Механізм схилових процесів і морфоскульптура схилів
Гравітаційні схили. Характеризуються домінуючим виливом процесів гравітації, які спричинюють скочування, зсування, обсипання вниз по схилу уламків гірських порід, що відділилися від масиву гірських порід унаслідок вивітрювання чи інших процесів, значно перетворюючи їхній вид. Залежно від розмірів уламків, що зазнають переміщення по схилах, розрізняють такі типи схилів.
Схили обвалення. Процес відривання від основної маси гірських порід великих брил та подальше їх переміщення вниз по схилу називають обвалом. Йому передує виникнення тріщин чи системи тріщин, по яких поступово відбувається відривання великого блоку порід або брил різного розміру. Унаслідок обвалів у рельєфі верхніх частин схилів утворюються майже вертикальні уступи, ніші зриву, карнизи, які височать над схилами і здатні до подальшого обвалення. У нижній частині схилів та біля підніжжя відбувається нагромадження уламків різних розмірів, які у вигляді шлейфів маскують контакт корінної частини схилу та підніжжя.
Стінки зриву — це досить рівні поверхні, які часто збігаються з площинами розломів та межами пластів. Вони формуються на схилах з ухилами 30—40°, а ніші зриву — на схилах, стрімкість стінок яких сягає 90°. Іноді ніші обмежені навислими карнизами (негативної крутості). Стінки ніші з часом набувають плавних обрисів завдяки процесам вивітрювання і нагадують величезні чаші, подібні до амфітеатрів.
Акумулятивна частина схилів обвалення — це горбистий рельєф підніжжя схилу, де хаотично розміщені великі брили — від кількох до ЗО м, іноді більші. На поверхні такого акумулятивного шлейфу біля підніжжя височать окремі пагорби, що є найбільшими брилами, оточеними дрібнішими.
У деяких випадках обвали бувають катастрофічного походження, наприклад наслідками землетрусів. Прикладом такого обвалу є утворення Сарезького озера на Памірі, про що йшлося раніше.
Обвали у горах часто призводять до загачування річкових долин та утворення озер, наприклад, озера Ріца на Кавказі, Іссик — у Заілій- ському Алатау тощо.
Великі маси обвалювання у процесі свого руху розпадаються на безліч уламків різних розмірів і рухаються вниз по схилу до його підошви, де нагромаджуються або продовжують рух униз по долині. Подекуди ці маси обвалювання просуваються по крутих тальвегах гірських річкових долин на відстань 7—12 км. При цьому кам’яні потоки призводять до зміни поверхні схилів долин і днищ унаслідок виорювання значних за довжиною та глибиною борозен.
Обвали незначних мас порід, які складаються з невеликих уламків розмірами не більше ніж 1 м3, називають каменепадами. Зазвичай вони мають виразний сезонний характер. Численні спостереження свідчать, що максимум їх припадає на осінь та весну. У Норвегії, наприклад, майже 60 % каменепадів відбувається впродовж 4 міс. — квітня, травня, жовтня та листопада. Дослідники пов’язують сезонні піки частоти каменепадів у високих широтах з великою повторюваністю процесів замерзання —відтавання. Іншим важливим чинником є вода, яка заповнює систему тріщин. Дія води, спрямована на зменшення механічного опору породи, іноді називається тріщинно-вод- ним тиском. Зокрема, періодичність каменепадів у Норвегії найкраще пояснюється саме появою води у тріщинах: у жовтні — внаслідок значних осінніх дощів, у квітні — внаслідок сніготанення.
Обвали та каменепади разом з осипищами та сніговими лавинами відіграють важливу роль у денудації схилів.
Схили осипу. Осипища на схилах виникають переважно внаслідок фізичного вивітрювання. Типовими осипами є такі, що відбуваються на схилах, складених мергелями або глинистими сланцями. За ідеального морфологічного прояву в осипищі виразно розрізняють схил, лоток і конус осипу. Схили осипу зазвичай складені відшарованими породами, які зазнають фізичного вивітрювання. Продукти вивітрювання (щебінь, гравій, жорства, пісок) завдяки своїй неоднорідності переміщуються вниз по схилу, справляючи різний механічний тиск на нього, тому з часом на поверхні схилу формується виразний жолоб — лоток осипу завглибшки 1 — 2 м і завширшки кілька метрів. У нижніх частинах денудаційних ділянок схилів жолоби збільшуються в ширину і часто зливаються в улоговини завширшки кілька десятків метрів. Опади та сніготанення поглиблюють жолоби й улоговини, розчленовуючи схили внаслідок ерозійної діяльності, після чого бровка схилу набуває вигляду фестонів.
Рух уламків на ідеальних схилах осипу триває доти, доки на ухилі поверхні не нагромадяться рухомі часточки. За такої умови починається акумуляція уламків і поступово формується конус осипу.
Конуси осину можуть зливатися між собою, на їхній поверхні з часом нагромаджуються домішки грубих уламків і, врешті-решт, біля підніжжя схилу формується суцільний шлейф із дрібних і великих уламків порід. Таке нагромадження уламків або купи хаотично нагромаджених уламків різних розмірів, які зміщуються вниз по схилу
і складають у нижній його частині шлейфи, називають колювієм. У вузькому значенні колювій — це лише грубоуламкові (брилові, щебенюваті) нагромадження продуктів обвалювання та обсипання біля підніжжя крутих схилів.
Лавинні схили. Лавини (снігова лавина, сніговий обвал) це — значні маси снігу на крутих гірських схилах, що подолали силу зчеплення снігу з гірськими породами схилів і з великою швидкістю звалюються вниз, здійснюючи значне руйнування схилів та їхніх підніж. Розрізняють три головних типи лавин — лавини осування (снігова маса сповзає широким фронтом, без виразного напряму, і втягує поверхневий шар снігової товщі потужністю 0,3 —0,4 м), лоткові (сніг надає вниз періодично, у міру нагромадження достатньої маси, рухається у виразно окреслених напрямах — по лотках, що сформувалися тимчасовими гірськими водними потоками чи вироблені самими лавинами; їм властиві конуси виносу, складені добре перемішаними уламками різного розміру, залишками дерев, які разом утворюють пухку товщу — «лавинне сміття») та стрибаючі лавини, які є різновидом лоткових, але характеризуються різкими, урвистими зламами поздовжнього профілю лотків, де відбуваються «стрибки» снігово- уламкової маси.
Режим лавинних процесів залежить від їхніх розмірів, частоти сходження, фізико-географічних і метеорологічних умов, морфології схилів та інших чинників, сукупність яких зумовлює певні геоморфологічні прояви лавинних процесів. В Україні в сучасних умовах лавинні процеси спостерігаються в деяких частинах Карпат (Чорного- ра, Свидовець) та Гірського Криму (Бабуган-яйла, Демерджі-яйла).
Схили блокового зміщення чохла пухкого матеріалу — це категорія схилів, на яких гірські породи, що переміщуються, представлені значними за масою блоками гірських порід, а не окремими уламками різного розміру. Блоки рухаються вниз по схилах, зазвичай зберігаючи свою первісну структуру у відносно непорушеному стані. Якщо структура порушується, то здебільшого її первісний стан можна легко реконструювати. Розрізняють зсувні схили та схили відсідання.
Зсувні схили. За класичним визначенням на зсувних схилах відбувається переміщення великих монолітних блоків корінних порід. Для розвитку зсувів потрібні певні умови, серед яких найважливішими є такі: а) наявність відносно крутого схилу з відносними перевищеннями у кілька десятків метрів (іноді зсуви можуть розвиватися на схилах крутістю від кількох до 40° і більше, проте зазвичай тоді, коли ухили сягають понад 15°); б) достатня зволоженість регіону для забезпечення інфільтрації атмосферних опадів в осадову товщу; в) чергування пластів осадових порід водотривкого та водопроникного характеру; г) порушення природної стійкості схилу природними або антропогенними чинниками, тобто наявність штучного навантаження ділянки земної поверхні, що прилягає до бровки схилу, або «підрізання» підошви схилу абразійними, ерозійними процесами чи господарською діяльністю людини. Відносно необхідною умовою може бути збіг падіння пластів з ухилом схилу.
Зазвичай наявність водотривкого пласта зумовлює існування водоносного горизонту, що значно послаблює сили природного зчеплення часточок гірських порід, тому сила гравітації змушує значний за масою блок гірських порід відриватися від основного масиву і переміщуватися вниз по схилу. Під час сповзання порода може частково подрібнюватися і перетворюватися на безструктурну масу. Нагромадження зсувних мас біля підніжжя схилу називають деляп- сієм. Зсуви мають різні об’єми — від кількох до сотень тисяч кубометрів.
Зсуви утворюються в горах, на рівнинах, тобто скрізь, де є належні умови та відповідні чинники.
Зсувні процеси мають специфічні ідентифікаційні ознаки й утворюють своєрідний комплекс нерівностей земної поверхні: зсувний цирк (амфітеатр), обмежений з боку високої частини схилу стінкою відриву тіла зсуву (зсувним уступом), зсувний блок (тіло зсуву), що має зазвичай поверхню, знижену у бік корінного масиву порід, горбисту внаслідок певних деформацій тіла зсуву (закинуту зсувну терасу) та крутий уступ, звернений у бік сповзання, до днища річкової долини, узбережжя озера, моря або штучної виїмки (рис. 105). У деяких випадках перед фронтом зсувного тіла через деформації поверхневого шару гірських порід виникає напірний зсувний вал. Зазначені зсуви називають детрузивними, на відміну від деляп- сивних, які утворюються внаслідок вільного ковзання у бік ухилу поверхні, до моря, озера або річкової долини. Основні морфологічні елементи зсуву та рельєф зсувного схилу зображено на рис. 106.
Детрузивні та деляпсивні зсуви трапляються найчастіше. Внаслідок переміщення по схилу значних мас гірських порід у відносно
/
Рис. 105. Схема зсуву, сформованого на схилі в однорідних гірських породах: І — стінка відриву; 2 — лінія відриву; 3 — зсувне тіло (деляпсивна частина); 4 — поверхня зсувного тіла; 5 — зсувне тіло (детрузивна частина); 6 — окраїнна частина зсувного тіла