3. Зміна клімату в часі й просторі та її геоморфологічні наслідки

У сучасному рельєфі земної поверхні відображені численні прояви впливу різних кліматичних характеристик не тільки сьогодення, а й далекого минулого. Особливості формування та подальшого розвит­ку рельєфу можна встановити на підставі вивчення палеогеографіч­них умов минулого, зокрема минулих кліматичних умов, які форму­вали агрегатний стан гідросфери на більшій частині материків, забез­печували функціонування флювіальної мережі, визначали розподіл Давніх природних зон із домінуючими у їхніх межах екзогенними геоморфологічними процесами.

Відповідно до змін клімату в часі й просторі розрізняють їх геоморфологічні наслідки. Так, щодо геоморфологічних наслідків змін ^клімату в часі, то найяскравіше вони відображені у місцях, які зазнали безпосереднього чи опосередкованого впливу льодовикових щитів (материкових покривів), та в гірських областях. В останніх значні зниження снігової лінії зумовлювали періодичне посилення чи послаб! лення впливу гляціальних та перигляціальних процесів, наслідком яки* є формування виразних ярусних морфологічних ознак. і

Зміни клімату в просторі спричинили геоморфологічні наслідки,! пов’язані з розподілом на поверхні Землі різних морфокліматичних] зон. Останні є певного мірою аналогами природних зон, проте у| геоморфології характер таких зон зумовлюється пануванням певно­го екзогенного геоморфологічного процесу і формуванням відповід­ної морфоскульптури.

Чітко розрізнити зміни в часі та зміни в просторі неможливо. Прикладом їх поєднання може бути значне коливання рівня океану в минулому, спричинене чергуванням льодовикових та міжльодовико­вих епох. Такі ритмічні зміни клімату призводили до прояву у фор­муванні рельєфу земної поверхні часового (геоморфологічний вплив льодовикових материкових покривів, трансгресій і регресій, які зу­мовлювали істотні зміни в обрисах берегової лінії та морфології уз­береж тощо) та просторового чинників (існування й зміна положення природних зон під час періодичних похолодань і потеплінь та відпо­відна міграція морфокліматичних зон — сфер діяльності панівних екзогенних геоморфологічних процесів).

4. Закономірності ‘ розвитку екзогенних ’ рельєфоутворювальних процесів

Слід зазначити, що передумовами розвитку екзогенних рельєфоутворювальних процесів є такі географічні та геологічні чин­ники, як баланс тепла і вологи на певних широтах і висотних рівнях суходолу, наявний рельєф, утворений за участю ендо- та екзогенних чинників, ґрунти і рослинність різних регіонів, склад і властивості осадових порід, що складають земну поверхню. Тому Земля є уні­кальним явищем у тій частині Всесвіту, що піддається безпосеред­ньому і достовірному вивченню, оскільки її оболонки — атмосфера та гідросфера — є найважливішими чинниками екзогенного рельє- фоутворення. Основним джерелом енергії екзогенних процесів є теп­лова енергія Сонця, яка безпосередньо чи опосередковано (через уні­кальні для Космосу «природні комплекси, що вийшли із надр нашої планети та «вбрані» у свої легкі водно-повітряні шати, вкорінені да­леко у глибини Землі й здійняті до меж тропосфери» (М. Флоренсов, 1989, с. 216) спричинює дію низки екзогенних процесів рельєфоутво- ення. Посередники впливу сонячної енергії — атмосфера та гідро­сфера — мають різні фізичні показники (агрегатні стани), що й зу­мовлює певне походження екзогенних рельєфоутворювальних про­цесів.

Екзогенні рельєфоутворювальні процеси характеризуються пев­ними закономірностями у своєму поширенні на поверхні Землі, ме­ханізмі функціонування, спільному впливі певних груп чинників рель- ефоутворення, тенденціях свого впливу на глобальні чи регіональні риси рельєфоутворення, відіграють найважливішу роль у формуванні осадових товщ гірських порід і зумовлюють зовнішній вигляд земної поверхні у багатьох її ознаках.

Екзогенні геоморфологічні процеси за характером свого поши­рення поділяють на зональні та азональні. Ця закономірність спри­чинена тим, що одним з найважливіших чинників, який зумовлює істотні відмінності у характері екзогенних процесів, є кліматичні умови (радіаційний баланс, умови зволоження, особливості циркуляції ат­мосфери та біогеохімічних процесів). Відомо, що вони відображені у таких зональних явищах, як поширення рослинного покриву та грунтів, поверхневого і підземного стоку, розподілу температур тощо. Оскіль­ки зазначені природні явища є певною мірою чинниками екзогенного рельєфоутворення, то останнє має також виразні зональні ознаки (ши­ротного та висотного характеру). Наявні дані щодо екзогенного ре­льєфоутворення дають змогу чітко розрізнити так звані зональні та азональні рельєфоутворювальні процеси.

Зональними прийнято вважати гляціальні (гірські й покривні ма­терикові зледеніння), флювіальні (спричинені рельєфоутворюваль- чою дією текучих поверхневих вод), кріогенні (пов’язані з багаторіч- номерзлими гірськими породами і кліматичними умовами тундри), еолові (поширені переважно у районах тропічних пустель), вивітрю­вання (його різновиди зумовлені кліматичними умовами різних ши­рот і висотних рівнів земної поверхні).

Азональними є процеси, поширення та механізм яких значною мірою залежать від особливостей геологічного субстрату (карстові, суфозійні), впливу найважливішого рельєфоутворювального чинника — граві­тації (схилові процеси), вузькоспецифічного положення на поверхні Землі, у зоні контакту суходолу і більш-менш значної за площею Водної поверхні (берегові процеси).

Як і будь-яка формалізація, цей розподіл екзогенних геоморфоло­гічних процесів недосконалий. Так, азональним рельєфоутворюваль- ним процесам притаманні деякі, іноді досить важливі, внутрішні відмінності (зональні ознаки). Наприклад, перебіг берегових процесів, що, як відомо, поширені у різних природних зонах, значно розріз­няється залежно від широти; певні ознаки зональності мають кар­стові та схилові процеси (зонально-кліматичні типи карсту, зсувні та гравітаційні процеси на рівнинах суходолу тощо).

Водне й повітряне середовище Землі під дією гравітаційної скла­дової сприяють постійному переміщенню над поверхнею планети, по її поверхні та у літосфері (це — переважно верхня її частина) вели-; чезних за обсягами мінеральних мас (гірських порід, водних, газопо­дібних та колоїдних мас). Разом з міграцією мінеральних мас відбу­вається переміщення енергетичних полів — гравітаційних, електро­магнітних, енергоінформаційних.

Рельєфоутворювальна робота екзогенного процесу зазвичай скла­дається з трьох фаз: руйнування мінеральних мас — їх переміщення (транзит) — нагромадження. Винятком є процес вивітрювання, що лише здійснює підготовку гірських порід до подальшого транспорту- \ вання. У цьому випадку мінеральні маси залишаються на місці свого руйнування, або in situ. Кожна фаза відображується у рельєфі зем­ної поверхні певними нерівностями, властивими конкретному гене­тичному типу процесів. Так, руйнівна робота текучої води (водна ерозія, делювіальне змивання) виявляється послідовним утворенням таких нерівностей, як борозни, промивини, яри, балки, річкові долини. Внаслідок руйнівної дії гляціальних процесів (екзарація) форму­ються такі вироблені форми, як баранячі лоби, троги, ванни виорю­вання, друмліни тощо. Вилуговування як денудаційна частина кар­стового процесу спричинює існування каррів, підземних порожнин (печер) тощо. Берегові процеси руйнують гірські породи внаслідок абразії, результатом дії якої є абразійні ніші, гроти, кліфи, бенчі тощо. Вітрові процеси виявляють свою руйнівну дію через дефляцію та коразію, а обвалювання, обсипання, сповзання є руйнівними складо­вими схилових процесів тощо.

Гірські породи різними способами — у вигляді мінеральних мас, колоїдних і фізичних розчинів, суспензій, за допомогою водних і вітро­вих потоків, з льодом — переміщуються до нижчих ділянок, де енер­гетична складова таких транзитних потоків вичерпується та де є умови для нагромадження мінеральних (органічних) мас, тобто відбуваєть­ся їх акумуляція. Місцями акумуляції можуть бути не тільки поверхня шельфу або ложа Світового океану, а й замкнені безстічні чи напівстічні зниження поверхні суходолу. В історичному аспекті базисами аку-

му аяції були численні геосинклінальні басейни, передгірні западини,

синеклізи.

Акумуляція мінеральних мас та корелятні їй переміщені енергетичні поля (поверхневі гравітаційні аномалії) зазвичай виявляються у вигля­ді певних форм рельєфу: річкових терас, конусів виносу, делювіальних шлейфів, травертинових терас, зсувних тіл, обсипних чи обвальних шлейфів, дюн, барханів, кучугур, моренних гряд, озів, камів, соліфлюк- ційних терас і шлейфів тощо. Як і вироблені форми, акумулятивні не є стабільними утвореннями земної поверхні, зміна зовнішніх чи вну­трішніх чинників рельєфоутворення зумовлює їхню динаміку, проте у деяких випадках вони зберігаються у незмінному стані відносно довго.

Відображенням міграції речовини, енергії та інформації є постій­не формування, занепад і відродження певних форм земної поверхні — морфоскульпту р.

Розрізнення окремих видів впливу рельєфоутворювальних чин­ників, з одного боку, та механізму функціонування самих геоморфо­логічних процесів — з другого, дає підставу визначити певні спільні ознаки у прояві екзогенних процесів у вигляді певних форм рельє­фу. Це, у свою чергу, сприяє візуальному визначенню морфологічної подібності нерівностей земної поверхні, поширених на значних тери­торіях. Наприклад, флювіальний рельєф має ознаки чергування річко­вих долин і межирічних просторів, згладжених планових і висотних обрисів окремих форм рельєфу тощо, а кріогенний характеризується наявністю численних термокарстових западин, горбів здування, морозо- бійних полігонів, соліфлюкційних форм тощо. Визначення такої ге­нетичної подібності передбачає відповідну кваліфікацію дослідника, який добре знає прояви певного екзогенного процесу.

Отже, сукупність нерівностей земної поверхні, що поширені на об­меженій території і характеризуються подібністю морфологічних ознак, зумовлених впливом одного або кількох подібних рельєфоутворю­вальних чинників, називають генетичним типом рельєфу.

У формуванні генетичного типу рельєфу беруть участь різні екзо­генні процеси, що виникають і функціонують відповідно до впливу певного рельєфоутворювального чинника. Саме ця обставина зумов­лює значну подібність рельєфоутворювального прояву цих процесів. І'ому групи процесів, подібні за механізмом функціонування, на які впливає однаковий провідний рельєфоутворювальний чинник, нази­вають генетичним типом екзогенних процесів.

Перелік провідних екзогенних рельєфоутворювальних процесів наведено у табл. З на с. 44.

Денудаційні й акумулятивні екзогенні процеси — це генетичні типи екзогенних процесів, які внаслідок своєї діяльності зумовлюют- переміщення мінеральних мас із вищих гіпсометричних рівнів на нижчі, та з нижчих на вищі, тобто здійснюють вирівнювання.

Основною умовою, яка сприяє вирівнюванню екзогенними проце­сами деформацій, завданих земній поверхні впливом ендогенних чин­ників, є сила гравітації. Саме гравітація або безпосередньо впливає на переміщення мінеральних мас і зумовлює процеси обвалюван­ня, обсипання, зсування, або діє опосередковано, через атмосферу чи гідросферу (флювіальні, гляціальні, карстові, берегові процеси тощо). Оскільки у функціонуванні кожного екзогенного процесу (крім ви­вітрювання) бере участь сила гравітації, то поділ чинників рельєфо- утворення на ендо- та екзогенні є певною мірою умовним, але під­креслює взаємозв’язок ендо- та екзогенних процесів у формуванні рельєфу.

Водночас з вирівнюванням рельєфу, здійснюваним екзогенними процесами, відбувається перерозподіл енергетичних зон, оскільки міне­ральні маси переміщують великі обсяги гірських порід з властивими їм енергією та інформацією з одних ділянок земної кори на інші.

Свідченнями стадійності процесу вирівнювання на земній поверхні є наявність матеріальних поверхонь-тіл — педиментів, педипленів, пенепленів, поверхонь вирівнювання, регіональних і глобальних гео­морфологічних рівнів. Кожний із них відображує певний етап роз­витку неперервного процесу вирівнювання земної поверхні. їх вико­ристовують для створення гіпотетичних моделей процесу вирівню­вання, що допомагають усвідомити складний процес життя земної поверхні.

Екзогенні геоморфологічні процеси зумовлюють формування оса­дових гірських порід, насамперед уламкових, та їх подальше перетво­рення на значних площах суходолу. Зокрема, у процесі руйнування, транспортування і частково акумуляції виникає різноманітність улам­кових порід (за їхнім походженням, розмірами, розміщенням на пев­них ділянках земної поверхні та іншими ознаками).

Деякі процеси спричинюють формування осадових гірських порід хімічного походження, наприклад травертинів, під час акумуляції розчинів і колоїдів, що утворилися у процесі вилуговування. Під час вивітрювання, особливо хімічного, відбувається хімічне перетворення осадових порід уламкового походження.

Рух мінеральних мас по земній поверхні, внаслідок якого речови­ни потрапляють у різні фізико-хімічні умови (температура, вологість, тиск, хімічний склад середовищ тощо), зумовлює перетворення пер­винних осадових порід завдяки діагенезу, катагенезу та іншим різно­видам літогенезу. У результаті гірські породи набувають нових вла­стивостей.

Швидкоплинність багатьох екзогенних процесів (щодо часу існу­вання цивілізації) визначає можливість їхнього регулювання і само­регулювання, що, у свою чергу, зумовлює можливість запобігти їхньо­му негативному прояву.

Рельєфоутворювальна роль екзогенних процесів виявляється у змінах земної поверхні, що здійснюються за незначні проміжки часу (іноді безпосередньо «на очах»). Ці процеси підпорядковуються за­гальним для навколишнього середовища законам функціонування — цілісності (системності), ритмічності, широтній зональності та висотній поясності. Сфера впливу екзогенних процесів значно ширша, ніж сфера впливу ендогенних, і представлена атмосферою, гідросферою, літо­сферою, біосферою, які, у свою чергу, можна розглядати або кожну окремо, або у поєднаннях, що відображені сукупністю природно-тери­торіальних комплексів — природними зонами, ландшафтами тощо. Майже всі ознаки функціонування екзогенних процесів чітко спосте­режувані й піддаються безпосереднім індикаційним, візуальним, інстру­ментальним та напівінструментальним вимірам.

Динаміка впливу екзогенних процесів рельєфоутворення істотно відрізняється у межах рівнин і гірських країн. Наприклад, масштаби прояву і темпи еолових процесів на рівнинах часто непередбачувані, хоча і не залежать від впливу ендогенних чинників, як у тектонічно активних регіонах. Навпаки, у гірських країнах значно виразнішим є вплив ендогенних чинників, а їхня взаємодія з екзогенними спричи­нює значний прояв, наприклад, флювіальних, гравітаційних, гляціаль- них та інших процесів.

Оскільки екзогенні процеси підпорядковуються законам функціо­нування, загальним для навколишнього середовища, то це характери­зує їхню здатність до регулювання й саморегулювання, тому існує можливість запобігти негативному прояву екзогенних процесів. Це дає змогу застосовувати такі знання для розв’язання інженерних, екологічних, а іноді пошуку корисних копалин.

Специфічними наслідками функціонування екзогенних рельєфо­утворювальних процесів є зональна та азональна морфоскульптура, Що значно впливає на утворення ландшафтів.

Екзогенні процеси рельєфоутворення не завжди піддаються спо­стереженню (карстові, кріогенні, вивітрювання тощо), але матеріаль­

ним проявом цих процесів завжди є сформовані нерівності земної поверхні. Тому щодо спрямування, інтенсивності та інших характе­ристик екзогенних процесів можна робити висновки за формами ек­зогенного рельєфу, які часто називають морфоскульптурами. Безпе­речно, складний і різноманітний рельєф на поверхні Землі є наслідком взаємодії ендо- та екзогенних чинників. Проте щодо форм мікро- та мезорельєфу, а в деяких випадках — макрорельєфу, з якими найчас­тіше доводиться стикатися у повсякденній діяльності, то вони пере­важно є результатом функціонування екзогенних процесів.

Екзогенні процеси та екзогенна морфоскульптура — це ключ до розуміння особливостей давньої природи Землі.

Відомо, що спектр та інтенсивність екзогенних процесів залежать від основного чинника розвитку екзогенних процесів — клімату. У різних кліматичних умовах виникають різні форми та комплекси форм рельєфу, а тому «екзогенний рельєф» підпорядковується широтній географічній зональності та висотній поясності. Це пояснює важливу роль екзогенних процесів та екзогенної морфоскульптури у здійсненні палеогеографічних і палеогеоморфологічних реконструкцій. Давні (реліктові) та поховані нерівності земної поверхні є матеріалом для таких реконструкцій, що дає змогу робити висновки про поширення у минулі геологічні епохи річкової мережі, а також клімату, який відображений у гляціальних процесах і формах рельєфу, грунтово- рослинному покриві, що впливав на спрямування та інтенсивність екзогенних процесів й особливості режиму підземних вод, наприклад розвиток карстових процесів.

В

4.2

ИВІТРЮВАННЯ І ФОРМУВАННЯ РЕЛЬЄФУ

Вивітрювання — це сукупність фізичних, хімічних та біохіміч­них процесів перетворення гірських порід і мінералів, що здійсню­ються у верхній частині земної кори. Воно залежить від багатьох чинників: коливання температури та вологості; хімічного впливу води і газів, що перебувають в атмосфері або в розчиненому стані у воді; дії органічних речовин, що утворюються в процесі життєдіяльності живих організмів чи під час їх відмирання та розкладання тощо. По суті, вивітрювання можна розглядати як реакцію гірських порід, які перебували у рівновазі з умовами, існуючими у товщі літосфери, на нові умови на земній поверхні чи у поверхневій зоні. Отже, гірські породи під час вивітрювання «пристосовуються» до нових фізико-

хімічних умов, тобто зазнають метаморфізму. Проте перш ніж поро­да досягне нового стану рівноваги щодо навколишніх природних умов, вона має пройти певні стадії свого перетворення, у процесі якого може бути переміщена у просторі й муситиме пристосовуватися до нових природних умов, які можуть вплинути на її перетворення.

Зазвичай розрізняють два основних типи вивітрювання: механіч­не (фізичне) та хімічне. Перше пов’язане з процесами, що спостері­гаються у разі порушення цілісності (дезінтеграції) первинної поро­ди або під час її подрібнення до певної стадії, коли гірські породи перебувають у рівновазі з навколишніми фізичними умовами. Хімічне вивітрювання — це сукупність процесів розкладання (або значної хімічної зміни) первинної гірської породи доти, доки її хімічний стан не досягне рівноваги з навколишніми хімічними умовами.

Обидва типи вивітрювання тісно пов’язані між собою, діють спільно і майже одночасно руйнують та розкладають гірську породу, хоча часто в одних умовах провідну роль відіграє один тип вивітрювання, а в інших — другий. Проте це не означає, що інший тип вивітрювання взагалі відсутній.

Процес вивітрювання не можна повністю вважати за рельєфоутво- рювальним процесом (воно само по собі не утворює специфічних і виразних нерівностей земної поверхні), проте його роль у функціону­ванні інших рельєфоутворювальних процесів має велике значення. Без дезінтеграції масивної гірської породи не відбудеться її перене­сення по земній поверхні, тобто не відбуватиметься міграція речови­ни та енергії, що є суттю формування рельєфу (морфогенезу). У кож­ному з екзогенних процесів бере участь порушена порода, що робить можливим її транспортування різними агентами до місця майбутньої акумуляції. Часто руйнівна дія рельєфоутворювального процесу (флювіального, гляціального, еолового тощо) доповнюється руйнів­ною дією процесу вивітрювання.