ГЕОМОРФОЛОГИЯ ОБЛАСТЕЙ СУХОГО КЛИМАТА. ЭОЛОВЫЕ ФОРМЫ РЕЛЬЕФА И ОТЛОЖЕНИЯ

Области сухого (аридного) климата характеризуются малым количеством атмосферных осадков (до 100—250 мм в год), высо­кими летними температурами, сухостью воздуха, высокой испаря-емостью, резкими суточными колебаниями температур (на поверх­ности почвы до 70°), сильными ветрами. Это обуславливает сла-бое развитие или отсутствие растительного покрова, энергичный ход процессов физического выветривания и исключительно важ­ную роль ветра в рельефообразовании аридных областей. Подоб­ное сочетание условий создает специфический облик геоморфоло­гического ландшафта, присущего пустынным областям или пу­стыням.

Наиболее обширные пространства пустынь образуют два ши­ротных пояса на земном шаре: в северном полушарии это пусты­ни Северной Америки к востоку от хребта Сьерра-Невада, пусты­ни Северной Африки, Аравийского полуострова, Ирана, Средней и Центральной Азии; в южном полушарии — пустыни Калахари и Намиб в Африке, пустыни Южной Америки и Австралии. Кли­матический характер этой зональности подчеркивается приурочен­ностью большинства пустынь к тропическим широтам Земли, где широко развиты сухие ветры — пассаты. Часть пустынь располо­жена севернее этой зоны в условиях сухого континентального климата крупных материков Азии и Северной Америки.

Типы пустынь. Пустыни могут быть и равнинными, и горными. Они подразделяются на каменистые, песчаные, глинистые, глини­сто-солончаковые. Каменистые пустыни, или гаммады (кыры), представляют относительно возвышенные плато, покрытые тонким плащом щебня и глыб, среди которых возвышаются скалистые останцы. На территории СССР к типу гаммады приближаются пустыни Устюрта. Песчаные пустыни имеют наибольшее распро­странение и занимают огромные пространства как в СССР, так и в других странах. Они обладают песчаным покровом значитель­ной мощности. Широко распространены движущиеся пески. Вопрос о происхождении песков является сложным. Часть их образуется в результате выветривания коренных пород в каменистых пусты­нях и транспортируется сюда ветром, но основные массивы пустын­ных песков являются продуктом эоловой переработки на месте песчаных аллювиальных и озерных отложений, заполнявших ранее

обширные депрессии. Здесь характерен сложный комп­лекс аккумулятивных форм рельефа. Самые крупные песчаные пустыни в СССР это Каракумы и Кызылку­мы Средней Азии. Глинис­тые пустыни располагают­ся по краям или внутри пес­чаных пустынь. Они форми­руются в наиболее понижен­ных участках рельефа и представляют своеобразные ровные, как стол, простран­ства, сложенные с поверх­ности глинистыми осадками. Главная роль в их образо­вании принадлежит стоку поверхностных вод. Глинис­то-солончаковые пустыни или шоры (соры) отличают­ся от предыдущих тем, что поверхность там покрыта корочкой соли 1—2 мм, под которой образуется пухлый солончак, состоящий из сме­си пыли и солей. Примером

подобных пустынь являются давно высохшее Сарыкамышское озеро, соры Урало-Эмбенской области.

Рельефообразующая роль ветра в пустынях. Ветер — глав-нейший агент морфогенеза пустынь, проявляет себя в формиро­вании как денудационного, так и аккумулятивного рельефа.

Разрушительная деятельность ветра (дефляция) выражается в выдувании продуктов выветривания и ветровой корразии, ко­торые дают начало обширному семейству форм рельефа, разви­тых преимущественно в каменистых пустынях. Важная особен­ность ветровой корразии заключается в подтачивании склонов у основания. Это связано с тем, что главная масса крупных песчи­нок переносится в нижних слоях воздушного потока. Выдувайние продуктов избирательного выветривания приводит к образованию сложных, нередко причудливых форм (останцов, «болванов», ка­менных «грибов», качающихся скал и др. (рис. 47),

сочетание которых в пределах протяженных скальных уступов производит впечатление крепостных стен, башен, ниш, или «каменных горо­дов». В пересохших речных долинах гравитационные отложения в подножье склонов подвергаются дальнейшему интенсивному физическому выветриванию и измельченный при этом материал выдувается ветром. В результате формируется характерный тип долин «ваади», или «узбоев» с крутыми склонами, резко сочле-

139

Рис. 48. Строение и условия образования котловин выдувания в разрезе (стрел­ки — направление ветровых струй)

няющимися с плоским дном и водоразделами. Выдувание в ряде случаев может приводить к препарировке пород не только на кру­тых склонах, но и на горизонтальных, или слабонаклонных по­верхностях. Возникают котлы выдувания, округло-вогнутые жело­ба и разделяющие их гребни — ярданги.

Более крупными формами рельефа, до нескольких сотен мет­ров в длину, являются котловины выдувания, «выдуи», образую­щиеся за счет выноса ветром слабо связанного материала продук­тов выветривания. Ориентировка их длинных осей определяется как структурным фактором, так и господствующим направлением ветров. Последнее определяет также асимметрию поперечного раз­реза выдуев (рис. 48).

Формы эоловой аккумуляции распространены исключительно широко в пределах песчаных пустынь. Встречаются они и в азо­нальных ландшафтах по побережьям рек, озер и морей, сложен­ным поясами песчаных отложений. Морфология аккумулятивных эоловых образований весьма разнообразна, что связано со слож­ным характером динамики ветрового потока. Широко распростра­нены песчаные бугры, гряды, барханы, дюны.

Возле кустов растений, а также при хаотическом характере ветра образуются бугристые и кучевые пески, представляющие собой беспорядочно разбросанные бугры от 1,5 до 10 м высоты, длительно сохраняющиеся в рельефе лишь при условии их за­крепления растительностью. При отсутствии таковой их непра­вильная поверхность постепенно сглаживается более устойчивыми ветрами. Возникают щитовидные дюны, которые, по Б. А. Федо­ровичу, под действием господствующих ветров преобразуются в барханы.

Барханы имеют в плане полулунную форму (рис. 49); их «рога» ориентированы в направлении господствующих ветров. Наветрен­ный склон является отлогим (5—14°), подветренный — крутым (30—33°), что связано со сдуванием песчаных частиц вверх по его отлогому склону и их осыпанием за гребнем бархана. Подобная динамика определяет внутреннюю косослоистую текстуру барха­на и его перемещение в направлении ветра. В размерах барханы варьируют от 3 до 15 м, изредка до 80 м в высоту, что зависит от мощности песков и особенностей ветров. Скорость перемещения барханов может достигать нескольких метров в месяц. Мелкие барханы движутся быстрее крупных и, нагоняя их, образуют полисинтетические барханы.

Рис. 49. Бархан. Кара-Кумы. Фото 3. Виноградова

При изменении направления господствующих ветров на попе­речное барханы преобразуются в клиновидные пески, представ­ляющие систему клинообразных холмов, вытянутых в направлении ветра.

Сходными по условиям образования формами являются бархан­ные цепи. Они представляют собой песчаные гряды до 400 м дли­ной, расположенные поперек направления господствующих ветров, которое периодически меняется на противоположное. Поверхность гряд бывает осложнена барханами. Иногда эти цепи образуют па­раллельные системы. При этом, так как на стыке двух барханов скорость ветра больше, их соединенные «рога» могут выдвигаться вперед быстрее, что в случае установления более постоянных вет­ров приводит нередко к возникновению поперечных перемычек в депрессии между цепями. Так формируется ячеисто-грядовый эоло­вый рельеф.

Барханным пескам противостоят грядовые эоловые формы. Они представляют собой симметричные в поперечном сечении гряды высотой 10—12 м и шириной 20—30 м, разделенные более широ­кими плоскими желобами, параллельными друг другу и ориенти­рованными по направлению господствующих ветров. Высота гряд зависит от обширности пустынь и устойчивости господствующих ветров. Поверхность их местами осложняется барханами и попе­речными барханными цепями.

Вне области пустынь, на побережьях и песчаных равнинах, ветер образует разнообразные песчаные холмы, называемые дю­нами. Различают линейные и параболические дюны. Линейные дюны представляют собой грядообразные холмы песка, навеянно­го ветром. Они расположены поперечно к направлению преобла-

ветров (на побережьях морей и озер — вдоль берега). Поперечное сечение дюн обычно не симметричное, с более поло­гим наветренным склоном. Параболические дюны, как и барханы, имеют форму полумесяца, однако резко отличаются тем, что «ро­га» дюны обращены навстречу ветру, а выпуклый склон является узким и крутым — подветренным. Образование их связано с уве­личением скорости ветра в центре гряды и ослаблением его к кра­ям, что может объясняться сдерживающим влиянием лесной рас­тительности или рельефа.

Ветровые отложения песчаных пустынь представлены эоловы­ми песками. Особенности их связаны с постоянным перевеванием песчаного материала, испытывающего многократное переотложе­ние и длительный перенос ветром. Поэтому они очень хорошо отсортированы по величине зерен, которые округлены и нередко отшлифованы. В их составе господствует кварц, как наиболее прочный и распространенный минерал, но встречаются и поле­вошпатовые и даже известняковые и гипсовые пески, что объяс­няется слабостью химического выветривания. Важным признаком эоловых песков является перекрестная косая слоистость с двумя группами слойков: более пологих (5—12°) и более крутых (28— 35°) — навеваемых и осыпных.

Неэоловые формы рельефа в пустынях. Помимо главенствую­щих эоловых форм в пустынях развиты также пролювиальные, озерно-хемогенные и формы плоскостного смыва и намыва.

Пролювиальные конуса выноса и веера сухих дельт, образую­щие в подножьях горных пустынь сплошные шлейфы, являются важным элементом морфологии пустынного пояса. Столь же су­щественное значение имеют и педиплены — равнины подножий, образующиеся при отступании склонов, разрушаемых временными потоками, распластывающимися затем в виде веера у подножья склонов. Широко распространены в пустынях плоские мелкие де­прессии — такыры, в пределы которых изливаются временные по­токи, осаждающие тонкую муть и образующие грязевую лужу, при высыхании дающую плотную глинистую корку, обычно раз­битую сетью полигональных трещин усыхания (рис. 50). Такыры занимают большие площади в глинистых пустынях. При активном перемещении песчаных масс в пустынях нередко можно наблю­дать такыры, погребенные под барханами (рис. 51).

Лёссовые ландшафты периферической зоны пустынь. Выше на­ми рассматривались формы эоловой аккумуляции песчаных масс. Однако ветер переносит и более мелкие, в частности пылеватые (0,01—0,05) частицы. Такие частицы, в силу того что они подни­маются ветрами на большую высоту, могут переноситься в атмос­фере на значительное расстояние, осаждаясь на периферии и в значительной мере далеко за пределами пустынь. Попадая в зону влажного климата, эоловая пыль переотлагается текучими вода­ми и входит в состав делювия и других генетических типов отло­жений. По периферии пустынь, в сухих степях эоловая пыль мо­жет накапливаться, образуя пылеватую породу, называемую лёс-

сом. Лёсс это обычно светлая желтовато-серая (палевая) порода, на 60—95% сложенная частицами размером 0,05—0,005 мм, пре­имущественно кварцевого состава, неслоистая, мелкопористая, карбонатная (до 30—40% СаСО₃), хорошо держащая вертикаль­ные стенки, при увлажнении образующая просадки. Лёссы отла­гаются на разных формах рельефа, и в том числе на водораздель­ных возвышенностях. Мощность их может достигать многих де­сятков метров. Лёссы широко распространены в южной части умеренного пояса, в особенности в Китае и Средней Азии. Очень близки к лёссам различного рода лёссовидные суглинки, отличаю­щиеся более разнородным составом и возрастанием глинистой и песчаной составляющих. Нередко в них наблюдается слабо замет­ная слоистость.

Выяснение генезиса этих пород представляет значительные трудности. После капитальных исследований Ф. Рихтгофена и В. А. Обручева (1895 г.) утвердилось представление об эоловом генезисе лёссов. В соответствии с этим представлением пыль ге­нерируется в пустынях за счет процессов физического выветри­вания и выносится ветрами за их пределы, в зону засушливых степей, где выпадает и накапливается под защитой степной рас­тительности слоем равномерной мощности; в дальнейшем, в ходе диагенеза эти отложения преобразуются в лёсс. По данным А. С. Кесь и Б. А. Федоровича, в лёссовых районах Азии наблю­дается и специфический эоловый грядово-увалистый рельеф, ос­ложненный последующей эрозией. Однако еще в 1903 г. А. П.,Пав­ловым было выяснено совершенно иное пролювиальноё проис­хождение большой части лёссовидных пород Средней Азии. В 1916 г. Л. С. Берг предложил новую гипотезу происхождения лёссов из любых мелкоземистых пород путем выветривания и почвообразования в условиях сухих степей (гипотеза почвенного облессования).

За последние десятилетия в свете накопленного обильного фактического материала стало очевидным, что в составе лёссов и лёссовидных пород необходимо выделять различные генетиче­ские типы в зависимости от ведущего процесса их образования: делювиальные, пролювиальные, элювиальные, флювиогляциаль-ные, аллювиальные, озерные, эоловые. Это позволило конкрети­зировать палеогеографические условия, источники сноса, разли­чать свойства лёссов и лёссовидных пород в зависимости от их генезиса. Термин «лёсс» перестал быть синонимом эолового ге­незиса; он понимается в настоящее время как тип породы, при­рода которой является полигенетической. Для областей развития лёссов характерен специфический западинный («оспенный») рель­еф наложенного типа, возникающий благодаря процессам проса-дочного и суффозионно-карсто'вого характера (воронки, проса-дочные блюдца, линейные депрессии).

Эволюция рельефа стран засушливого климата. Развитие ре­льефа стран засушливого климата имеет свои характерные осо­бенности. Отсутствие таких мощных факторов денудации как

крупные реки и ледники способствует длительному сохранению прямого тектонического рельефа. Поскольку разноопущенные блоки и отдельные впадины обладают местными не связанными друг с другом базисами денудации, развитие рельефа в пределах каждого такого блока и его горного обрамления протекает в зна­чительной мере изолированно. Возникают замкнутые депрессии с плоскими днишами и аккумулятивным рельефом, образовав­шиеся в результате выполнения опущенных блоков. В США они получили название «больсонов» (исп.— bolson — «мешок», «кар­ман»). К аккумулятивным уровням больсонов примыкают наклон­ные поверхности педипленов, со временем расширяющихся за счет разрушения приподнятых блоков и постепенного расчленения горных гряд. В дальнейшем они расчленяются на более мелкие массивы, и между изолированными больсонами устанавливается сообщение, что приводит к постепенному формированию общего базиса денудации и общему снижению рельефа. В конечном итоге формируется относительно выровненный денудационно-аккумуля-тивный рельеф с отдельными небольшими горноостровными мас­сивами и вкрапленными среди пролювиальных и эоловых образо­ваний пятнами такыров и соленых озер.

В реальных условиях эволюция рельефа протекает значительно-сложнее прежде всего потому, что одновременно с проявлением экзогенных процессов происходят тектонические движения раз­личной скорости и амплитуды, в свою очередь регулирующих ход экзодинамики, а следовательно, и морфогенеза. Таким образом, описанные выше стадии процесса рельефообразования могут вы­падать и сосуществовать на смежных участках.

Важнейшее значение в эволюции рельефа пустынь имеет чере­дование продолжительных (десятки и сотни тысяч лет) эпох влаж­ного и сухого хлимата — плювиальных и аридных эпох. В эпохи влажного климата резко возрастает деятельность водных потоков. Образуются крупные реки, откладывающие мощные толщи аллю­виальных песков, резко увеличивается накопление пролювия. Происходит заполнение котловин озерами, в плоских изолирован­ных впадинах развивается интенсивное химическое и солевое вы­ветривание. Во время аридных эпох озера пересыхают, продукты выветривания выносятся ветром — впадины углубляются. Много­кратность таких смен ведет к саморазвитию впадин, которые при этом приобретают все большую глубину и ширину. В аридные эпохи главная роль в рельефообразовании переходит к эоловым процессам.

Глава X АНТРОПОГЕННЫЕ ФОРМЫ РЕЛЬЕФА

Активная деятельность человека, увеличивающаяся в связи -с научно-техническим прогрессом, приводит к существенным пре­образованиям поверхностной часта литосферы, к изменениям форм рельефа земной поверхности и образованию отложений, называе­мых антропогенными, т. е. созданными человеком. Совокупность этих процессов, вызванных производственной деятельностью чело­века, получила название техногенеза. По направленности эта де­ятельность человека как геологический фактор может быть подраз­делена на инженерно-строительную, горнотехническую, сельскохо­зяйственную и т. д.

С инженерно-строительной деятельностью человека связано в основном выравнивание и изменение уровня поверхности для строительных целей (засыпка озер, низин, болот, рвов, срезание возвышенностей); строительство крупных водохранилищ приводит к возникновению новых морей и озер с большой неустойчивостью берегов; сооружение дамб, плотин, молов приводит к нарушению естественного хода геологических процессов, изменению очерта­ний береговой линии. Так, строительство крупнейшей плотины и водоема на р. Колорадо через несколько лет вызвало ингрессию моря вглубь материка на 25 км из-за резкого уменьшения стока твердых наносов. Возведение поперечных дамб в курортной зоне Туапсе — Адлер, где ширина пляжа резко сократилась вслед­ствие возросшей абразии и из-за эксплуатации гравия и песка, привело к ускорению образования новых протяженных пляжей.

Горнотехническая деятельность человека, направленная на раз­работку твердых полезных ископаемых, а также нефти и газа, откачку подземных вод, приводит часто к существенным измене­ниям рельефа земной поверхности и формированию своеобразного микроландшафта в горнопромышленных районах., В результате так называемой антропогенной денудации, связанной с перемеще­нием масс горных пород, создаются отрицательные формы релье­фа — карьеры, траншеи, провалы, просадки и т. д. Вследствие антропогенной аккумуляции возникают положительные формы рельефа и антропогенные отложения — терриконы, дамбы, отвалы пород и т. п. Открытые разработки (карьеры) могут привести за короткий период к изменению облика земной поверхности; обра­зуются террасированные углубления, срезающие ранее сущест­вующие формы рельефа. Из отвалов пород возникает своеобраз­ный сопочный рельеф терриконов (Донбасс, Кузбасс, Караганда и др.). При подземной разработке полезных ископаемых над об­разовавшимися пустотами могут образоваться трещины, просадки и провалы, глубиной до нескольких и даже до десятков метров (10—70 м), вследствие обрушения пород, залегающих над выра-

боткой. При усиленной эксплуатации нефтяных и газовых место­рождений, интенсивной откачке подземных вод происходят быст­рые опускания территории вследствие уплотнения систем трещин и пор, из которых были удалены жидкие и газообразные наполни­тели. Отмечены опускания поверхности на 10—18 м при диаметре в несколько километров. Этот процесс может повлечь за собой изменение газового и геохимического режимов, гидрогеологиче­ских условий; могут исчезнуть родники, обмелеть реки и озера, развиться карст. Так, при интенсивной откачке подземных вод образовался карстовый ландшафт в Хирши (США), возникло бо­лее ста карстовых воронок.

С сельскохозяйственной деятельностью связаны преимущест­венно антропогенно обусловленные формы рельефа, лишь косвен­но обязанные деятельности человека. Вследствие неправильной распашки земель (бороздами вдоль уклона) и вырубки лесов увеличивается овражная эрозия, активно развивается сеть овра­гов и промоин. Интенсивное поливное земледелие в последние годы уменьшило сток рек, приносящих воду в Аральское море. Это обстоятельство вызвало снижение уровня моря, вследствие чего р. Амударья начала быстро углублять свое русло. При оро­шении в засушливых районах лёссовые и суглинистые грунты дают просадки с образованием плоских воронок. К собственно антропо­генным формам рельефа относятся тут системы каналов и канав, прокладываемые при ирригации и мелиорации.

Вопросам изучения и правильного регулирования процессов, вызванных производственной деятельностью человека, в нашей стране уделяется большое внимание. Чтобы такая деятельность не приводила к нежелательным результатам, осуществляются ме­роприятия, восстанавливающие поверхность литосферы, т. е. ре­культивация.

Как уже отмечалось выше, в результате многообразной хозяй­ственной деятельности возникают антропогенные отложения. В этот термин вкладывается понятие о генезисе отложений, в от­личие от возрастного понятия «антропогеновые», т. е. четвертич­ные отложения. Иногда применяют термин «техногенные отложе­ния», «культурные слои», «искусственные породы» и т. п. Среди антропогенных отложений Ф. В. Котлов выделяет комплексы, ти­пы и большое количество видов и разновидностей. Комплексы и типы отложений отличаются по генезису, виды — по составу; раз­новидности выделены по способу их укладки. Как комплексы вы­делены отложения насыпные, намывные, искусственных водое­мов, искусственно созданные и искусственно преобразованные в естественном залегании. Среди типов отложений преобладают строительные (грунты дамб, плотин, дорожных насыпей и т. п.) и горные (отвалы выработанных пород при проходке горных вы­работок, намывы при разработке месторождений гидромехани­ческим способом, «хвосты» флотационных фабрик). Кроме того распространены хозяйственно-бытовые и промышленные отложе­ния (отходы разных производств).

Глава XI

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: