Рельефообразующие факторы

На формирование побережья оказывают взаимное влияние суша и море.

Водная среда преобразует рельеф в результате:

• морских волнений, возникающих под воздействием постоянных и штормовых ветров;

• морских течений, обусловленных температурным режимом масс воды;

• приливно-отливных перемещений.

Биогенный фактор имеет существенное значение в строении зоны побережий, особенно в низких широтах.

Суша – основной поставщик обломочного материала.

Климатические условия определяют генетические типы экзогенных процессов.

Геологическое строение влияет на разрушение берегов и абразию дна.

Новейшее эндогенное развитие побережья определяет пространственное распределение поднимающихся, нейтральных и погружающихся берегов, уклоны дна и контрастность рельефа сопредельных участков суши.

СЛАЙД 3

Главным действующим фактором, определяющим морфологию и динамику берега, являются волны и связанные с ними волновые течения, а главным рельефообразующим экзогенным процессом – работа волн на мелководье.

Волны возникают в результате воздействия ветра на верхние слои воды, вызывая орбитальные движения частиц воды в плоскости, перпендикулярной поверхности моря. Волны располагаются примерно параллельными рядами, перпендикулярно направлению ветра – фронт волн; направление их движения к берегу – луч.

От силы ветра зависят основные параметры волны:

• длина волны (L) – расстояние между двумя смежными гребнями волн;

• высота волны (h) – расстояние между наивысшей и наинизшей точками на поверхности воды. Высота равна вертикальному диаметру орбиты движения частиц воды;

• период волны (Т) – время, за которое частица воды описывает орбиту;

• скорость распространения волны (V) – путь, пройденный за одну секунду.

Так как волна часто асимметрична, выделяют ее передний и задний склоны.

Правильные волновые движения с симметричным профилем возникает после прекращения ветра, вызывающего волнение, и называются волнами зыби.

СЛАЙД 4

Выделяются волны двух типов (деление основано на том, достигают ли волновые колебания дна и, соответственно, оказывают ли на дно воздействие):

• волны «глубокого» моря – волны затухают, не достигая дна. Глубина затухания примерно равна половине длины волны. То есть при глубине, превышающей половину длины волны, затухает и ее воздействие на дно. Энергия волн расходуется только на преодоление внутреннего трения и взаимодействия с атмосферой;

• волны мелководья – воздействуют на дно и сами испытывают его воздействие – на волновые движения влияет сила трения, обусловленная его шероховатостями (вследствие этого их энергия расходуется на преобразование рельефа дна, на перенос лежащих на дне обломочных частиц). Орбиты волновых частиц под влиянием силы трения становятся эллиптическими (у самого дна сменяются прямолинейными колебательными движениями, параллельными его поверхности), причем эти эллипсы неправильные – сплюснутые снизу. Соответственно утрачивается равенство орбитальных скоростей – скорости движения, направленные в сторону берега (т.е. при прохождении верхней части орбиты), становятся больше скорости обратного движения (по нижней части орбиты). Вследствие этого передний склон волны делается более крутым, а задний – выполаживается. Над глубиной, равной высоте волны, увеличение крутизны переднего склона волны достигает критической величины – он становится вертикальным и даже нависающим (участки запрокидывания гребня называются забуруниванием). Происходит обрушение гребня волны, в результате чего волновое движение сменяется прибойным потоком, или накатом, который взбегает вверх и частично просачивается в наносы на склоне (само разрушение волны называется прибоем). По мере удаления от места зарождения скорость прибойного потока уменьшается (замедление связано с затратой энергии на преодоление силы тяжести, трения о поверхность, по которой поток движется, на перемещение и обработку наносов, а также с потерей части массы воды за счет просачивания). Там, где скорость потока падает до нуля, располагается вершина заплеска, после достижения которой начинается сток оставшейся после инфильтрации воды, образующий обратный прибойный поток, или откат; сток осуществляется по направлению максимального уклона поверхности.

Таким образом, границы береговой зоны определяются границами волнового воздействия на берег – нижняя граница определяется глубиной, равной половине длины волны (здесь начинается деформация волн и их взаимодействие с поверхностью дна), верхняя – обобщенной линией заплеска, образуемой совокупностью вершин заплеска прибоя. По имеющимся данным, длина океанических волн достигает 350 м; тогда нижняя граница подводного берегового склона в океанах прослеживается на глубинах 150 м, в морях – до 50 м.

Пояснения к слайду:

Скользящий бурун – разрушение волн путем скатывания воды с гребня волны по его переднему склону;

Ныряющий бурун - разрушение волн путем опрокидывания верхней части гребня и падения этой части во впереди находящуюся ложбину.

Разрушающийся бурун – гребень волны как будто ныряет, но волна устремляется к берегу в виде слоя вспененной воды.

Растущие буруны – сохраняют гладкую форму волны без выступающего гребня, скользят вверх по берегу, увлекая за собой немного воздуха.

СЛАЙД 5

Рассмотрим теперь работу волн более детально.

В пределах побережья выделяется несколько зон:

• зона симметричных волн – развивается в условиях открытого моря и глубин H>1/2L, обломочные частицы находятся в покое;

• зона слабо асимметричных волн – развивается в условиях уменьшения глубин (H<1/2L), воздействие волн меньше силы тяжести, частицы перемещаются к морю;

• нейтральная зона, или условия подвижного равновесия – возникают при уменьшении глубины и возрастании асимметрии и воздействия волн;

• зона значительно асимметричных волн и преобладания их воздействия над силой тяжести – начинается перенос частиц к берегу;

• зона разрушенных волн – завершается разгрузка частиц.

В результате воздействия асимметричных волн вниз и вверх от нейтральной зоны на склоне формируются области накопления осадков.

Положение нейтральной зоны не постоянно, т.к. углубление обеих зон, ее обрамляющих, по отношению к первоначальному наклону, обусловливает изменение углов наклона дна и глубин над склоном и, следовательно, ее смещение. В результате обе зоны выноса сомкнутся, а профиль берега в целом, включая подводный береговой склон и собственно берег, приобретет вид закономерно вогнутой кривой. Такой профиль называют профилем динамического равновесия, поскольку в каждой его точке будет достигнуто такое соотношение уклонов дна, при котором эти уклоны будут компенсировать преобладание прямых скоростей над обратными. Частицы наносов будут находиться в движении подобном тому, которое наблюдается в нейтральной зоне, но смещение их вниз или вверх по склону прекратится. Динамическое равновесие не может быть достигнуто в природных условиях вследствие непостоянства и разнообразия действующих факторов. Приведенная схема только позволяет уяснить общие тенденции перемещения частиц наносов по профилю.

При различных уклонах дна процессы абразии и аккумуляции варьируют в зависимости от положения нейтральной зоны. По мере достижения профиля равновесия перемещение материала будет ослабевать. В зависимости от уклонов различаются побережья трех видов:

• дно средней крутизны – при длительном воздействии волн в условиях мелководья и поперечного перемещения материала ниже нейтральной зоны формируется подводная аккумулятивная терраса, в области абразии и выноса наносов – абразионная площадка, в пределах участков, пограничных с сушей – пляж;

• крутое дно характерно для приглубых берегов. Выработка профиля равновесия производится в результате интенсивной абразии верхней части склона и накопления материала в нижней, что приводит к отодвиганию береговой линии в сторону суши.

• пологое дно характерно для отмелых берегов – нейтральная зона располагается ближе к основанию склона, в его нижней части начинается абразия с переносом материала в сторону пляжа и его расширением.

Выработка профиля равновесия зависит от крупности донных осадков. При однообразной крутизне подводного склона, существуют динамические пределы зон движения частиц данной крупности. Вверх по склону по мере увеличения скорости течения во взвешенное состояние переходят все более крупные частицы, и выработка профиля дна сопровождается не только изменением его наклонов, но и сортировкой материала.

СЛАЙД 6