книги из ГПНТБ / Подобедов, Н. С. Общая физическая география и геоморфология учебник

условным знаком или знаком ямы естественного происхождения, а в отдельных случаях и горизонталями.

Карстовые колодцы (см. рис. 105, в) характеризуются резко выра­ женной бровкой и крутыми обрывистыми стенками; на дне таких ко­ лодцев часто можно наблюдать нагромождения глыб известняка. Образование форм этого типа связано главным образом с развитием подземных пещер, возникающих в результате растворения пород грунтовыми водами. Кровля пещеры, разбитая трещинами, постоянно растворяется проникающими в них водами и, наконец, обваливается на дно пещеры. Так, характерная для карста подземная полость —* пещера, превращается в карстовый колодец. Эти формы чаще всего тяготеют к речным долинам, балкам и оврагам, вблизи которых ха­ рактерна более интенсивная циркуляция подземных вод, способству­ ющая образованию больших подземных карстовых полостей в виде пещер.

Карстовые колодцы могут быть отображены на картах условным знаком ям естественного происхождения, причем изображение наи­ более глубоких колодцев следует сопровождать подписью их глубины в метрах.

Естественные шахты — узкие и глубокие впадины (глубина до сотен метров) с отвесными стенками, у которых ширина во много раз меньше глубины. Канал естественной шахты имеет вид почти вер­ тикальной трубы, ведущей с поверхности в глубину. Нередки слу­ чаи, когда естественная шахта идет наклонно, образует изгибы и пред­ ставляет собой чередование расширенных и узких ходов. Естествен­ ные шахты нередко оканчиваются в глубине пещерой или откры­ ваются в канал подземной реки.

В случае, если достоверно известно о существовании пещеры в глубине шахты, устье последней может быть показано на топографи­ ческих картах соответствующим условным знаком.

Естественные шахты являются результатом длительных процессов растворения водой стенок трещин в известняках или гипсах. Некото­ рые из них, возможно, являются результатом обвалов в подземных пустотах.

Карстовые котловины имеют большей частью продолговатую форму (длина в 2—6 раз больше ширины) и глубину не более 30 м. Длина карстовых котловин достигает 1000 м. Склоны их крутые, нередко отвесные, что связано с их образованием в результате текто­ нических процессов или путем обрушивания кровель пещер. Иногда по дну котловин текут ручейки, пропадающие в понорах. На тер­ ритории СССР карстовые котловины имеются в Крыму (на Яйле).

Карстовые котловины изображаются на топографических картах замкнутыми горизонталями, а при большой крутизне склонов — зна­ ками скалистых обрывов.

Увеличение размеров карстовых котловин может привести к обра­ зованию польев. Полъя могут возникать в результате провалов кро­ вель подземных пещер, а также вследствие тектонических процессов (опускания отдельных участков поверхности по линиям сбросов).

230

Полья отличаются от котловин большими размерами. Они также вытянуты в одном направлении, причем длина их нередко исчис­ ляется километрами. Склоны обычно крутые, высотой более 100 м, а дно сравнительно ровное, иногда заболоченное, с понорами, через которые уходят в глубь породы поверхностные ручьи и речки. В Крыму к польям, например, относится Байдарская долина и ряд других долин, расположенных к западу от нее. На топографических картах полья изображаются так же, как и карстовые котловины.

Основными формами рельефа в условиях покрытого карста яв­ ляются воронки «просасывания», карстово-суффозионные проваль­ ные воронки и карстово-эрозионные овраги.

Воронки «просасывания» наиболее широко распространены в пре­ делах Европейской части СССР, в районах развития покрытого карста, где поверхность сложена рыхлыми песчано-глинистыми по­ родами. По внешнему облику они напоминают конусообразные во­ ронки с такими же крутыми (30—45°) склонами, но обычно покрытыми

Рис. 106. Превращение карстового колодца А в конусообразную воронку Б

слоем почвы и растительностью. На дне воронок очень часто встре­ чается отверстие понора, отводящего поверхностные воды в глубь породы.

Образование воронки «просасывания» есть результат вмывания поверхностной водой песчано-глинистого материала в отверстие понора, которое расширяется за счет растворения стенок. Однако от­ верстие все время заполняется рыхлым материалом и поэтому размер понора увеличивается незаметно. В тех случаях, когда в понор посту­ пает много рыхлого материала с поверхности, происходит закупорка понора и рост воронки замедляется или совсем прекращается.

Карстово-суффозионные провальные воронки образуются в раство­ римых горных породах, когда в результате деятельности подземных вод создаются подземные полости, дальнейший рост которых приво­ дит к нарушению устойчивости свода и его последующему обрушива­ нию. Непосредственно после этого формы имеют крутые стенки, но в дальнейшем вследствие смыва и оползания, они преобразуются в конусообразные воронки (рис. 106).

Карстово-эрозионные овраги обычно имеют незначительные раз­ меры и развиваются на склонах крупных карстовых воронок или котловин. Базисом эрозии для них служат днища указанных форм. Таким образом, хотя эти формы и образуются за счет овражной эро­ зии в нерастворимых породах, но эрозия здесь генетически связана

231

с карстом, который в конечном счете и является причиной возникно­ вения подобных оврагов.

Карстовые воронки поверхностного растворения и воронки просасывания наиболее полно и быстро развиваются на сравнительно отлогих склонах там, где поверхностные воды не слишком быстро стекают по поверхности и успевают просачиваться в грунт. Вместе с тем при прочих равных условиях бблыпая плотность карстовых воронок характерна в пределах днищ, балок и оврагов. Эта законо­ мерность представляет следствие нескольких причин, к числу кото­ рых относятся: а) меньшая мощность и лучшая проницаемость пород на дне балок и оврагов, б) приуроченность овражной сети в некото­ рых районах к тектоническим трещинам, поглощающим поверхност­ ные воды, в) бблыпая мощность снежного покрова в оврагах и бал­

Отдельные пещеры достигают значительных размеров. Так, в Со­ единенных Штатах Америки в штате Кентукки, недалеко от города Луисвилл, располагается самая большая из известных пещер — Мамонтова пещера. Она представляет собой целый подземный мир с собственной системой рек и озер. Подземные галереи образуют сложнейший пятиярусный лабиринт общей длиной более 240 км.

Впещерах часто встречаются известковые натечные формы, кото­ рые носят название сталактитов и сталагмитов. Первые похожи на ледяные сосульки, свисающие с потолка пещеры, а вторые имеют вид столбиков, поднимающихся с ее по. а (рис. 107). Образование ста­ лактитов и сталагмитов происходит в результате просачивания капе­ лек воды сквозь трещины карстующейся породы и отложения веще­ ства, находящегося в растворе. Образование сталактитов и сталагми­ тов зависит главным образом от степени насыщения воды известью, что в свою очередь зависит от количества углекислоты в воде.

Внекоторых районах нашей обширной страны встречаются формы

232

рельефа, внешне похожие на карстовые, но отличающиеся от них своим происхождением и составом пород. Такие формы называются

псевдокарстовыми.

Из них наиболее характерны глинистый карст и термокарст. Глинистый карст известен на побережье Аральского моря, в южных предгорьях хребта Малый Балхан близ Красноводска и в других пустынных и полупустынных районах. Внешне его формы очень похожи на формы настоящего карста: множество рытвин, котловин, крутостенных воронок и ям. Глинистый карст образуется в глинистых мергелях, обладающих способностью легко растворяться водой во время редко выпадающих дождей в этих районах.

Термокарст описан в гл. 12.

При изображении карстового рельефа в процессе создания топографических карт всех масштабов должны сохраняться типичные для него отрицательные формы. Для этого надо широко пользоваться соответствующими условными знаками ям, обрывов, исчезающих рек и т. п.

Применяя условный знак карстовых воронок, нужно производить отбор соответствующих форм, учитывая их размеры и особенности пространственного распространения. Так, например, на водораздель­ ных пространствах следует стремиться передать рассредоточенный характер размещения карстовых воронок, а на склонах и днищах балок и речных долин — групповой характер размещения этих форм.

Карстовые котловины, образовавшиеся путем слияния несколь­ ких воронок, расположенных по одному направлению, необходимо изображать горизонталями или знаком обрыва в зависимости от крутизны их склонов, но при всех случаях следует стремиться пере­ дать на карте вытянутый характер этих форм.

§ 98. Оползневые процессы и образование оползней

На крутых склонах речных долин, берегов озер и морей, на скло­ нах оврагов и балок происходят различные смещения крупных блоков горных пород, которые связаны с деятельностью подземных и по­ верхностных вод. В числе этих смещений выделяются:

1. Небольшие смещения, которые захватывают лишь поверхност­ ную часть материнской породы и почвенный слой и вызываются сильным переувлажнением грунта. При этих условиях поверхност­ ная часть склона начинает медленно передвигаться вниз. Такие сме­ щения называются оплывинами, или сплывали.

2. Крупные смещения горных пород, слагающих склон, распро­ страняющиеся на значительную глубину, называются оползнями. Отделение оползня от расположенных выше него по склону слоев почти всегда происходит по некоторой дугообразной кривой, обра­ щенной вогнутостью в направлении падения склона.

3. В горных районах на крутых склонах иногда происходят вне­ запные обрушения огромных масс горных пород, которые называются

233

обвалами. Причиной обвалов часто являются землетрясения и тогда они достигают грандиозных размеров.

Пр и обвалах обломки горных пород сплошной массой с большой скоростью перемещаются вниз по склонам и дробятся на мелкие обломки.

Оползни характерны для сравнительно пологих склонов, в то время как обвалы возникают на крутых склонах и вертикальных усту­

являются:

1)наклон слоев в сторону долины или подножия гор;

2)водоупорная глинистая толща, подстилающая водопроница­ емые слои, содержащие значительное количество грунтовой воды;

3)подмыв рекой или морем основания склона или нарушение

его различными сооружениями (дорожными, гидротехническими

идр.);

4)поступление в грунт избыточных дождевых или талых вод;

5)вынос подземными водами из водоносного слоя мелких частиц водовмещающей горной породы и различных химически растворен­

ных веществ. Если этот процесс продолжается достаточно долго, водоносный слой разрыхляется и ослабевает и не будет в состоянии поддерживать горные породы, которые слагают более высокие части склона. Поэтому под влиянием силы тяжести эти верхние части начи­ нают сползать вниз.

Одним из крупнейших оползневых районов СССР является Поволжье, где оползни охватывают значительные по размерам терри­ тории и за исторический период причинили много разрушений ряду городов и другим крупным населенным пунктам. Местами классиче­ ского развития оползней являются склоны долины Волги в районе Ульяновска и долины Днепра в районе Киева.

234

С оползнями ведут интенсивную борьбу. Придают склонам более пологий наклон, устраивают у основания бетонные подпорные стенки для перехвата и отвода подземных вод, поступающих со склона. При защите берегов, интенсивно подмываемых рекой или морем, устраивают струенаправляющие дамбы, волноломы и т. п.

Явление суффозии связано с процессами вмывания мелкозема

втолщи рыхлых поверхностных пород.

Врезультате процесса суффозии на поверхности появляются за­ мкнутые углубления чашевидной или конусообразной формы, кото­ рые располагаются параллельными рядами или по линиям, идущим под углом друг к другу. Глубины конусообразных понижений ко­ леблются в среднем от 2 до 8 м при диаметре от 8 до 20 м.

Впадины суффозионного происхождения возникают обычно на пологих склонах и слабовыпуклых водоразделах, где имеются рыхлые поверхностные отложения песчаного, супесчаного или су­ глинистого характера. Образование этих форм рельефа можно объяс­ нить следующим образом. Поверхностные воды, просачиваясь сквозь

толщу рыхлых отложений, захватывают мелкие частицы грунта и увлекают их вниз; с течением времени рыхлая толща оседает и на поверхности образуются замкнутые впадины разных размеров. Более крупные впадины появляются в тех местах, где имеются значитель­ ные трещины в слоях водоупорных пород, подстилающих поверх­ ностные рыхлые толщи. В эти трещины поверхностные воды увлекают большое количество мелкозернистого материала из рыхлой толщи. При увеличении углов наклона поверхности образование суффозионных воронок прекращается вследствие резкого усиления поверхност­ ного стока и уменьшения возможности просачивания воды вглубь.

Суффозионные впадины и воронки на топографических картах условным знаком карстовых воронок не обозначаются.

Глава 10

Ф О Р М Ы ^ Р Е Л Ь Е Ф А , О Б У С Л О В Л Е Н Н Ы Е Д Е Я Т Е Л Ь Н О С Т Ь Ю М О Р Я

§ 99. Общие сведения о морских берегах

Береговая' линия представляет собой некоторую зону, в пределах которой происходят постоянные перемещения положения границы акватории вследствие приливов и отливов, сгона и нагона воды ветрами. На топографических картах, как уже ранее отмечалось, береговые линии морей показываются на момент прилива, а для бесприливных морей ее положение должно соответствовать линии прибоя.

Берег — это полоса суши, примыкающая к современной береговой линии, на ней развиты формы рельефа, созданные волнами водоема при данном среднем его уровне. Берега подразделяются в зависимости от их крутизны на отлогие и обрывистые и от характера слагающих их материалов на илистые, песчаные, галечниковые и каменистые.

235

На морях со стороны акватории к берегу примыкает полоса мор­ ского дна, которая постоянно испытывает воздействие волновых движений воды. Эта полоса называется подводным береговым склоном.

Берег и подводный береговой склон вместе образуют береговую зону моря. В пределах этой зоны постоянно осуществляется сложное взаимодействие литосферы, гидросферы, атмосферы и биосферы. Поэтому здесь характерно непостоянство форм рельефа и их различ­ ные сочетания в пределах даже небольших по протяженности уча­ стков.

Наряду с современными формами рельефа к береговой зоне могут примыкать участки, в пределах которых распространены как совре­ менные, так и древние формы рельефа, образованные при иных соче­ таниях рельефообразующих факторов. Учитывая это, выделяют по­ лосу литосферы, где распространены как современные, так и древние формы рельефа, хорошо заметные в натуре. Такую полосу называют побережьем. Побережье в наиболее полном виде может быть подраз­ делено на три зоны: I — зона «поднятых» береговых линий, II — береговая зона современная, III — зона «погруженных» береговых линий.

§ 100. Разрушительная работа морских волн—морская абразия

Работа морской воды проявляется в разрушении берегов, в ре­ зультате чего они отступают в глубь суши, а также в отложении про­ дуктов разрушения, что приводит к изменению подводного рельефа прибрежной зоны и к образованию новых типов берегов.

Процесс разрушения берега водой называется морской абразией. Одновременно с ним в пределах береговой зоны происходит отложе­ ние наносов.

По происхождению и вещественному составу частицы морских наносов подразделяются на следующие группы:

1)терригенные, образовавшиеся за счет разрушения горных пород в зоне побережья или вынесенные реками, впадающими в море,

2)биогенные, образованные из твердых остатков морских орга­ низмов (частицы скелетов, раковины и др.),

3)хемогенные, образовавшиеся в результате химических процес­ сов, которые имеют место как в толще морской воды, так и на мор­ ском дне.

Морские берега, образованные главным образом в результате раз­ рушительной работы морских волн, называют абразионными, а бе­ рега, образованные путем отложения наносов, — аккумулятивными.

Впределах береговой зоны выделяют различные участки (рис. 109).

Основным фактором при формировании абразионных берегов является разрушительная работа прибойных волн.

Прибойные волны передвигают обломки горных пород и с силой ударяют ими в крутой откос берега. Горные породы, слагающие этот откос, постепенно разрушаются от ударных действий волн и облом­ ков горных пород, в результате чего в основании откоса образуется

236

углубление — волноприбойная ниша. С течением времени эта ниша все более и более углубляется. Это приводит к тому, что нависающие части откоса под влиянием силы тяжести падают в море, дробясь при этом на массу обломков, которыми прибойные волны продолжают разрушение берегового уступа.

Уступ постепенно превращается в обрыв. Обломки горных пород у подножия обрыва постоянно перекатываются волнами по дну, при этом царапают, разрыхляют его поверхность, углубляя ее и вы­ равнивая. В результате этого образуется участок дна с выровненной, слабо наклоненной поверхностью в сторону моря — абразионная платформа.

Побережье

По мере отступания берегового обрыва ширина абразионной плат­ формы увеличивается, вследствие чего волнам прибоя приходится пробегать все большее и большее расстояние до основания берего­ вого обрыва. Это означает, что вол­ ны станут затрачивать все больше силы на преодоление трения о по­ верхность платформы. С тече­ нием времени абразионная плат­ форма расширится за счет отступа­ ния берегового обрыва настолько, что и в бурю волны не будут раз­ рушать его основания; тогда плат­ форма достигнет своего предель­

ного при данных условиях развития, о это же время оереговои оорыв под воздействием процессов денудации будет становиться все более отлогим. Дальнейшее расширение абразионной платформы может произойти при опускании суши или подъеме уровня воды в море. Таким образом, размыв берега при данных условиях прекратится и затем начинается процесс накопления выбрасываемого волнами материала. Эту стадию в развитии берега принято называть стадией равновесия.

Выше был рассмотрен процесс абразионной работы моря у бере­ гов, сложенных плотными горными породами. Здесь следует отме­ тить, что чем плотнее породы, слагающие берег, тем длительнее про­ цесс их разрушения; если же они не очень прочны, то волноприбойная ниша может и не образоваться. В этом случае крутизна клифа поддерживается в результате происходящего осыпания и небольших обвалов.

Берега некоторых морей и океанов иногда имеют ступенчатое строение как следствие развития здесь морских террас. Они предста­ вляют собой слабо наклоненные в сторону моря площадки, сложен­ ные коренными породами и отделяющиеся друг от друга крутыми уступами. Поверхность террас обычно выровнена или очень слабо расчленена эрозией. Эти особенности свидетельствуют о том, что

237

террасы являются участками абразионной платформы, сравнительно недавно появившимися над уровнем моря. Особо важно отметить отсутствие на вновь образованных террасах эрозионного расчленения, поскольку процессы эрозии на дне моря проявляются весьма слабо.

Образование террас связано с быстрым поднятием участка при­ брежной суши или значительным понижением уровня моря, вслед­ ствие чего поверхность абразионной платформы становится недося­ гаемой для морских волн и превращается в морскую террасу. Если этот процесс будет повторяться неоднократно, то в зоне побережья возникнет серия морских террас.

Рис. 110. Изображение морских террас на топографической карте масштаба

1: 100 000:

А— морские террасы; Б — приливно-отливная полоса; В — береговая линия во время от­

лива

На топографических картах морские террасы могут быть изобра­ жены горизонталями, условным знаком обрывов, располагающихся один выше другого (рис. 110).

§ 101. Аккумулятивная работа морских волн и формы рельефа ею обусловленные

Работа моря у берегов не ограничивается только их разрушением. Не менее важное значение для формирования берегов имеет созида­ тельная работа моря, которая выражается в накоплении у берегов выброшенных морем материалов (песка, гальки, водорослей, раковин морских животных и т. п.).

Галька и песок, находящиеся на поверхности абразионной плат­ формы , постоянно передвигаются в ее пределах под влиянием прибоя.

Характерными формами рельефа аккумулятивного происхожде­ ния, встречающимися в районах неглубоких побережий, являются

береговые бары.

Подводный бар формируется в результате волновых движений придонных вод прибрежья. Они могут постепенно перемещаться

238

к берегу за счет перебрасывания волнами материала с их внешних склонов (обращенных к морю) на внутренние (обращенные к берегу).

Волновые процессы являются основным фактором формирования как абразионных, так и аккумулятивных берегов. Волны далеко не всегда и не везде подходят к берегу под прямым углом, а чаще всего образуют с ним острый угол той или иной величины. Вследствие этого при формировании аккумулятивных берегов имеет место продольное перемещение наносов как на пляже, так и на подводном береговом склоне. Рассмотрим этот процесс более подробно.

Представим себе, что на поверхности пляжа (рис. 111) лежит рядом валун, галька и песчинка. Волны прибоя, взбегающие на пляж, увлекают их вместе с собой. Песчинка вместе с волной будет передвинута по плавной кривой и переместится в точку Г. Вместе

Плят

Рис. 111. (Схема продольного берегового переме­ щения наносов. У линии берега отмечена вели­ чина перемещения для валуна (1), гальки (2) и (песчинки (3) [(по В. П. Зенковичу).

с этим Оолее тяжелые валун и галька остановятся на пляже в точ­ ках Д и Е, так как дальше они не могли быть передвинуты водой в связи с ослаблением ее силы. Достигнув этих мест, на пляже валун и галька будут захвачены откатывающейся прибойной волной в на­ правлении наибольшего уклона пляжа и перенесены в точки Б и В.

В результате этих движений наносы передвигаются вдоль берега, причем скорость их движения находится в прямой зависимости от размеров перемещаемых частиц (песчинки, галька, валуны), вели­ чины волн и угла, под которым они подходят к берегу. Последний зависит от преобладающего направления ветров в течение года, а от него зависит и направление продольного передвижения наносов. Скорость его движения достигает наибольшей величины при угле между направлением волны и линией берега, близком к 45°. При уменьшении этого угла волны затрачивают больше энергии на прео­ доление трения о дно мелководья, что уменьшает их силу, а следова­ тельно, и скорость передвижения наносов.

У некоторых аккумулятивных берегов часто встречаются подни­ мающиеся над водой узкие и длинные песчаные или галечниковые образования, называемые косами, стрелками, а в Баренцевом море —

кошками.

239