Глава 2. Эволюция рельефа

Проблемы развития рельефа в истории Земли имеют первостепенное географическое значение, так как самые крупные черты земного лика определяются распределением высоких и низких пространств, подчёркнутым распределением океанов, занимающих впадины земного рельефа. Геологические документы свидетельствуют о наличии тех же основных процессов, образующих рельеф, которые действуют и в настоящее время — эндогенных и экзогенных. Планетарные формы рельефа и мега-формы связаны в основном с эндогенными факторами, которые определяют ход тектонических процессов. Для каждой стадии эволюции земных недр присущ свой рельеф, т. к. для каждой стадии присущ свой геологический оборот вещества и энергии, который фиксируется в облике верхней границы земной коры. Экзогенные факторы формирования рельефа проявляются в особенностях макроформ рельефа, в частности, в их гипсометрических пределах, они также определяют мезоформы, микроформы и наноформы рельефа. Планетарный рельеф Земли на лунной стадии эволюции недр — это чередование понижений и ровной поверхности, испещренной метеоритными кратерами и бороздами. Такие представления возникли по аналогии с современной поверхностью Луны, и эта аналогия не может быть полной. Возможно, на Земле могли возникать одиночные вершины — вулканы, и они могли быть очень высокими, так как в отсутствии атмосферы современного состава процессы выветривания были подавлены, т. е. экзогенное рельефообразование было иным, чем теперь. Сравним современные горные вершины Земли с марсианским рельефом, который формировался предположительно в условиях, напоминавших таковые во время лунной стадии. По данным космических снимков высота вулкана Никс Олимпик на Марсе более 14 км, основание его в поперечнике 500 км, а диаметр кратера 65 км.

Морфология подразумевает изучение разнообразного рельефа в отношении его общих черт, отдельных элементов, форм и размеров. В ней выделяют два направления:

Морфография изучает, систематизирует и описывает отдельные формы рельефа и способы их сочетаний.

Различают: рельеф суши и рельеф дна океана.

Морфометрия изучает рельф в отношении его размеров, в соответствии с которыми выделяют:

—мегарельеф (самые крупные формы);

—макрорельеф (большой);

—мезорельеф (средний);

—микрорельеф (мелкий).

Морфометрия занимается определением абсолютных и относительных размеров отдельных форм рельефа и их элементов (это высоты, углы наклона поверхностей).

Морфогения занимается объяснением происхождения рельефа, изучает факторы, влияющие на его развитие.

Рельеф – это результат функции многих (min 4-х) переменных: условий (структур), факторов, процессов и времени.

Процессы могут быть обусловлены: эндогенными и экзогенными факторами.

Активными эндогенными факторами являются тектоника (Т), вулканизм (В) и др. Среди экзогенных главными, преобразующими лик Земли силами, признаны денудация и аккумуляция (Д, А).

К условиям, влияющим на формирование рельефа можно отнести следующие:

—его географическое положение;

—экспозиция склонов;

—растительный покров;

—деятельность человека и животных

Кора выветривания предохраняет рельеф от дальнейшего разрушения. Возраст коры соответствует времени образования и стабилизации рельефа.

Рельеф представляет собой некую поверхность, подверженную эволюции во времени. Поэтому в геоморфологии указание на возраст имеет еще и другой смысл, подразумевая не просто время и длительность процесса рельефообразования, а его энергию и темп. Особенно это хорошо выражено в эрозионных формах, где традиционно выделяют несколько стадий их развития: юную, зрелую, старческую. Таким образом, в развитии рельефа отмечается определенная цикличность, связанная то с усилением, то с ослаблением процессов расчленения рельефа (омоложением или старением рельефа)[2].

Геоморфология является комплексной наукой, включающей в себя следующие основные направления:

—общую геоморфологию, изучающую общие законы происхождения и развития рельефа;

— региональную геоморфологию, объектом которой является рельеф крупных стран (геоморфология Казахстана, России и т.д.);

—палеогеоморфология (изучает древний рельеф и историю его развития);

— прикладная геоморфология, исследующая рельеф в связи с его практическим использованием;

— планетарная геоморфология (изучает мегарельеф);

— структурная геоморфология отслеживает взаимосвязь геологических структур и рельефа местности;

—динамическая геоморфология рассматривает рельеф как постоянно изменяющуюся поверхность Земли;

—климатическая геоморфология изучает влияние климата на течение процессов рельефообразования.

В геологической истории Земли выделяются 3 геохронологии, подразделения высшего ранга — зоны: Архей (3,8-2,6 млрд. лет), Протерозой (2,6-0,57 млрд. лет), иногда объединяемые в криптозойский эон, и фанерозойский эон, состоящий из палеозойской (570-230 млн. лет), мезозойской (230-65 млн. лет) и кайнозойской эр (65-0 млн. лет).

В течение архея земная кора характеризовалась высоким тепловым потоком, высокими температурами на её поверхности (до 100-300°С в начале архея), значительно большей, чем в последующие эпохи, и повсеместной подвижностью и способностью к весьма сложным пластическим деформациям. Преимущественно в позднем apxee стали возникать сравнительно небольшие, но многочисленные линейные тектонические зоны – так называемые зеленокаменные пояса. В дальнейшем эти пояса подверглись деформациям сжатия, а "серогнейсовый" фундамент, выступающий в разделяющих их зонах поднятий, — сильному разогреву и гранитизации с образованием гранитно-гнейсовых куполов (2,7-2,6 млрд. лет назад).

В раннем протерозое степень подвижности, а также интенсивность проявлений магматизма и метаморфизма в целом заметно снизились по сравнению с археем .В интервале 1,8-1,65 млрд. лет земная кора испытала новую фазу интенсивного прогрева, приведшего к формированию широко распространённых кислых вулканических комплексов, и повторному метаморфизму архейских и нижнепротерозойских образований. В результате в пределах древних платформ и, вероятно, даже всей территории современных континентов сформировалась мощная и зрелая кора континентального типа, возможно, слагавшая единый огромный массив.

На древних платформах, главным образом Лавразийской группы, в позднем протерозое возникли глубокие узкие удлинённые грабенообразные впадины — авлакогены. Заложение этих древнейших рифтовых зон на платформах происходило в условиях горизонтального растяжения их коры и нередко сопровождалось вспышками основного и щелочного вулканизма.

В палеозое продолжалось развитие ранее возникших геосинклинальных поясов. В некоторых областях в результате деструкции и растяжения ранее существовавшей континентальной коры образовались зоны с корой океанического типа, при последующем сжатии превратившиеся в сильно деформированные офиолитовые комплексы.

В течение мезозоя (триас, юра и мел) и кайнозоя (палеогеновый, неогеновый и короткий четвертичный периоды) тектоническое строение Земли сильно изменилось по сравнению с палеозоем. Главными тектоническими элементами Земли вместо древних платформ и геосинклинальных поясов постепенно становятся материки, состоящие из древних и молодых платформ и складчатых эпи-геосинклинальных поясов или их крупных частей, и впадины новообразованных и обновлённых (Тихий) океанов. Широкое развитие приобрели процессы горизонтального расширения земной коры — спрединг в океанах и рифтогенез на материках. Исключительно мощно в мезозое и кайнозое проявлялся вулканизм (преимущественно базальтовый). Области проявления геосинклинального процесса в связи с его постепенным прекращением в части подвижных поясов в мезозое в целом существенно уменьшились по сравнению с палеозоем и ещё более сократились в кайнозое.

Горообразование - совокупность восходящих тектонических движений и денудационных процессов, приводящих к образованию горных сооружений[1]. Эпохи горообразования - промежутки в истории Земли, характеризующиеся интенсивными тектоническими движениями, в результате которых происходило смятие слоев горных пород в складки, образование разломов в земной коре, формировались горы:

• Байкальская (Протерозойская и Палеозойская эры);

• Каледонская, Герцинская (Палеозойская эра);

• Киммерийская (Мезозойская эра);

• Альпийская (Кайнозойская эра).

Горы, возникшие в геологически недавние эпохи горообразования, имеют резко расчлененный рельеф, большую высоту; более древние горы - снижены, разрушены, иногда уничтожены полностью.