (часто именно его называют «оползень»), 2) сместитель — поверхность скольжения, форма которой обычно бывает ложкообразной, но может быть неровной, цилиндрической и т.п., 3) бровка срыва — участок, где произошел отрыв оползневого тела от коренного массива пород, 4) террасовидные уступы, или оползневые террасы, 5) вал выпучивания, разбитый трещинами, находящийся в нижней части оползня, 6) подошва оползня — место выхода на поверхность поверхности скольжения.

При соскальзывании все тело оползня перемещается за один прием. Скорость движения оползней различна — от миллиметров в год, до десятков метров в час. Она зависит от многих факторов – от строения и

рельефа склона, характера горных пород, степени увлажнения и т.п. Образование плывунов. Плывунами называют рыхлые водо-

насыщенные породы, чаще всего пески и супеси, которые при вскрытии горными выработками разжижаются, приходят в движение и ведут себя подобно вязкой жидкости. Образование плывунов чаще всего связано с «взвешивающим» воздействием поровых вод, или наличи- ем пленок связанной воды, что уменьшает трение между частичками породы (Коробкин, Передельский, 2003). В агрономической практике образование плывунов встречается редко, однако этот процесс сильно затрудняет строительные и мелиоративные работы.

176

ЧАСТЬ II. ЛАНДШАФТОВЕДЕНИЕ

Глава 5. Ландшафты и их морфологическая структура

5.1. Понятие о ландшафтах

Предметом исследования ландшафтоведения являются: ландшафтная оболочка в целом, зональные, региональные и локальные ландшафты (природно-территориальные комплексы), как средообразующие и ресурсовоспроизводящие системы в целом, так и их генезис, строение, систематика, динамика, функционирование, эволюция, антропогенная трансформация и оптимизация функциониро-

вания.

Ландшафтная оболочка является частью географической оболочки, в которой наиболее интенсивно осуществляется взаимный обмен веществом и энергией между литосферой, атмосферой,

гидросферой и биосферой.

Ландшафт географический в настоящее время рассматривается как природно-территориальный комплекс (ПТК) или пятикомпонентная геосистема (литогенная основа, биота, почвы, поверхностные и грунтовые воды, приземные воздушные массы) любой размерности, морфологически выделяющаяся на местности, и представляющая собой генетически относительно однородный участок земной поверхности, функционирующий как единое целое. Это особая форма существования и организации материи на поверхности Земли.

Ученик В.В. Докучаева Л.С. Берг дал такое определение ландшафта: «ландшафт как область, в которой характер рельефа, климата, растительного и почвенного покрова сливаются в единое гармоничное целое, типически повторяющееся на протяжении известной зоны Земли».

Понятия «ПТК» и «геосистема» не являются синонимами, поскольку ПТК характеризует в равной мере все компоненты ландшафта (агроландшафта), а геосистема может включать не все компоненты, а только часть из них. Пример двухкомпонентной геосистемы: почва-растение. Тем не менее, в литературе эти термины в большинстве случаев и в данном пособии используются как синонимы. В понятиях «экосистема», «агроэкосистема» главным

177

компонентом является сообщество живых организмов. Часто понятия «ландшафты» отождествляют или заменяют термином «земли». Например, «агроэкологическая оценка земель». «Ландшафты» являются природно-географической категорией, а «земли», в первую очередь, социально-экономическая категория, пространственная основа жизнеобеспечения человека и его хозяйственной деятельности. Существует также народный (бытовой) термин «земля», используемый вместо научного — «почва». Например, «растительная земля», «ведро земли» и др.

Термин «ландшафт» часто используется в разных смысловых значениях. В таксономической схеме разделения ПТК разных размерностей «ландшафт» рассматривается как переходная система между единицами регионального уровня и таксонами более низких локальных рангов, в составе которых выделяют местности, урочи- ща и фации (табл. 5.1).

Кроме того, термин «ландшафт» используется как типологическое понятие в различных классификациях. Например: «культурный ландшафт», «геохимический ландшафт», «таежный ландшафт» и др. В переводе с немецкого (Landschaft) и английского (Landscahe) означает вид местности. Вероятно, поэтому очень часто, особенно во французской литературе, термин «ландшафт» используется как синоним термина «пейзаж», Последний определяется как визуально обозримый вид местности: «горный», «городской», «сельский» и др. виды. Разные смысловые значения термина «ландшафт» вводят известные затруднения в восприятие вопросов классификации

èрайонирования ландшафтов.

Êприродным компонентам ландшафта относятся: литогенная основа (коры выветривания, почвообразующие породы и рельеф), поверхностные и подземные воды, воздушные массы нижней части тропосферы, растительность и животный мир (биота), почвы (биокосное тело). Особым компонентом ландшафта является че- ловеческое общество.

Некоторые исследователи в качестве компонентов ландшафта выделяют климат и рельеф. Эти факторы оказывают большое влияние на свойства и процессы формирования ландшафтов, но они не являются вещественными. Рельеф является свойством литогенной основы, а климат свойством приземных воздушных масс (воздуха тропосферы).

Компоненты ландшафта разделяются на три группы: инертные — литогенная основа; мобильные — поверхностные и подземные воды, приземные воздушные массы (выполняют транзитные функции),

178

Таблица 5.1. Общая таксономическая схема ландшафтных комплексов

активные — растительный и животный мир (в том числе микрофлора и микрофауна), Почва, как компонент и результат взаимодействия остальных компонентов ландшафта, включает все три составляющие: инертные (стабильные) — твердая фаза почвы (минералы и стабильная часть органического вещества); мобильные — почвенная влага и почвенный воздух; активные — почвенная биота. Активным компонентом ландшафта является человеческое общество.

5.2. Морфологическая структура ландшафта

Ландшафт — трехмерное тело, имеющее естественные границы по вертикали и в пространстве. Верхняя и нижняя границы ландшафта не четкие (расплывчатые) и имеют разную глубину и высоту. Они проходят там, где кончается существенное влияние воздушных масс и горных пород на функционирование конкретного ландшафта и взаимодействие его компонентов.

К верхней границе ландшафта относят чаще всего приземный слой воздуха мощностью 30–50 м. На таких высотах климатические границы между отдельными ландшафтами сглажены и проявляются особенности микроклимата. Температура этого слоя находится под воздействием земной поверхности и имеет четко выраженные суточные изменения.

Глубина залегания нижней границы ландшафтов также измеряется десятками метров и совпадает с нижней границей современной коры выветривания. Глубина проникновения процессов взаимодействия подземных и поверхностных вод, воздуха и биоты с горными

179