Морские и озерные террасы

Береговые процессы проходят полный цикл развития и завер­шаются выработкой устойчивой береговой платформы только при устойчивом положении уровня моря или озера. Если уровень под­нимается или происходит погружение данного участка земной коры, что равнозначно, то разрушение берегов будет происходить и при широкой береговой платформе, так как глубоко ушедшая ее поверх­ность не будет оказывать тормозящего влияния на приходящие с моря волны. При поднятии земной коры или опускании уровня моря (озера) береговая платформа частично или полностью может оказаться выше уровня воды и превратиться в морскую (или озер­ную) террасу.

Донные осадки и характерные формы рельефа

Являясь аккумуляторами осадков, океаны имеют некоторые отличия в распределении осадочного материала, по сравнению с распределением его на дне морей (и озер). Дно морей и прилежащих к материкам частей океанов покрыто терригенными (образовавшимися за счет разрушения суши) осадками, которые покрывают береговую отмель, материковый склон и местами плащами спускаются к его подножию. Только вдоль небольших отрезков береговой линии развиты осадки типично морского происхождения, например, корал­ловые известняки и пески. Терригенный материал далеко в откры­тый океан обычно поступает в малом количестве (заносится мор­скими и воздушными течениями), но при участии айсбергов может быть унесен очень далеко в океан и разбросан на большой площади.

Только в сравнительно узкой зоне, вдоль побережий, терригенные осадки представлены грубым обломочным материалом (галечники, пески); дальше от берегов этот материал становится мельче и уже с глубин 25—150 м (зависит от силы волнения, течений и т. п.) преобладают илистые осадки (кроме мест распространения айсбер-говых осадков, среди которых могут встречаться и валуны). Эти илы имеют разный состав и окраску, обусловленные особенностями поступления материала с суши и условиями отложения в море. Широко распространены синие илы, лежащие на континентальном склоне и прилежащей части дна океана; синий цвет указывает на недостаток кислорода в придонных слоях воды. Красный ил отла­гается там, где в океан приносится ярко окрашенный (красноцвет-ный) ил и глина, образующиеся в результате процессов химического выветривания на материках в условиях влажного тропического и субтропического климата. Зеленые илы и пески окрашены в этот цвет минералом глауконитом, образующимся в море в местах встречи холодных и теплых течений; особенно благоприятны холодные течения, вода которых содержит много кислорода.

Огромные пространства дна Мирового океана покрыты илами органогенного происхождения. Органогенные осадки могут иметь

223

самостоятельное значение уже и в зоне господства терригенных отло­жений. Это уже упомянутые коралловые известняки, кроме того, скопления раковин (ракушечники), скопления остатков известко­вых водорослей и т. д. В открытом океане органогенные илы обра­зуются главным образом из остатков планктонных организмов (мелких животных и водорослей), обильно населяющих верхние слои вод морей и океанов. Скелетики и панцири этих организмов могут быть хитиновые, известковые и кремневые. К известковым относится, например, глобигериновый ил, состоящий из мелких раковинок и их обломков планктонных одноклеточных организ­мов — глобигерин. Кремневыми илами являются диатомовый ил (состоит из панцирей микроскопических кремневых водорослей — диатомей) и радиоляриевый ил (кремневые раковинки радиолярий). В распространении этих илов наблюдается определенная законо­мерность, выражающаяся в том, что глобигериновый ил распростра­нен в тропических и умеренных широтах и на глубинах до 3500— 4000 м, радиоляриевый — в тропических широтах и на глубинах более 4000 м, диатомовый — в холодных частях Мирового океана. Объясняется это распределение условиями обитания организмов (холодные или теплые воды) и химическим воздействием воды на погружающиеся на дно скорлупки (известковые скорлупки раство­ряются быстрее кремневых). Растворяющим действием морской воды обусловлено и то, что даже кремневые скорлупки и раковинки не достигают дна наиболее глубоких впадин, где накапливается глубо­ководная красная океаническая глина, состоящая из нерастворимых частиц самого различного происхождения. В ней обнаружены: вулка­нический пепел, эоловая пыль, космическая пыль, глинистые частицы, принесенные морскими течениями, зубы акул и труднорастворимые части скелетов морских организмов. Накапливается красная глина очень медленно. В пробах, захвативших слой в 20—30 см, обнару­живаются остатки животных, населявших океан несколько миллио­нов лет назад. Красная глина покрывает дно тех частей Мирового океана, где поступление другого материала не происходит.

В условиях морского дна происходят различные химические реакции, в результате которых могут появиться вещества, накапли­вающиеся в осадках. Примером могут служить фосфориты и желе­зисто-марганцевые конкреции, пользующиеся широким распростра­нением на дне океана. Условия накопления осадков в озерах рас­сматривались нами выше.

Основные типы берегов и их изображение на картах

Берега морей (и озер) отличаются большим разнообразием. Соче­тание всех условий, влияющих на формы морских берегов, столь разнообразно, что создание единой стройной классификации типов берегов — дело большой сложности. Наиболее современная класси­фикация берегов морей применена при выполнении крупных карто­графических работ по составлению карт Морского атласа. Основы-

224

ваясь на этой классификации, ниже приводим описание некоторых, наиболее распространенных типов берегов.

По указанной классификации все морские берега подразделены на б е р е г а к о р е н н ы е, т. е. сложенные древними, несовремен­ными горными породами, и берега, вновь образующиеся, моло­дые, современные, слагаемые отложениями, образующимися в настоящее время. К берегам в коренных породах авторы приведенной классификации относят такие широко распро­страненные типы берегов, как фиордовые, шхерные, далматинские, риасовые, лопастные, выровненные и др. Современными берегами считают лиманные, дельтовые, термоабразионные, коралловые, манг­ровые, вулканические и т. д.

Фиордами называют узкие, далеко вдающиеся в сушу морские заливы, развитые на гористых берегах в умеренных и высо­ких широтах северного и южного полушарий. Генезис фиордов сложный. Большое значение в их образовании имели разломы, раз­бившие горную страну. Позднее реки расширили и углубили линии тектонических нарушений, а окончательное формирование типичных особенностей фиордов происходило под действием ледников, придав­ших им формы корытообразных долин-трогов, которые и были затоп­лены морем после стаивания ледников. В пределах береговых линий территории СССР фиорды распространены на Кольском и Чукот­ском полуостровах, на Новой Земле, кроме того, в Скандинавии и других местах, где ледники спускались к морю по долинам.

Берега шхерного типа по образованию также свя­заны с деятельностью ледников и распространены на пространствах, подвергавшихся покровному оледенению в плейстоцене. Для этих берегов характерно бесчисленное количество небольших и невысоких островов, обилие подводных скал и мелей. Глубины в проливах между островами меняются быстро и неправильно, что делает плава­ние в шхерах очень опасным. Наиболее типично эти берега представ­лены в Балтийском море, в южной части Ботнического залива.

Риасовые берега образуются при погружении окраин горной страны или остаточных горных массивов, нормально расчле­ненных эрозией, и затоплении морем устьевых частей речных долин, ориентированных перпендикулярно или под острым углом к основ­ному направлению береговой линии. Горные хребты и выходы более стойких горных пород вдаются в море в виде клинообразных полу­островов, на продолжении которых часто выступают скалистые островки и подводные камни; в СССР известны в районе Владивостока.

Лиманные берега сходны с риасовыми, но образуются в результате затопления устьевых частей речных долин и балок, расчленяющих невысокую столовую страну или низменность, сло­женную горизонтально лежащими слоями осадочных горных пород. Этот тип характерен для низменных отмелых побережий. Образу­ющиеся заливы почти точно повторяют очертания затопленных пони­жений. Часто в устье лимана образуется коса или пересыпь, которые могут полностью или частично отделить лиман от моря. В условиях

225

засушливого климата в отделившемся от моря лимане может повы­ситься концентрация солей за счет усиленного испарения морской воды, приносящей с собой соли и поступающей из моря путем филь­трации сквозь пересыпь. При обильном поступлении в лиман илис­тых осадков образуется соленая грязь, широко используемая в ле­чебных целях. Лиманы распространены на берегах Черного и Азов­ского морей.

Лагунный тип берегов характерен тем, что море вторгается на сушу, сложенную рыхлыми, новейшими отложениями, и образует глубоко вдающиеся заливы, несколько напоминающие лиманы, но с еще более низкими берегами и более ветвящиеся.

Позднее залив отделяется от моря косами, иногда вышедшими из-под уровня моря и причленившимися к берегу барами. В резуль­тате образования кос и баров внешняя береговая линия становится сравнительно прямолинейной и сильно отличается от внутреннего, извилистого и изрезанного берега заливов и бухт. Эти берега типичны для восточного побережья Сахалина, степного Крыма, западного побережья Каспийского моря.

Берега ледяные отличаются тем, что в их развитии наряду с деятельностью моря большое участие принимают процессы, свя­занные с оттаиванием мерзлых рыхлых грунтов и ископаемого льда {термоабразия). Такие берега разрушаются быстро. Многие острова, частично сложенные ископаемыми льдами и располагавшиеся у се­верных берегов Азии, растаяли за несколько десятилетий. Развиты такие берега на севере Европы, Азии и Северной Америки. Изобра­жение берегов см. прилож. III.

Инженерно-геологические и геоморфологические исследования берегов и дна

Исследование берегов и береговых процессов имеет большое прак­тическое значение. Стоянка морских судов, предохранение берегов от разрушения часто могут быть обеспечены только путем проведе­ния больших и сложных инженерных работ. Прежде чем приступить к этим работам, необходимо тщательно изучить особенности береговых процессов на данном участке береговой линии. Часто эти исследова­ния приходится проводить и на суше, вдали от моря, и в море. Это бывает необходимо для выяснения геологического строения и про­цессов, способствующих неблагоприятному состоянию берегов (опол­занию, размыву пляжей и усиленной абразии, заносу акватория порта и т. п.). Очень часто неблагоприятное развитие береговых процессов связано с береговым потоком наносов, его направлением, мощностью и скоростью. Это заставляет проводить обширные иссле­дования дна, определять степень выработанности береговой плат­формы, изучать режимы волнения, движение, количество и стой­кость обломочного материала, слагающего дно, и т. д.

Для берегового потока наносов важно бывает установить источ­ники его питания, которыми могут явиться выносы рек, обвалы

226

с крутых береговых откосов, абразия. Установив эти источники, мы получаем возможность воздействовать на поток, направляя его в желаемую нами сторону. Бездумное вмешательство в береговые процессы (например, использование для строительства галечников с пляжей) может повлечь за собой катастрофические явления, для борьбы с которыми потребуются очень большие и дорогие работы. Возводимые в море сооружения сложны и многообразны. Это раз­личные портовые сооружения (молы, причалы и т. д.), берегоукре­пительные конструкции (буны, подпорные стенки) и даже целые обширные пляжи. В нашей стране имеется большой опыт по созданию всякого рода сооружений в море, по укреплению берегов и т. д. Успешно действующие сооружения можно видеть в большом числе на берегах Черного моря.

ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ И РЕЛЬЕФООБРАЗУЮЩАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ ПОДЗЕМНЫХ ВОД

Суффозия и коррозия

Деятельность подземных вод заключается в захвате частиц гор­ных пород, переносе и отложении их. Захват и вынос частиц пород подземными водами часто называют общим термином суффозия. Однако следует различать собственно суффозию, выражающуюся в захвате и выносе мелких, нерастворимых частиц, и выщелачива­ние — коррозию, представляющую собой вынос веществ, легко переходящих в растворы (гипс, кальцит, каменная соль и др.). Выщелачивание в деятельности подземных вод решительно преобла­дает, особенно в случае развития карста. Все же и суффозия (в узком смысле слова) в некоторых случаях имеет большое значение.

Суффозионные формы рельефа

При выносе частиц породы из рыхлого водопроницаемого слоя он еще больше разрыхляется и под тяжестью вышележащих масс дает осадку. На местности в связи с этим появляются понижения и впадины, обычно замкнутые, располагающиеся поодиночке или рядами. В последнем случае они как бы отмечают направление наибо­лее интенсивного движения потока подземных вод. Развитию суффо­зии также способствует просачивание воды с поверхности земли и унос ею мелких частиц грунта в более глубокие горизонты. Этот процесс может происходить и путем уноса частиц рыхлого грунта в трещины подстилающего твердого, но сильно трещиноватого и во­допроницаемого слоя. Во всех этих случаях на местности появляются замкнутые суффозионные впадины, часто имеющие блюдцеобраз-ную форму или форму воронок. Большинство впадин суффозионного происхождения образуется на относительно ровной местности или на пологих склонах вблизи выходов источников. Размеры отдель­ных впадин невелики (диаметр 10—20 м, глубина 1—8 м), форма

227

чашевидная, блюдцеобразная, воронкообразная. Соединяясь вместе, такие формы могут привести к возникновению больших циркообраз-ных понижений на склонах (см. прилож. III). Под крутыми склонами процессы суффозии развиваются при наличии выходов подземных вод. Сосредоточиваясь в водоносном слое, они сильно разрыхляют его и способствуют образованию оползней.

Оползни и их типы

Оползнями называют скользящее смещение земляных масс, иногда развивающееся длительное время и происходящее без опрокидывания и свободного падения сползающих масс, в против­ном случае образуется обвал.

Оползни могут возникнуть в результате суффозии, при подмыве крутых склонов рекой, морем, при нагрузке неустойчивого склона каким-либо сооружением, пропитывании породы дождевой или талой

снеговой водой, при резких сотрясе­ниях склона во время землетрясений и даже при прохождении тяжелого транспорта. Особенно сильно оползни поражают крутые морские берега, склоны речных долин, крутые берега водохранилищ. При образовании оползней происходит разрыв сплош­ности пород и скольжение оторвав­шейся массы. Линия отрыва в плане часто имеет форму вогнутой кривой,

обращенной вогнутостью вниз по склону. Благодаря этому на пора­женном оползнями склоне возникают своеобразные оползне­вые цирки. Поверхность скольжения, по которой происходит движение сползающих масс, может иметь различную форму и зави­сит от геологического строения склона (рис. 59).

Принято различать оползни первого порядка, существенно захватывающие коренные породы, еще не оползавшие ранее, поползни второго порядка, развивающиеся в уже сползавших массах. Кроме того, следует выделять оползни соскальзывания (деляпсивные), образующиеся при раз­рыхлении основания склона суффозией, при подмыве рекой, морем, т. е. при уничтожении опоры склона снизу, и оползни толка­ющие (детрузивные), представляющие движение сорвавшейся верхней части склона, причем покров нижней части сминается в складки, вздувается буграми, местами возникают трещины и ямы, или оползень делится на серию ступеней, передняя из которых приобретает наклон обратно их движению.

Признаками развивающихся оползней являются трещины на склонах, иногда имеющие дугообразную форму, оползневые террасы «пьяный лес», стволы деревьев в котором наклонены в разные сто­роны, а некоторые стволы изогнуты однократно в форме сабли или

228

многократно искривленные. Развившиеся и уже закрепившиеся оползни выделяются на склонах и у подножия в виде бугров, чере­дующихся с различного вида понижениями. Понижения распола­гаются в тыловой части сползающих масс, благодаря способности оползней несколько запрокидываться при своем движении вниз по склону. Эти понижения часто бывают заболочены. Одиночные оползни могут достигать площади до нескольких гектаров, группы оползней иногда охватывают участки склонов в несколько квадрат­ных километров, а иногда вдоль морских побережий имеют ширину 2—3 км и тянутся на сотни километров (берега Мангышлака и др.).

Карст и морфология карстовых областей

В настоящее время под термином карст принято понимать совокупность процессов, явлений, форм рельефа и особенностей гидро­графии, развивающихся в результате растворения трещиноватых и пористых водопроницаемых горных пород (известняков, гипсов, доломитов, каменной соли) под действием проникающей в эти породы и трещины воды. Способность воды растворять известняки в сильной степени зависит от содержания в ней углекислоты. Так, в 1 л воды, лишенной углекислоты, может раствориться только 0,1 г минерала кальцита, а в воде, насыщенной углекислотой, растворяется 2—3 г. При развитии карста растворение породы происходит с поверхности и в глубине. Наиболее наглядно растворение видно при развитии так называемого обнаженного карста, когда на раство­римой породе отсутствуют наносы. При покрытом карсте на поверхности растворимых пород лежит слой наносов, который маскирует поверхностные карстовые формы.

При обнаженном карсте на поверхности известняков появляется сеть глубоких борозд — карров, достигающих часто глубины до нескольких десятков сантиметров и отделенных друг от друга гре­бешками. Покрытая каррами поверхность называется карров ым полем. Она характерна для территорий с ливневым типом осадков и пересеченным рельефом. Проникающая в толщу растворимых пород вода постепенно расширяет пути (растворяя стенки трещин), облегчающие ее движение под землей. Вертикальные трещины пре­вращаются в естественные шахты и колодцы, горизонтальные и на­клонные — в подземные галереи и большие полости — пещеры. Если большие пещеры расположены неглубоко, то перекрывающие их слои могут обваливаться и возникают провалы и воронки.

При покрытом карсте развитие карстовых наземных и подземных полостей и форм происходит приблизительно по тому же плану, но здесь осыпающиеся в провалы и полости рыхлые массы, покрыва­ющих нерастворимых пород в значительной степени маскируют поверхностные карстовые формы и часто могут закупоривать подзем­ные полости и каналы. При покрытом карсте господствующими формами рельефа обычно являются различного размера замкнутые формы рельефа, известные под общим названием карстовых

229

воронок. Поступающие в эти воронки поверхностные воды ухо­дят в глубь земли через имеющиеся на дне отверстия — доноры. Размеры карстовых воронок самые различные, от нескольких метров до сотен метров в поперечнике и от 1 до 30 м глубиной. При сильном развитии карста поверхность земли иногда густо усеяна воронками, тесно расположенными друг к другу. Постепенно разрастаясь, воронки объединяются в более обширные карстовые котло­вины и еще большие понижения — п о л ь я. Образованию полья обычно способствует тектоника данной территории. Карстовые процессы наиболее интенсивно развиваются по линиям тектонических нарушений, в местах наибольшего разрушения и дробления пород, используя их в качестве путей подземного стока.

Подземные карстовые полости (пещеры) могут достигать очень больших размеров. Суммарная протяженность подземных галерей в некоторых карстующихся массивах достигает многих десятков, а в отдельных случаях и сотен километров. Текущие по этим гале­реям воды образуют ручьи, подземные реки и озера, допускающие в отдельных местах плавание на лодках. Просачивающаяся сверху сквозь растворимые породы вода достигает потолка этих полостей, и здесь из нее выделяется часть растворенных веществ, за счет чего образуются своеобразные свисающие натечные формы — сталак­титы. Стекая по стенам, эта вода дает начало образованию натеч­ных форм в виде занавесей, натечных корок и т. п., а, падая на пол пещер, приводит к образованию растущих вверх столбиков — ста­лагмитов. Натечные образования в пещерах являются примером своеобразным выражением аккумулятивной деятельности подземных вод.

Развитие карста может сильно влиять на условия хозяйственного освоения местности, и к этому вопросу мы обратимся ниже.

В ранней стадии, когда толща растворимых горных пород еще очень слабо затронута процессами закарстования, на местности имеется нормально развитая речная сеть, поверхность земли нор­мально увлажнена атмосферными осадками, покров рыхлых отло­жений маскирует неровности поверхности растворимых пород, растительность развивается нормально. В этой стадии грунтовые воды циркулируют по отдельным узким трещинам и, поскольку растворимые горные породы отличаются достаточной монолитностью, сплошного горизонта грунтовых вод нет. Позднее, когда в раствори­мых породах трещины расширяются, признаки закарстования ста­новятся отчетливее. Поверхностные воды свободнее проникают в глубь пород, местность иссушается, многие небольшие речки и ручьи, встречая на своем пути трещины и отверстия — п о н о р ы, уходят под землю. В отдельных местах появляются карстовые воронки. При развитии обнаженного карста в это время начинают распространяться карровые поля. Подземные воды на этой стадии развития карста продолжают двигаться изолированными потоками, но пути их уже лучше разработаны. У окраины карстующихся масси­вов появляются источники. В дальнейшем происходит все большее

230

иссушение местности, расширение и углубление понижений, увели­чение размеров подземных пустот, обрушение кровли пещер. В неко­торых случаях на дне провалов обнаруживаются протекающие по дну подземных галерей подземные реки. Ввиду хорошей разработан­ности подземной сети трещин и пустот в этот период имеется уже общий уровень подземных вод. Ранее выработанные на более высо­ких уровнях и покинутые водой пещеры становятся доступными для изучения.

В конечной стадии развития карста от единой толщи растворимых пород остаются только отдельные изолированные массивы небольших размеров. Реки из подземных водотоков вновь превращаются в на­земные, текущие теперь на более низком уровне, чем они текли до развития карста. Увлажнение почвенного покрова и развитие расти­тельности становится нормальным. Если процессами закарстования была захвачена только часть толщи растворимых пород, находив­шаяся выше уровня грунтовых вод при соответствующих условиях дренажа, то в дальнейшем, если уровень грунтовых вод понизится, карст начнет развиваться вновь, но уже на более низком уровне.

В условиях умеренного климата и умеренного количества осадков прохождение всех стадий развития карста требует очень продолжи­тельного отрезка времени. Большинство карстующихся территорий этого пояса не достигли конечной стадии, при которой происходит распад толщи растворимых пород на изолированные останцы. Эта стадия быстро достигается только в условиях жаркого и влажного климата, где богатые органическими соединениями воды агрессивно действуют на горные породы, растворяя их до уровня грунтовых вод. Пещеры и галереи разрушаются, провалы соединяются между собой и образуют сложный лабиринт проходов. Подвергающиеся дальней­шему растворению останцы распадаются на отдельные скалы, часто принимающие форму сахарных голов, придающих характерный облик тропическому карсту.