Формы рельефа, связанные с вытаиванием мерзлоты

Термокарст – явление вытаивания льда из льдистых пород, толщ и линз чистого подземного льда. Необходимое условие для процесса – наличие подземных льдов в пределах СТС. Термокарст часто сопровождается суффозией. Термокарст широко распространен у южной границы геокриозоны, где протаиванию подвергаются все виды подземного льда. В результате таяния подземных льдов образуются термокарстовые озера, аласы и байджерахи.

Термокарстовые озера различны по площади, глубина – от первых м до 20 м. Образуются при высокой льдистости толщ, прогрессирующей мощности СТС, отсутствии дренажа на плоских низких водоразделах и обширных низменных равнинах.

СЛАЙДы 37-38

Аласы – замкнутые овальные или округлые понижения, часто являющиеся реликтами озерного рельефа – образуются после усыхания озер или их дренирования развивающейся гидросетью. Аласовые котловины могут формироваться при вытаивании жильных льдов, льдистых толщ и линз чистого льда. В пределах алас часто вырастают бугры пучения типа булгунняхов. Сочетание большого количества бугров пучения и алас создает криогенный западинно-бугристый рельеф.

СЛАЙД 39

На склонах возвышенностей, обрамляющих аласы, иногда возвышаются байджерахи – бугры, образованные вмещающей породой (алевриты, пылеватые суглинки торф и т.п.), оставшейся в центральных частях морозобойных полигонов в результате вытаивания жил льда в процессе термокарста. Как правило, достигают в высоту 5-10 м, имея площадь в основании 15-20 м. На начальной стадии протаивания жильных льдов байджерахи имеют форму столбов. При высокой льдистости вмещающих пород, последние расплываются и образуются округлые котловины (аласы) глубиной до 8-12 м, реже до 30 м.

Нередко наблюдаются смешанные формы – аласы с байджерахами на склонах. Широко распространены на равнинах Севера Якутии, сложенных т.н. «едомным комплексом» (элемент рельефа субарктических равнин Восточной Сибири – небольшие возвышенности, содержащие погребённый ископаемый лёд и имеющие мелкобугристую поверхность; также собственно вечная мерзлота этого типа рельефа), а также в других районах развития повторно-жильных льдов значительной мощности.

При протаивании подземных льдов на равнинах со слабым дренажем или без него образуются мелкие озера (0,5-5 м) угловатых очертаний, которые после усыхания превращаются в неглубокие аласовые западины со следами полигональных форм на дне.

СЛАЙД 40

Сводная таблица «Криогенные рельефообразующие процессы и результаты их деятельности»

Тема IV. Рельеф континентов Тема 1. Неотектонический этап развития территории

СЛАЙД 1

Термин «новейшая тектоника» был введен еще в 1932 г. С.С.Шульцем для обозначения деформаций, создавших основные черты современного рельефа. В.А.Обручев впервые рассматривал новейшие движения как один из циклов тектогенеза; он предложил выделить неотектонику, под которой понимались позднекайнозойские тектонические движения, имевшие большое значение в формировании современного рельефа, в новый раздел геотектоники. Продолжительность новейшего этапа В.А.Обручев оценивал в 35 млн лет. Н.И.Николаев также считал, что только позднекайнозойскую (олигоцен-четвертичную) активизацию следует связывать с новейшим этапом.

Поскольку активизация была не синхронной, а проявилась в разных формах и с разной интенсивностью во времени и в пространстве, возникли разногласия, касающиеся временного диапазона неотектонического этапа. Его нижняя граница считается скользящей от региона к региону (для Евразийского материка с тенденцией омоложения в восточном направлении) и проводится разными авторами на рубеже эоцена-олигоцена, олигоцена-миоцена или в начале плиоцена и даже четвертичного периода.

В 1996 г. Е.Е.Милановский предложил новое понимание тектонических и геодинамических обстановок новейшего этапа и обосновал планетарно выраженный нижний возрастной рубеж 10 млн лет. По его мнению, неотектонический этап является началом крупного постальпийского геопульсационного цикла. Для альпийского этапа характерно последовательное относительное усиление процессов горизонтального сжатия и сокращения земной коры, которые завершились позднеальпийским орогеническим этапом (поздний эоцен – средний миоцен). На неотектоническом этапе процессы горизонтального сжатия сменились проявленными в глобальном масштабе процессами горизонтального расширения коры и, возможно, объема Земли.

Однако эти представления разделяются не всеми. Традиционно нижняя граница новейшего этапа проводится на рубеже эоцена/олигоцена или олигоцена/миоцена. В это время начали зарождаться новейшие структуры, еще слабо проявлявшиеся в рельефе или развивавшиеся без морфологического выражения (конседиментационно). В плиоцене отмечается повсеместное усиление тектонической активности, резкое возрастание амплитуд тектонических движений и формирование горного рельефа в очертаниях, близких к современным. За рубежом термин «неотектоника» употребляется для обозначения проявлений плиоцен-четвертичной тектонической активности, которая накладывается на основную тектоническую структуру и модифицирует ее.

Неотектоническая активизация охватила области архейской, протерозойской, палеозойской и мезозойской складчатости, где раннекайнозойские движения или проявлены слабо, или территории находились в платформенном режиме. Такой активный орогенез, особенно на месте эпипалеозойских и более древних платформ, целый ряд исследователей рассматривает как принципиально новую особенность именно неотектонических движений, отличающую их от более древних.

СЛАЙД 2

Выделение неотектонического этапа в геологической истории Земли основано на тех же признаках, что и другие циклы тектогенеза. На этом этапе произошли:

• коренная структурная и геофизическая перестройки земной коры;

• смена эндогенных режимов;

• интенсивное проявление вертикальных и горизонтальных тектонических движений;

• изменение рельефа – возникновение высочайших горных сооружений;

• изменение строения коры и верхней мантии;

• эволюции полей тектонических напряжений;

• оформление контуров океанов и континентов в современных границах;

• образование окраинных и внутренних морей, глубоководных впадин, желобов, разрастание основной части срединно-океанических хребтов и пр.

Таким образом, выделение неотектонического этапа базируется на комплексе данных, главными среди которых являются:

• повсеместная активизация тектонических движений,

• проявление новейших деформаций в рельефе,

• формирование орогенов.

Новейший тектонический этап распадается на подэтапы (фазы) усиления и ослабления тектонических движений. В подвижных зонах выявлены синхронно проявленные фазы активизации: конец эоцена – начало олигоцена, конец олигоцена – начало миоцена, начало среднего миоцена и фаза поздний миоцен – ранний плиоцен, объединяющая несколько тектонических эпизодов, в том числе конца среднего – начала позднего плейстоцена. В развитии структур океанского дна Центральной Атлантики также выявлены тектонические рубежи, на которых отмечены существенные структурные преобразования: олигоцен – миоцен (23 млн лет), средний миоцен – поздний миоцен (10 млн лет) и поздний плиоцен – квартер (2,5-1,5 млн лет).

Таким образом, новейший этап отхватывает интервал времени от конца эоцена – начала олигоцена до голоцена. Во многих регионах мира с рубежом эоцена-олигоцена связаны изменения в характере осадконакопления и наличие крупных перерывов. На рубеже 10 млн лет на Земле проявился мощный рифтогенез.

СЛАЙД 3

Рельеф – один из основных объектов неотектонических исследований. Хотя изучение новейших структур основано на традиционных методах структурной геологии, в качестве маркирующих горизонтов используются не только и не столько отложения, сколько формы современного рельефа. Именно рельеф является универсальным репером для оценки новейших деформаций.

Как уже говорилось, тектонические движения имеют колоссальное значение для рельефообразования. Именно они создают превышения одних крупных участков земной поверхности над другими и изменяют ее уклоны. По мере ускорения поднятия какой-либо территории растет и скорость ее денудации и эрозионного расчленения.

Эндогенные тектонические процессы создают неровности земной поверхности, а экзогенные (которые в значительной степени контролируются климатом) их уничтожают. В глобальном масштабе экзогенные процессы через механизм изостазии способны влиять на эндогенные процессы, в частности – на скорость и знак тектонических движений. Поднимающиеся блоки литосферы за счет денудации становятся легче, что увеличивает тенденцию к их всплыванию. И наоборот, блоки, поверхность которых опускается, получают дополнительную нагрузку за счет накопления на них осадочного материала, что приводит к их дальнейшему опусканию.

При неотектонических исследованиях важно различать «живые» и «мертвые» орографически проявленные структуры. Первые развиваются до современной эпохи включительно и активно участвуют в процессе рельефообразования, вторые завершили свое формирование до новейшего этапа.

Типизация проявленных в рельефе структурных форм основана на сопоставлении новейшего развития тектонических деформаций и их морфологического выражения. Развивающиеся структуры создают активные орографические формы, подобие которых тектоническим деформациям может быть различным. Неразвивающиеся структуры образуют пассивные орографические формы, тождественные отдельным элементам «мертвой» деформации (см.слайд).

Среди орографических форм, созданных «живыми» деформациями, выделяются

• структурно подобные (см.слайд) – в целом близки по конфигурации к тектоническим деформациям; могут быть незначительно переработаны плоскостной и линейной денудацией (однотипные) и изменены экзогенными процессами (искаженные);

• сопутствующие – соответствуют начальным стадиям морфологического становления деформаций, чуткими индикаторами которых могут быть мелкие речки, ручейки, форма болот, локальные изменения характера эрозионного расчленения участка зарождающейся в рельефе структурной формы;

• нейтральные динамические – образуются в горных странах, в основном – на раннеорогенной стадии в условиях медленного воздымания, а также в платформенных областях на обширных сводах положительных структурных форм, формируя денудационный равнинный рельеф.

Среди орографических форм, соответствующих «мертвым» структурным формам, выделяются

• скульптурно­тождественные – могут быть выражены в рельефе только в условиях общего поднятия территории и препарирования бронирующих слоев. В зависимости от литолого-стратиграфических условий выделяются прямые и обращенные орографические формы. Прямая орографическая форма образуется, когда неразвивающаяся деформация сложена породами, устойчивыми к денудации. Обращенная орографическая форма образуется, если, например, бронирующие слои обнажаются в ядре «мертвой» синклинали, на месте которого формируется столовая гора (см.слайд);

• нейтральные статические поверхности – не характерны для новейшего этапа, который отличается повсеместной активизацией тектонических движений, но могут присутствовать в строении развивающихся мозаичных структур.

Одна и та же деформация может выражаться в рельефе по-разному. Кроме вещественного состава пород, слагающих структурную форму и определяющих ее устойчивость к денудации, большое значение имеет скорость и длительность процесса становления деформации. Сочетание разноранговых «живых» и «мертвых» деформаций определяет большое разнообразие их морфологического выражения.

СЛАЙД 4

Примеры «живых» и «мертвых» складок.

СЛАЙД 5

Одновременно с развитием структурных форм и их становлением в денудационном рельефе в сопряженных впадинах происходит накопление рыхлых отложений (см.слайд). Тектонические поднятия протекают прерывисто-непрерывно: фазы усиления тектонической активности чередуются с фазами относительной стабилизации. Такие фазы неотектонического этапа, фиксируются в денудационном рельефе и в строении молассовых толщ во впадинах: усиление тектонической активности в разрезе осадочной толщи фиксируется более грубым материалом, затухание – более тонким. Ранне- и позднеорогенные стадии развития новейших поднятий отчетливо проявлены в горных странах. На раннеорогенной стадии (амплитуды поднятия небольшие) в сопряженных впадинах в морских и лагунных условиях накапливается нижняя моласса – преимущественно песчано-глинистые отложения, нередко со слоями известняков и/или эвапоритов. На позднеорогенной стадии (темпы поднятий резко ускоряются) накапливается верхняя грубая моласса.

Формирование молассовых комплексов происходит в различных физико­географических обстановках. В результате разнообразны наборы формаций, составляющие молассовые комплексы. На них влияют размеры впадин, климатические зоны, в которых они находятся, положение «днищ» впадин относительно уровня океана, связь с морскими бассейнами, расположение и относительные превышения окружающих гор, площадь денудации и др.

На ритмичность тектонических движений накладывалась климатическая периодичность, влиявшая на характер эрозии. Так, в строении аллювиальных толщ отражается смена теплых и холодных, влажных и сухих условий четвертичного осадконакопления. Они обусловили формирование «теплого» и «холодного» аллювия, связанного с чередованием ледниковых и межледниковых эпох. В долинах Евразии нижняя часть аллювиальных тел формировалась в условиях теплого климата, способствовавшего увеличению твердого стока, верхняя – во время похолодания, когда земная поверхность интенсивно промерзала.