Мерзлоты

Возведение зданий и различных инженерных сооружений на рыхлых грунтах, скованных вечной мерзлотой, требует применения специальных конструкций и принятия ряда мер, предохраняющих эти сооружения от разрушения. Даже обычные реперы при топо­графической съемке местности должны устанавливаться с соблюде­нием специальных требований. Реперы, установленные в деятельном слое, очень недолговечны, обычно на второй или третий год они вымерзают — вытягиваются из земли и падают. Происходит это от того, что замерзание грунтов деятельного слоя сопровождается его вспучиванием. Примерзший к скованным сезонной мерзлотой слоям репер приподнимается, а под его основание затекает разжи­женный и еще не замерзший грунт, который летом мешает опуститься реперу на прежнее место. Ежегодно повторяясь, этот процесс приво­дит к полному выталкиванию репера на поверхность земли. Для пре­дохранения реперов от вымораживания их надо устанавливать с заглублением и вмораживанием в слой вечной мерзлоты.

Вымораживанию подвергаются не только репера, но и сваи мостов, столбы под зданиями и т. д.

Возведение на мерзлых грунтах зданий, дорожных насыпей и дру­гих сооружений, изменяющих рельеф местности, приводит к тому, что у южных стен, склонов и т. п. происходит глубокое протаивание грунтов; грунты разжижаются и теряют способность удерживать сооружение, которое разрушается.

Борьба с вредным влиянием вечной мерзлоты ведется или путем искусственного понижения ее уровня на такие глубины, при которых она не будет влиять на сооружение, или путем поддержания мерзлоты в ее прежнем состоянии. Последний способ выгодней, так как его можно осуществить сравнительно простыми мерами. Для этого под жилыми домами оставляют неотапливаемое пространство, которое умышленно усиленно промораживают зимой, а летом предохраняют от прогревания. Обращенные к солнцу стороны сооружений (осо­бенно их основание) затеняются, под стенами делается теплоизоля­ция, препятствующая передаче тепла на замерзшие слои через фунда­мент. В нашей стране достигнуты очень большие успехи в борьбе с вредным влиянием оттаивающих грунтов. В настоящее время на вечной мерзлоте построены большие города с многоэтажными

249

зданиями, успешно функционирующими многие годы. Успеш­ная борьба с вечной мерзлотой возможна только при глубоком и тщательном изучении особенностей каждой конкретной местности, намечаемой под строительство, что сейчас и выполняется в широких масштабах.

Необходимость изображения мерзлотных форм рельефа и явлений на топографических картах

Ряд явлений и форм рельефа, обусловленных развитием вечной мерзлоты, отражается на топографических картах. Специальными условными знаками показываются наледи (речные, грунтовые и на­кипи), а также выходы ископаемого льда. Из форм микрорельефа показываются участки местности с бугристым рельефом, полигональ­ной и пятнистой поверхностью, каменные кольца и многоугольники. Условными знаками и горизонталями изображаются оползни, про­моины, овраги и некоторые формы рельефа, обусловленные процес­сами солифлюкции (например, солифлюкционные террасы). Речные долины показываются обычным способом с сохранением типичных особенностей склонов, поперечного профиля и плановых очертаний (четковидные, ящикообразные и асимметричные русла и т. д.).

При изображении гидрографической сети тундровых районов следует учитывать часто наблюдающиеся явления бессточности зна­чительных площадей, пересыхающие к концу лета и вымерзающие зимой реки, бессточные озера и своеобразное распределение стока, при котором многие озера сбрасывают воду не в ближайшую реку, а далеко в сторону от нее.

Бессточность значительных площадей тундровой зоны обуслов­лена тем, что моросящие дожди здесь не дают большого количества воды и питание рек, берущих начало в зоне тундры, происходит в основном за счет таяния снега, наледей и льдистого грунта. Реки, имеющие малую водосборную площадь, быстро сбрасывают весен­нюю воду и к концу лета пересыхают. Многие озерки совсем бессточны, так как небольшое количество воды, поступающей в них ежегодно, расходуется на испарение, которое в зоне тундры хотя и мало, но все же имеет место.

Своеобразное распределение стока из озер, расположенных на водоразделах, обусловлено двумя причинами: 1) вечной мерзлотой, препятствующей просачиванию воды из озера через замерзший грунт в ближайшую реку, и тем самым исключающей развитие суффозии и последующий размыв полосы суши, отделяющей озеро от ближай­шей реки; 2) более быстрым на склонах южной экспозиции разви­тием оврагов, которые энергично прорезают междуречья и спускают озера, орографически тяготевшие к другой реке.

При изображении оврагов, развитых в тундре, следует передавать характерный для них в этих районах поперечный профиль — крутой в верхней части склонов (часто обрывистый) и полого вогнутый в осно­вании склонов и на дне. Овраги приобретают этот профиль в резуль-

250

тате сползания оттаивающих в склонах грунтов и слабого развития глубинной эрозии в грунтах, слагающих днище. Грунты эти ско­ваны вечной мерзлотой и большую часть года прикрыты снегом, надутым ветром в овраги с открытых тундровых водоразделов.

Термокарстовые формы рельефа на крупномасштабных топогра­фических картах изображаются при помощи горизонталей и услов­ных знаков бровок и обрывов. Только небольшие воронки и впадины требуют для изображения применения условного знака впадин, не выражающихся в масштабе карты. Термокарстовые озера специаль­ного условного знака не имеют и изображаются на картах так же, как и все другие озера.

БИОГЕННЫЕ ПРОЦЕССЫ И ИХ РЕЛЬЕФООБРАЗУЮЩЕЕ ЗНАЧЕНИЕ

Геологическая и рельефообразующая роль растений, животных

и человека

Наибольшая концентрация организмов и органического вещества наблюдается на Земле в гидросфере и в пограничной зоне атмосферы и литосферы, т. е. там же, где развивается деятельность всех осталь­ных внешних агентов, к которым относятся и организмы. В процессе жизнедеятельности организмы захватывают и накапливают различ­ные вещества, перерабатывают и часто переносят их на большие расстояния, а отмирая, дают материал, откладывающийся на поверх­ности литосферы и играющий большую роль в ее строении и в рель­ефе. Примерами могут служить огромные запасы торфа и каменных углей, коралловые рифы и острова, мощные толщи органогенных известняков и т. п.

Геологическая и рельефообразующая деятельность человека, несомненно, стала проявляться в глубокой древности и на первых этапах мало чем отличалась от деятельности других организмов. Но уже на заре культуры, овладев огнем и простейшими орудиями, человек выступил в роли своеобразного деятеля, чаще непроизвольно возбуждающего, но иногда и умышленно направляющего развитие геологических и рельефообразующих процессов.

Фитогенные формы рельефа

Растительный мир (от микроскопических водорослей до мощных деревьев) оказывает многообразное воздействие на горные породы. Колоссальное количество корней всевозможных растений проникает в почву и в коренные горные породы, разрушая и перерабатывая их, подготавливает материал, который затем перемещается под действием силы тяжести, переносится ветром, текучими водами и другими внешними агентами. Прикрепленные к субстрату растения лишены возможности создавать формы рельефа, обусловленные непосред­ственной разрушительной деятельностью деревьев, кустарников и т. д. Однако при посредстве другого внешнего агента (например,

251

ветра) растения эту возможность приобретают. Примером могут служить выворотни — большие ямы, возникающие при падении деревьев, вырванных ветром. Площадь таких ям может достигать 10 ж² и более, глубина 0,5—1 м. При массовых ветровалах огромные площади оказываются покрыты бесчисленным количеством ям и бугров, длительное время сохраняющихся в рельефе. К фитоген-ным формам рельефа могут быть причислены бугры, гряды и кочки, широко распространенные на заболоченной местности. Наконец, мощные скопления торфа, заполняющие дно котловин, впадины заросших озер, большие пространства водоразделов и т. д., являются примером изменения рельефа за счет накопления органических (растительных) остатков.

Органогенные формы рельефа

Микроорганизмы и роющие животные перерабатывают минераль­ную массу горных пород, разрыхляя ее, создавая в толще слоев ходы, полости и пустоты, изменяя химический состав минералов, используя минеральную массу на построение своих тканей и скеле­тов. Наземные животные, передвигаясь по поверхности земли, разрушают ее, вытаптывают тропинки, даже в твердых горных поро­дах, срывают мелкие неровности (например, кочки), сталкивают с горных склонов камни, вызывая камнепады и снежные лавины. Некоторые морские моллюски вытачивают в твердых скальных поро­дах углубления, способствуя дальнейшему разрушению породы. Роющие животные выкапывают норы и т. д. На первый взгляд эта деятельность организмов незначительная и часто маскируется дея­тельностью других геологических факторов. Но учитывая простран­ства, на каких она совершается, и время, в течение которого живот­ные воздействуют на горные породы и рельеф, видим, что эта деятель­ность вполне соизмерима с деятельностью других внешних агентов. Помимо непосредственного воздействия на рельеф животные часто являются причиной усиления какого-либо процесса. Например, норы животных, скотобойные тропы, чрезмерно вытоптанные участки пастбища могут явиться местами резкого усиления дефляции или эрозии. Примером мощных положительных форм органогенного рельефа могут служить коралловые острова и рифы, но кроме таких грандиозных сооружений на суше имеется огромное количество разнообразных форм микрорельефа (кочек, термитников, сурчин и т. п.), созданных при участии насекомых и животных.

Антропогенные формы рельефа

Человеческое общество очень интенсивно преобразует рельеф. По направлению деятельность человека иногда подразделяют на сельскохозяйственную, эксплуатацию месторождений полезных ископаемых, возведение различного рода сооружений, оборон­ную и т. д.

252

В результате распашки полей человечество ежегодно перерабаты­вает более 3000 км³ почвы. Большие площади специально выравни­ваются перед превращением их в культурные земли, создаются каналы и дамбы, осушаются болота и т. д. Очень велико воздействие человека на растительный покров, а через него на множество при­родных процессов (усиление или ослабление влагооборота, подго­товка условий для развития эрозии и дефляции, закрепление овра­гов, подвижных песков и т. д.).

Эксплуатация месторождений полезных ископаемых сопровождается перемещением больших масс грунта, извлечением руды, каменного угля, золота, строительных материалов и т. п. При этом вырываются огромные карьеры, напри­мер, при открытой добыче угля, руд, при эксплуатации торфяных месторождений, извлечении строительных материалов (песка, извест­няков, мрамора, гранита и т. д.). Большие массы пустой породы, или так называемой вскрыши, идут в отвалы, представляющие собой большие гряды и холмы (например, терриконы в местах добычи каменного угля, придающие промышленному Донбассу своеобраз­ный облик, или отвалы суглинков около карьеров, заложенных для добычи песка и гравия).

При разработке месторождений золота, платины и других ценных минералов, встречающихся в россыпях, преображаются долины даже больших рек, не говоря уже о долинах мелких ручьев и речек, которые почти полностью утрачивают свой первоначальный облик. Выработка глубоко залегающих пластов полезных ископаемых также в конечном итоге отражается на поверхности земли. Около шахтных зданий нагромождаются большие массы вынутой породы и возникают уже упомянутые терриконы, а над выработанными шахтными полями происходят осадки кровли, сопровождающиеся местными землетрясениями и появлением на местности воронок, впадин и других неровностей.

Сооружения, созданные руками человека, осложняют рельеф земной поверхности. Они разнообразны по размерам, назначению, применяемым материалам и значительности в рельефе. К таким сооружениям относятся: дороги и дорожные насыпи, выемки, тун­нели, мосты и различного рода дорожные покрытия (каменные, бетонные, асфальтовые); жилые и производственные здания, обычно группирующиеся на местности в большем или меньшем числе в виде поселков и городов; ирригационные и гидротехнические сооруже­ния — каналы, дамбы, плотины, здания гидроэлектростанций и т. п.; памятники и могильники — пирамиды, курганы, могильные холмы и т. п. Трансформируется и гидросеть созданием каналов, больших и малых водохранилищ, прудов и т. д. Возводя различные оборонные сооружения и в процессе военных действий, армии часто полностью преобразуют ландшафт больших территорий, как это было под Верденом во время первой империалистической войны и под Сталин­градом во время Великой Отечественной войны. После Великой Отечественной войны до настоящего времени сохранились в рельефе

253

противотанковые рвы, эскарпы, окопы, блиндажи, воронки от взры­вов снарядов крупного калибра и авиационных бомб. В воронках местами образовались небольшие озерки. Даже со времени Та­мерлана в Средней Азии сохранились насыпи сторожевых курганов, отчетливо выраженные в рельефе. Приведенный перечень далеко не полон, и его можно очень сильно расширить.

Необходимость строгого учета воздействия человека на природу при освоении и хозяйственном использовании территории

Помимо форм рельефа, созданных самим человеком, в природе часто наблюдаются формы, возникшие не при непосредственном участии человека, а под действием других агентов, но по вине чело­века, создавшего условия, облегчившие или стимулировавшие развитие деятельности этих агентов. Неправильная распашка скло­нов приводит к усилению плоскостного смыва, появлению промоин, оврагов, а через них влияет на грунтовые воды, русла рек (засоре­ние) и другие природные процессы, возбуждая далеко идущие связи. Распашка больших площадей территорий неустойчивого увлажнения, подверженных действию сильных ветров, сопровождается развитием дефляции, появлением пыльных бурь и туманов (мглы), развитию сыпучих песков и т. п. Молевой сплав по рекам разрушает берега, засоряет русла, создает заторы, нарушает условия судоходства, истощает рыбные промыслы и т. д.

Человек своими действиями способствует изменению климата (например, постройка крупных водохранилищ), воздействует на состояние атмосферы и т. д. Только всесторонний учет природных связей может обеспечить правильное воздействие человека на при­роду, улучшить условия обитания человека на нашей планете. Все это требует от современного человечества глубоких знаний и хорошо продуманного отношения к природе. Это важно не только для ее сохранения, но и для ее разумного преобразования, для ее обога­щения и повышения продуктивности. Современное человечество несет огромную ответственность за то, в каком состоянии сохранит планету для последующих поколений. Хозяйственное использование и преобразование природы немыслимо без хороших, тщательно составленных карт, отражающих все стороны природы и воздействия на нее человека и являющихся необходимым материалом при плани­ровании и выполнении всевозможных работ на земной поверхности. Отсюда ясно, как велики те задачи, которые стоят перед геоде­зистами и картографами, создающими эти карты.

ПРИЛОЖЕНИЕ I

ГЕОХРОНОЛОГИЧЕСКАЯ ТАБЛИЦА

17*

ПРИЛОЖЕНИЕ II

ТАБЛИЦА ОСНОВНЫХ СВОЙСТВ ГЛАВНЕЙШИХ МИНЕРАЛОВ

274

ПРИЛОЖЕНИЕ III ФОРМЫ РЕЛЬЕФА (А) И ПРИМЕРЫ ИХ ИЗОБРАЖЕНИЯ НА КАРТАХ (Б)

Продолжение прилож. III

275

276

Продолжение прилож. III

Продолжение прилож. III

278

Продолжение прилож. III

Продолжение пригож. III

279

Продолжение прилож. III

ЛИТЕРАТУРА

1. Андреев В. А. Геофизические методы в региональной структур­ ной геологии. М., изд-во «Недра», 1965.

2. Б а ш е н и н а Н. В. Формирование современного рельефа земной поверхности. М., изд-во «Высшая школа», 1967.

3. Б е л о у с о в В. В. Основные вопросы геотектоники. М , Госгеолтех- издат, 1954.

4. Белоусов В. В. Земля, ее строение и развитие. М., Изд-во АН СССР, 1963.

5. Богданов А. А., Жуков М. М., М и л а н о в с к и й Е. В., Павлинов В. П. Пособие к лабораторным занятиям по курсу общей геологии. М , Госгеолтехиздат, 1954.

6. Богданов А. А, Муратов М. В, Хаин В. Е Об основ­ ных структурных элементах земной коры М , Бюлл МОИП, отд геологии, т. XXXVIII (3), 1963.

7. Б о г о м о л о в Л. А. Топографическое дешифрирование природного ландшафта на аэроснимках. М., Госгеолтехиздат, 1963

8. Великанов М. А. Гидрология суши. Л, Гидрометиздат, 1954 „

9. Вольпе Р. И., Подобедов Н. С. Топографическое дешифри­ рование аэроснимков при создании карт масштаба 1 : 10 000 и 1 25 000 М Геодезиздат, 1961.

10. Гвоздецкий Н. А., Карст. М , Географгиз, 1950. И. Д е в д а р и а н и А. С. Итоги науки. Геоморфология, вып I. Матема­тические методы. М., Изд-во ВИНИТИ, 1966.

12. Д е в д а р и а н и А. С. Математический анализ геоморфологии М изд-во «Недра», 1967.

13. Деменицкая Р. М. Кора и мантия Земли. М , изд-во «Недра» 1967.

14. Горшков Г. П., Якушев А Ф. Общая геология Изд-во МГУ, 1962

15. Ефремов Ю. К Опыт морфологической характеристики элементов и форм рельефа Сб «Вопросы географии», М., География, 1949, II

16 Зенкович В. П. Динамика и морфология морских берегов Ч I, Волновые процессы. М.—Л., изд-во «Морской транспорт», 1946

Зенкович В. П. Основы учения о развитии морских берегов. М., Изд-во АН СС;Р, 1962.

17. Знаменский А. И. О механизме образования некоторых форм эолового рельефа песчаных пустынь и защите сооружений от песков. Изв. Турк­ мен, фил. АН СССР, 1950.

18. Иваньков П. А., Соколов В. В. Вечные снега и их изобра­ жение на топографических картах. М., Геодезиздат, 1957.

19. И з о т о в А. А. Успехи изучения фигуры Земли в СССР. «Земля и Вселенная», 1967, № 5.

20. Колесник СВ. Основы общего землеведения. М.—Л., Учпед­ гиз, 1947.

21. К о с ы г и н Ю. А. Тектоника. М., изд-во «Недра», 1969.

22. К а т т е р ф е л ь д Г. Н. Лик Земли и его происхождение. М., Гео- графгиз, 1962.

23. К а ч у р и н СП. Термокарст на территории СССР. М., Изд-во АН ССС', 1961.

24. К р и т с к и й В. В., Четвериков С. Д. Краткий курс мине­ ралогии и петрографии с начальными сведениями по кристаллографии. М., Углетехиздат, 1955,

25. Курс общей геологии. Под ред. Серпухова В. И. М., Госгеолтехиздат, 1960.

26. Л а н г е О. К., Иванова М. Ф. Общая геология. Изд-во МГУ, 1961.

27. Л е о н о в Г. П. Историческая геология. Изд-во МГУ, 1956.

28. Леонтьев О. К. Основы геоморфологии морских берегов. Изд-во МГУ, 1961.

29. Магницкий В. А. Основы физики Земли. М., Геодезиздат, 1953.

30. М а к к а в е е в Н. И. Русло реки п эрозия в ее бассейне. М., Изд-во АН СССР, 1955.

31. Марков К. К. Основные проблемы геоморфологии. М., Географ- гиз, 1949.

32. Ма слов Н. Н. Инженерная геология. М., Госстройиздат, 1957.

33. М е д в е д е в С. В., Шебалин Н. В. С землетрясением можно спорить. М., изд-во «Наука», 1967.

34. М и х а й л о в А. Е. Основы структурной геологии и геологического картирования. М., изд-во «Недра», 1967.

35. Николаев Н. И. Неотектоника и ее выражение в структуре и рельефе территории СССР. М., Госгеолтехиздат, 1962.

36. Панов Д. Г. Общая геоморфология. М., изд-во «Высшая школа»,

1966.

38. П и о т р о в с к и й В. В. Геоморфология с основами геологии. М., Геодезиздат, 1961.

39. П о г о с я н X. П. Общая циркуляция атмосферы. Л., Гидрометиз- даг, 1959.

40. П о д о б е д о в Н. С. Физическая география. Ч. 2, Геоморфология, М., Геодезиздат, 1954.

41. Подобедов Н. С Общая физическая география и геоморфоло- гия. М., изд-во «Недра», 1964.

42. П о л о в и н к и н А. А. Основы общего землеведения. М., Учпед­ гиз, 1958.

43. Рельеф Земли. М., изд-во «Наука», 1967.

44. С и л к и н Б. И., Т р о и ц к а я В. А., Шебалин Н, В. Наша незнакомая планета. М., Изд-во АН СССР, 1962.

45. Тектоника Европы. М., изд-во «Наука», изд-во «Недра», 1964.

46. Тектоника Евразии. М., изд-во «Наука», 1966.

47. Толстой М. П. Геология с основами минералогии и петрографии. М., изд-во «Высшая школа», 1968.

48. Федорович Б. А. Основные черты рельефа песков пустыни Каракум. Тр. ИГАН СССР. Материалы по геоморфологии СССР, вып. 24, 1960.

49. Федорович Б. А. Вопросы происхождения лесса в связи с усло­ виями его распространения в Евразии. Тр. ИГАН СССР, т. 80, 1960.

50. X р о м о в СП. Метеорология и климатология для географических факультетов. Л., ГИМИЗ, 1964.

50. Ч а р ы г и н М. М. Общая геология. М., Гостоптехиздат, 1963.

51. Ш о к а л ь с к и й Ю. М. Физическая океанография, 1933.

52. Ш у л е й к и н В. В. Физика моря. М., Изд-во АН СССР, 1953.

1. Щукин И. С. Общая геоморфология. Изд-во МГУ, т. 1 и т. 2, 1960, 1964.

   50. ОГЛАВЛЕНИЕ

Предисловие 3

Введение 5