Глава XIV МЕТОДЫ ГЕОМОРФОЛОГИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИИ

Охарактеризованные выше сложные условия формирования рельефа с огромным разнообразием взаимодействующих при этом процессов и факторов предопределили своеобразие методики гео­морфологических исследований. Важнейшей стороной этой мето­дики является необходимость всестороннего и комплексного изу­чения рельефа. Основой этого является сочетание морфологиче­ского, морфометрического и историко-генетического подхода, изу­чение рельефа в его развитии.

Взаимодействие географических и геологических факторов в хо­де возникновения рельефа, тесная связь геоморфологии с другими науками о Земле, а также с точными науками физико-математи­ческого цикла требуют исключительного многообразия методов исследования, применяемых в изучении геоморфологии. Среди этих методов различаются морфографические, морфометрические, геологические, географические, историко-геоморфологнческие, гео­физические, топо-геодезические, дистанционные, историко-археоло-гические. Значительная роль в геоморфологических исследованиях принадлежит геоморфологическому картированию, синтезирующе­му различные частные методики. Применяется также эксперимен­тальный метод, воспроизводящий динамические процессы и их морфологические следствия.

Принципиальной основой геоморфологических исследований яв­ляется методология диалектического материализма, требующая изучения всех объектов в их развитии, учета взаимосвязанности всех явлений природы, исторического подхода к анализу рельефа. Поэтому следует подчеркнуть, что ни один из перечисленных мето­дов, взятый отдельно, не может обеспечить полноту, всесторон­ность познания изучаемых в геоморфологии объектов. Только в совокупном их использовании достижимо максимально полное раскрытие строения, происхождения и истории формирования рельефа.

Обратимся к краткой характеристике применяемых в геомор­фологии методов.

Морфографические методы исследования рельефа основаны на непосредственном наблюдении внешнего облика форм и элементов рельефа, выявлении их особенностей и типических черт с целью морфологической классификации и описания, а также изучения их пространственных взаимосвязей. В изучении морфологии релье­фа, конфигурации гидросети и береговых линий существенную по-185

мощь оказывают хорошие топографические карты и аэроснимки. Для геологов морфография представляет интерес прежде всего потому, что плановые очертания элементов рельефа могут быть обусловлены особенностями геологического строения субстрата. В этом отношении большое значение приобретает выявление пря­молинейных, а также кольцевых геоморфологических элементов, их картирование, статистическая обработка и генетическое истол­кование.

Морфометрические методы основаны на применении количест­венных критериев к анализу форм рельефа и соответствующего генетического истолкования получаемых результатов. Методы ба­зируются на анализе относительного гипсометрического положения форм и элементов рельефа, изменчивости уклонов, плотности гидросети, ширины и длины форм рельефа. Исследование ведется на основе точных современных топографических карт, позволяю­щих определять гипсометрию рельефа и уклоны, а также с при­менением аэроснимков и непосредственных полевых измерений. Морфометрический анализ с успехом используется при поисках нефтегазоносных структур и при глубинном геологическом карти­ровании в рудных районах. Количество видов морфометрических методов в настоящее время очень велико. Они рассматриваются в специальных руководствах.

С помощью морфографии и морфометрии осуществляется прог­нозирование разрывных нарушений различных рангов, блоков ос­нования, линейных складок и брахиморфных структур, форм по­гребенного рельефа, производится уточнение границ различных схем природного районирования (геоморфологического, неотекто­нического, инженерно-геологического и т. д.).

Необходимо подчеркнуть, что морфографические и морфомет­рические методы совершенно недостаточны для выяснения гене­зиса и тем более — истории развития форм рельефа. В природе часто наблюдается конвергенция форм. Так, по своей форме не­различимы структурные и аллювиальные террасы. С другой сто­роны, формы рельефа одного и того же генезиса морфологически могут быть резко различными. Поэтому важнейшее значение в геоморфологии имеют историко-генетические методы, и среди них прежде всего геологические.

Геологические методы включают большое число методов, на­правленных на изучение геологического строения форм рельефа и выявление многообразных связей рельефа с геологическим строе­нием и тектоническим развитием. Эти методы дают наиболее убедительный материал для суждения о генезисе форм рельефа. Морфоструктурный (морфогеологический) метод заключается в выявлении геологического строения форм рельефа и в анализе взаимоотношений рельефа с геологией. Сюда относится также мор-фолитогенетический метод, суть которого основана на изучении выражения свойств горных пород в рельефе. Выявляются струк­турные, структурно-обусловленные и аструктурные формы рельефа. Удается различить сбросовые и эрозионные горы, прямые и обра-

щенные формы тектонического рельефа и т. д. Важнейшее значе­ние морфогеологический метод имеет для аккумулятивных форм рельефа, так как изучение их геологического строения дает прямые указания на их генезис и возраст. При этом применяется метод генетических типов отложений, позволяющий по характерным признакам установить их происхождение. С другой стороны, это изучение используется как метод коррелятных отложений, заклю­чающийся в выяснении связей между денудационными формами и соответствующими им в едином процессе развития рельефа ак­кумулятивными образованиями. Метод этот особенно важен для установления возраста выработанных форм рельефа и отдельных этапов его развития. Так, геологический возраст дельтовых отло­жений определяет время формирования соответствующих частей речной долины, возраст грубообломочных слоев в толще предгор ных отложений, указывает на время интенсивных горообразова тельных движений и оживления эрозионного вреза речной сети Чередование тонко- и грубообломочных толщ в предгорных отло жениях свидетельствует о периодичности тектонических поднятий Особенно важное значение имеет метод коррелятных отложений в палеогеоморфологии. Историко-геологический метод заклю чается в выяснении геологической истории, предшествую щей и сопутствующей возникновению современного рельефа При этом особенно широко применяется изучение четвертичной геологии, что обусловлено преобладанием в рельефе форм чет вертичного возраста.

При применении геологических методов используются геоло гические карты и литература, а также проводятся специальные ис следования.

Отметим наиболее важные из употребляемых при этом част ных методов,.

Минералого-петрографический метод направлен на изучение состава обломочного материала в целях прежде всего выяснения путей сноса и оконтуривания питающих бассейнов. Широко ис­пользуются при этом данные шлихового опробования, грануломет-рический и валунный методы. Литолого-фациальный метод заклю­чается в изучении состава и фациальной изменчивости коррелят­ных отложений и их генетических типов. Широко применяется тут анализ текстур (слойчатости и слоеватости) осадочных пород, изучение слоистости и другие палеогеографические методы. Стра­тиграфический метод применяется для установления геологическо-го возраста отложений и форм рельефа. Палеонтологиче­ские методы дают основу определения возраста отложений и наиболее важные указания о климатических условиях прошлого Последние выявляются также методом изучения кор выветривания и по генетическим типам отложений.

Исключительно большое значение имеет структурно-тег-тонический анализ. По Н. П. Костенко, он заключается в изучении морфологии, генезиса и возраста складчатых и раз-рывных структур непосредственного субстрата рельефа, в изучении

8* 187

Рис. 61. Схема неотектонического районирования СССР (по Н. И. Николаеву и А. А. Наймарку)

Тектонические структуры новейшего этапа развития: платформенные— древние платформы: 1 —щиты и мас­сивы, 2—плиты; молодые платформы — 3 —щиты и массивы, 4 —плиты; орогенные эпиплатформенные: 5 —обла­сти дорифейской складчатости, 6 —области рифейской и палеозойской складчатости; " промежуточного" типа раз­вития —в областях мезозойской складчатости: 7—Альпийский пояс, 8—Тихоокеанский пояс, 9—области позднеме-зозойско — раннекайнозойской складчатости Тихоокеанского пояса; эпигеосинклинального типа; 10 —зоны полного орогенного развития, 11 — зоны неполного орогенного развития, 12 —области позднекайнозойской незавершенной складчатости Тихоокеанского пояса; геосинклинальные: 13— краевые поднятия и островные дуги риф-

тогенные; 14 —Байкальский и Момский рифты

внутриконтинентальный Черноморский микроокеан. Океанические орогены в рамках карты представлены хребтом Ломоносова в Северном Ледовитом океане и поднятием Обручева в Тихом. Океа­нический рифт хребта Гаккеля выделяется в Северном Ледовитом

океане.

Общие закономерности. Таким образом, неотектоническии этап отличается резко повышенной интенсивностью тектонической жиз­ни Земли, глобальным проявлением активизации тектонических процессов и их определяющим влиянием на развитие современ­ного рельефа литосферы.

динамики его развития. При этом применяется весь известный в настоящее время арсенал приемов тектонического анализа (струк­турный, объемный, формационный анализ, изучение фаций и мощ­ностей, перерывов и несогласий и т. д.). Изучение рельефа необ­ходимо вести также с учетом данных о неотектонических движениях и структурах. Между геоморфологическими методами, применяемыми в неотектонике (см. главу XIII), и ис­пользованием неотектонических данных в геоморфологии имеется самая тесная диалектическая связь.

Географические методы применяются для выяснения условий рельефообразования в настоящее время и в прошлом, В особен­ности большое значение имеет выяснение климатических усло­вий, что связано с определяющей ролью климата в развитии экзо­генных процессов. Сюда относится изучение географических ланд­шафтов, почв, гидрологии рек, мерзлотных явлений. Самостоя­тельное значение имеют биогеографические методы — зоогеогра-фический и геоботанический, используемые для выявления физи­ко-географических условий прошлого, в частности, распределения суши и моря.

Историко-геоморфологические методы, или методы палеогео-морфологии предназначены для установления истории, стадийнос­ти развития рельефа и его закономерностей. В основу этой важ­ной группы методов положен морфолого-генетический принцип. В соответствии с ним, исходя из генетического истолкования мор­фологических признаков рельефа при одновременном учете всех геологических данных, и в особенности генезиса и возраста кор-релятных отложений, проводится общая геоморфологическая клас­сификация рельефа изучаемой территории. В рамках группы форм одного и того же генезиса устанавливаются ряды последователь­ности их образования и с помощью геологических методов осу­ществляется их возрастная датировка с последующей временной корреляцией форм различного генезиса. В эту группу методов входят методы анализа геоморфологических циклов (выявление цикличности в формировании рельефа, например, образование серии речных террас и ассоциирующих с ними форм рельефа), методы анализа геоморфологических уровней, метод поверхностей выравнивания и метод морфолого-структурной корреляции. Послед­ний позволяет на основе прослеживания, сопоставления и увязки различных по происхождению форм рельефа воссоздавать для определенного временного интервала историю их формирования. При этом могут быть увязаны и столь контрастные категории рельефа, как денудационные и аккумулятивные (рис. 62).

Геофизические методы, например сейсмические, магнитометри­ческие, гравиметрические, широко используются в планетарной геоморфологии для уточнения формы и происхождения геоида в целом и в отношении таких крупнейших его форм, как материки и океаны. Применяются они и при региональных геоморфологи­ческих исследованиях.

Особый размах приобрели геофизические методы в настоящее

Рис. 62. Схема определения возраста рельефа и воссоздания геоморфологической обстановки с помощью морфолого-стратиграфической корреляции

время при изучении рельефа, тектоники и происхождения дна океанов. Используются при этом также гидроакустические ис­следования (эхолотирование).

При крупномасштабных геоморфологических исследованиях геофизическое изучение имеет основное значение для выявления строения и рельефа ложа рыхлых отложений и их мощностей. Оно осуществляется методами электроразведки (вертикального элект­розондирования (ВЭЗ), симметричного или дипольного профили­рования) и сейсморазведки невзрывного типа. Широко использу­ются геофизические методы не только при наземных работах, но и с различных летательных аппаратов. Важнейшее значение име­ют геофизические методы при изучении современных движений земной коры.

Топо-геодезические методы подразделяются на методы исполь­зования топографических карт для изучения:морфологии и мор» фометрии рельефа и на методы специальных геодезических изме­рений. Хорошие топографические карты позволяют выявить мно­гие формы рельефа, неуловимые при визуальных наблюдениях и даже на аэроснимках, особенно в пределах больших городов, в залесенных местностях, например слабо заметные речные тер­расы с замытыми уступами и мало отличающиеся по высоте. Геодезические методы используются прежде всего для определе­ния точных характеристик отдельных геоморфологических объек­тов в тех случаях, когда топографическая карта не позволяет по­лучить данные требуемой точности. Особенно большое значение име­ет нивелирование при изучении террас, продольных профилей до­лин и т. п. Геодезические методы применяются также при изуче­нии современных движений земной коры. Это повторные высоко­точные нивелировки и триангуляционные съемки. Они имеют ог­ромное практическое значение, так как дают точные цифры, необ­ходимые при проектировании крупных гидротехнических соору­жений.

Дистанционные методы включают аэрометоды и методы изу­чения поверхности Земли из космоса. Методы эти очень прогрес­сивны и резко удешевляют и ускоряют исследования.

Главная особенность этих методов заключается в высокой точ­ности изображения геоморфологических объектов и других эле­ментов ландшафта в их соотношениях с геологическим строением, а также в просвечивании некоторых особенностей: глубинного строе­ния. Характерна также возможность при соответствующем наборе

этих методов совмещения детальности и обзорности наблюдений. Повторные наблюдения обеспечивают надежные выводы по дина­мике рельефообразующих процессов. Дистанционные методы поз­воляют также широко использовать для целей геоморфологии ме­тоды ландшафтного дешифрирования, вовлекая в орбиту геомор­фолога всю географическую среду в ее многообразии.

К аэрометодам относятся аэровизуальные наблюдения и ис­пользование аэрофотоматериалов. Важнейшее значение имеет гео­морфологическое дешифрирование аэроснимков. Благодаря их свойству под стереоскопом увеличивать размах рельефа, все его морфологические особенности выступают особенно ярко, что в вы­сокой степени повышает возможности их дешифрирования. Кроме обычных черно-белых снимков используются цветные и спектрозо-нальные. При съемках из космоса применяются также методы, преобразующие информацию в виде электросигналов с помощью телевидения, ЭВМ и др. Космические снимки мелкого масштаба охватывают огромные пространства, создавая важный эффект об­зорности.

Историко-археологические методы основаны на изучении древ­них рукописей и карт, дающих сведения о былом рельефе, на ана­лизе топонимики — географических названий, свидетельствующих о недавних изменениях в рельефе, на сопоставлении топографи­ческих карт, различающихся по времени съемки. Большой инте­рес для выявления недавних тектонических движений и колебаний уровня моря представляют также археологические материалы.

Особое место в ряду методов исследования рельефа занимает геоморфологическое картирование. Оно является важнейшим сред» ством познания геоморфологического строения и истории разви­тия поверхности нашей планеты, поскольку геоморфологическая карта является итоговым документом, построенным на основе при­менения всех перечисленных ранее методов геоморфологических исследований. Она отражает морфологию, генезис и возраст релье­фа, а также соотношения между формами рельефа и геологиче­ским строением. Освещение типов геоморфологических легенд и карт будет дано в специальном разделе ниже.

В последние десятилетия существенные успехи достигнуты в применении для геоморфологических исследований эксперимен­тальных методов. Эксперимент, учитывающий фактор геологиче­ского времени, позволяет выразить процессы, формирующие рельеф, не только качественно, но и количественно. Предметом экспери­мента чаще всего избирают русловой процесс, плоскостной смыв и намыв, гравитационные и другие рельефообразующие процессы. На основе ряда экспериментов уже внесены важные поправки в некоторые теоретические положения геоморфологической науки.

Важным дополнением к экспериментальным исследованиям являются методы математической статистики, также позволяющие давать количественные характеристики рельефа.

В последние годы растущий интерес вызывает применение к изучению рельефа сравнительно-планетологического метода.

Открытие широкого распространения ударных (метеоритных) кра­теров на Луне, Марсе, Меркурии повысило внимание к наличию подобных форм в рельефе Земли. С другой стороны, при изучении рельефа Марса выявляются формы, аналогичные известным фор­мам рельефа Земли, как, например, меандрирующие долины.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: