Склоновые процессы и формы рельефа

 

Земная поверхность состоит из субгоризон­тальных поверхностей и склонов. Склоны — это поверхности, на которых определяющую роль в перемещении вещества играет состав­ляющая ускорения силы тяжести, ориентиро­ванная вниз по склону. На долю склонов (с углом наклона более 2°) приходится более 80% поверхности суши.

Почти все разрушение поверхности суши протекает в результате склоновых процессов. Кроме того, они развиты на дне морей и оке­анов. Сущность склоновых процессов состоит в разрушении и перемещении и при благопри­ятных условиях — накоплении продуктов вы­ветривания, чаще всего в пределах верхней и нижней частей одного и того же склона. В ре­зультате этого на склонах образуются денуда­ционные (выработанные) и аккумулятивные формы рельефа.

Кроме того, склоновая денудация постав­ляет материал для других процессов, совер­шающихся одновременно или позднее с учас­тием поверхностной текучей воды, льда, ветра и т. д. и для новых типов отложений и форм рельефа.

Склоны классифицируют по крутизне, длине, форме профиля и происхождению.

По крутизне С. С. Воскресенский выде­ляет склоны очень пологие (2—4°), пологие (4—8°), средней крутизны (8—15°), крутые (15—35°), очень крутые (более 35°).

По длине: длинные — более 500 м, сред­ние — от 50 до 500 м, короткие — менее 50 м.

По форме профиля: прямые, выпуклые, вогнутые, ступенчатые, со сложным рельефом (в том числе выпукло-вогнутым).

По происхождению склоны делятся на эндогенные и экзогенные. Склоны тектони­ческого генезиса могут быть обусловлены складчатыми и разрывными дислокациями, проявлением интрузивного и эффузивного маг­матизма и землетрясений. Склоны экзогенно­го происхождения образуются в результате ра­боты рек, морей, ледников, ветра и т. д. При­чем в образовании экзогенных склонов нередко совместно участвуют разные силы. Возникаю­щие разными способами, эти первичные скло­ны подвергаются в дальнейшем различным склоновым процессам.

По особенностям процессов, протекающих на склонах, С. С. Воскресенский выделяет сле­дующие типы склонов:

1. Склоны собственно гравитационные.

2. Склоны блоковых движений.

3. Склоны массового смещения чехла рыхлого материала.

4. Склоны делювиальные (плоскостного
смыва).

Склоны собственно гравитационные. Это склоны крутизной более 35°, на которых обломки, образующиеся в результате вывет-

ривания, перемещаются лишь под воздействи­ем силы тяжести, а импульсом к этому быва­ют землетрясения, сильные ливни, удары мол­ний и др. К таким склонам относятся обваль­ные, осыпные и лавинные склоны.

Обвальные склоны. На склонах, сложен­ных скальными и трещиноватыми породами, происходят обвалы крупных глыб. Им обычно предшествует отседание склонов с образова­нием рвов выше бровки склона. На таких склонах в верхней денудационной части обра­зуются стенки срыва обвалов и ниши, иногда с нависающими карнизами, а в ниж­ней аккумулятивной части — хаос обломков размером до десятков метров, образующий беспорядочный холмистый рельеф. Обвалы весьма характерны для глубоких узких горных долин, где обрушившийся материал по инер­ции движется по дну долины в виде камен­ных потоков длиной в несколько километ­ров. Обвалы в горах перегораживают речные долины и приводят к образованию озер. Сарезское землетрясение на Памире в 1911 г. породило обвал объемом 2,2 км³, который перегородил реку Мургаб. На месте кишлака Сарез возникло одноименное озеро, площадь которого в настоящее время составляет око­ло 80 км , а глубина до 500 м. Такого же происхождения озеро Рица на Кавказе. Обва­лы небольших масс породы называют камне­падами.

Осыпи связаны с физическим выветрива­нием мергелей, глинистых сланцев и других пород, которые образуют сыпучий щебнистый материал. На осыпных склонах в верхней ча­сти образуются стенки срыва осыпей из об­наженной коренной породы, ниже — осыпные лотки в виде желобов глубиной до 2 м и ши­риной несколько метров, а у основания скло­на — конусы осыпи и шлейфы из обломков, называемых коллювием.

Лавинные склоны образуются в горах с постоянным снежным покровом. Лавины — это скользящие вниз снежные массы. Многие из них движутся по строго фиксированным руслам временных водотоков. У них морфоло­гически хорошо выражены лавиносборные понижения, стенки срыва лавин, лавин­ные борозды и лотки корытообразной фор­мы, по которым движется снежная масса. У основания склонов образуются конусы вы­носа в виде бугров и валов, сложенные так называемым лавинным «мусором» из обломоч­ного материала с древесными и другими рас­тительными остатками. Лавины образуются при нарушении устойчивости снега на склонах под влиянием мощных снегопадов, интенсив­ного снеготаяния и т. д. и обладают колос­сальной разрушительной силой. В лавиноопас­ных горах создаются системы защиты,

производится обстрел опасных склонов из артиллерийских орудий для предотвращения больших скоплений снега, запрещается рубка лесов и т. д.

Склоны блоковых движений образуют­ся при перемещении монолитных блоков по­роды. В их образовании участвуют водно-гра­витационные процессы. К ним относятся преж­де всего оползневые склоны. Оползни — комплекс форм рельефа, возникающих при смещении (оползании) блоков горных пород по склону. Они образуются по берегам морей, рек, озер и на склонах гор, сложенных рыхлыми осадочными породами, крутизной бо­лее 15°. Оползни возникают при чередовании водоносных и водоупорных пород, так как имен­но кровля последних служит поверхностью скольжения. Оползанию грунта по склону спо­собствует моноклинальное залегание пластов, совпадающее с уклоном поверхности. Для об­разования оползней необходимо большое ко­личество воды в грунтах, из-за чего они ста­новятся тяжелыми и пластичными. Благопри­ятствуют оползням подмыв нижней части склона рекой или морем, землетрясения, а так­же увеличение нагрузки на склон (строитель­ство на нем) и орошаемое земледелие на при-склоновых частях междуречий.

При оползании образуется комплекс форм рельефа, в который входят оползневой цирк в виде амфитеатра, ограниченный стенкой сры­ва оползня, и оползневой блок (тело ополз­ня) с запрокинутой верхней площадкой в сто­рону склона и крутым уступом, обращенным в направлении движения оползня. Нижняя, наи­более нарушенная часть оползневого блока («язык оползня») иногда имеет вид напорно­го оползневого вала. Поверхность, по кото­рой сползает тело оползня, называют поверх­ностью скольжения (рис. 114). Площади ополз­ней составляют от нескольких гектаров до десятков квадратных километров, диаметр цир­ков — от десятков — сотен метров до 5 км. Характерным признаком оползания грунта яв­ляется так называемый «пьяный лес», когда деревья, растущие на оползневом блоке, из-за неоднородного смещения последнего накло­няются в разные стороны.

Оползневые смещения обычно происходят поэтапно. Сначала в верхней части склона или выше его бровки появляется трещина срыва, а потом после нескольких подвижек происхо­дит смещение блока породы. Оползни обыч­но бывают двух-трехъярусные и располагают­ся на разных гипсометрических уровнях, об­разуя на склонах речных долин псевдотеррасы. От речных террас они отличаются строени­ем — они сложены бесструктурной массой, называемой деляпсием, локальным распрост­ранением и заболоченностью.

1 - первоначальное положение склона

2 - оползневой блок

3 - стена срыва оползня

4 - поверхность скольжения

5 - площадка оползневой террасы

6 - напорный оползневой вал

7 - коренные породы

8 - река

 

Рис. 114. Оползень

 

Оползни широко распространены на скло­нах речных долин и морских побережий. Наи­более известны они на побережьях Азовско­го и Черного морей (севернее Сочи), в райо­не Одессы, по правому берегу Волги от Нижнего Новгорода до Волгограда, в Молда­вии; в Москве оползни развиты на крутых пра­вых берегах реки Москвы в районе Филев­ского парка и Воробьевых гор.

Если в строении склона скальные породы залегают на глинистых водоупорах, образуют­ся оползни с отседанием от водораздела бло­ков прочных скальных пород и скольжением их по глинам или другим пластичным поро­дам. Такие склоны отседания характерны для речных долин Среднесибирского плоскогорья, прорезающих траппы.

Оползни причиняют большой вред: разру­шают здания и инженерные сооружения по бе­регам морей и рек, железные и шоссейные дороги вдоль побережий морей, у подножий горных склонов и др. Для предотвращения оползней применяют профилактические и за­крепительные меры.

Мелкие оползни, захватывающие почвен-но-растительный слой, называются оплыви-нами. Они образуют бугристый микрорельеф у подножия склонов.

Склоны массового смещения чехла рыхлого материала созданы водногравита-ционными процессами: солифлюкцией и де-флюкцией. Солифлюкция — процесс медлен­ного сползания по склону поверхностного слоя пород, обладающих вязко-текучим состо­янием. Крутизна склонов может не превышать 3—4°. Этот процесс весьма характерен для зоны многолетней мерзлоты, где мелкоземис-тый грунт сползает по мерзлой породе на по­логих склонах со скоростью нескольких сан­тиметров в год, образуя солифлюкционный ре­льеф. Так как крутизна склонов всегда

 

изменчива, то на пологих склонах образуются ложбины и борозды, а на относительно вы­ровненных участках сползание грунта замед­ляется и приостанавливается, вследствие че­го образуются небольшие солифлюкционные натечные валики, гряды, терраски, имею­щие в плане языкообразную форму. Соли­флюкция также может проявляться и в уме­ренном гумидном климате; смещение матери­ала происходит здесь весной, когда деятель­ный слой оттаивает, перенасыщается влагой и приобретает текучесть. Аналогичным образом происходит процесс тропической солифлюкции в экваториальных широтах после многоднев­ных и обильных ливней.

На распаханных склонах возможна полос­ная солифлюкция, которая проявляется в виде неглубоких прямолинейных безрусель-ных ложбин глубиной 20—30 см, шириной 20—50 м, которые называются делли. В ниж­них частях склонов при этом образуется ми­крорельеф в виде бугров.

С медленным смещением каменного мате­риала на пологих склонах по водоупорной поверхности скольжения связаны курумы — каменные россыпи. Они распространены в средне- и низкогорьях субарктического и умеренного поясов на склонах вершинных голь­цовых поверхностей, сложенных скальными по­родами. Интенсивное морозное выветривание последних поставляет на склоны глыбы пород, достигающие метра. Курумы представляют со­бой скопления этих глыб (каменные поля) с хаотично расположенными обломками, сколь­зящими по водоупору вниз по склону со ско­ростью 1 —2 м/год под действием мерзлотного крипа. В распадках (пологих днищах долин) они превращаются в «каменные реки», в ко­торых смещение глыб может протекать быс­трее (до 3—5 м/год). При увеличении крутиз­ны склонов образуются курумы-осыпи. Движущиеся курумы уничтожают на своем пути всякую растительность, а достигнув

подножия склонов, служат поставщиками галечно-валунного аллювия для горных рек.

Дефлюкция (крип) — пластичное движе­ние в виде медленного выдавливания слабо увлажненного грунта под почвенно-раститель-ным покровом на склонах крутизной 8 — 35° со скоростью менее 0,5 см/год. Этому спо­собствует периодическое изменение объема грунта, вызванное колебанием температур (температурный крип), попеременным промер­занием и оттаиванием (мерзлотный крип), на­буханием и усадкой глинистых частиц при ув­лажнении и высыхании (гигрогенный крип). Дефлюкция не образует самостоятельных форм рельефа, но приводит к выполаживанию скло­нов. В случае разрыва дернового слоя она вы­зывает микроступенчатость на склонах, кото­рая усиливается при выпасе скота.

Делювиальные склоны — это склоны, на которых осуществляется плоскостная водная эрозия. Она проявляется временно после ин­тенсивных дождей и таяния снега в результа­те склонового стока, покрывающего большие площади склонов почти сплошным водным сло­ем. По существу же плоскостной смыв — это мелкоструйчатый размыв, так как земная по­верхность всегда неровная. Нерусловые пото­ки обладают значительной мутностью, хотя ско­рость их мала. Этому способствуют удары дож­девых капель о землю, сообщающие потоку турбулентность. Среди переносимых водой на­носов преобладают мелкие пылеватые несвяз­ные частицы. Несортированные скопления их у подножия склонов называются делювием (лат. dеluo — смываю). Склоновый сток не создает особых форм рельефа, кроме микро­форм — потяжин, но он выравнивает поверх­ность, смывая грунт в верхней части склона и откладывая его в нижней части в виде де­лювиального шлейфа. Особую интенсивность приобретают делювиальные процессы на рас­паханных склонах, смывая гумусовый горизонт почв. Эрозия почв (так называется этот про­цесс на распаханных землях) наносит боль­шой вред природе и земледелию.

Склоновые процессы в периоды длитель­ной стабилизации базиса денудации и ослаб­ления тектонической активности приводят в конечном счете к выполаживанию рельефа. Разработаны две классические схемы вырав­нивания: пенепленизация и педипленизация.

Пенепленизация — выравнивание терри­тории «сверху» (схема В. Дэйвиса). Она ти­пична для гумидных территорий. Водоразделы выравниваются за счет делювиального смыва и других склоновых процессов, долины запол-

няются, материал из них выносится реками. В результате на месте горных глубокорасчле­ненных участков земной поверхности возника­ет невысокая волнистая денудационная равни­на, которую В. Дэйвис назвал пенепленом (англ. репер1ат, от лат. раепе — почти и англ. р1а'т — равнина).

Педипленизация — выравнивание терри­тории «сбоку» (схема В. Пенка). Она свой­ственна территориям с резко континентальным климатом и особенно интенсивна в аридных и полуаридных климатах, где мало воды и вели­ки контрасты температуры. В таких условиях выравнивание гор начинается снизу и проис­ходит путем отступания боковых уступов (склонов возвышенностей). В результате по­пятного параллельного отступания склонов у их подножия формируются выровненные ка­менистые поверхности — педименты, шлейф наносов с которых удаляется, и они оказыва­ются сложенными коренными породами. При сближении противоположных уступов между ними сохраняются останцы первоначального возвышенного рельефа — островные горы с уплощенными вершинами или в виде сопок с резко очерченными вершинами и вогнутыми склонами, которые со временем тоже снижа­ются. Выровненные поверхности названы В. Пенком педипленом (англ. реdiplain, от лат. реdis — нога, подножие и англ. р1аin — равнина).

Эти типы денудационного выравнивания земной поверхности не следует противопос­тавлять. Они протекают одновременно, а их преобладание в тех или иных районах зави­сит от конкретных физико-географических ус­ловий.

Наряду с денудационными поверхностями выравнивания типа пенеплена и педиплена, Ю. А. Мещеряковым было предложено широ­кое толкование термина поверхности вырав­нивания как морфологически единой поверх­ности, состоящей из парагенетических денуда­ционных и аккумулятивных частей, причем последние сложены рыхлыми коррелятными (снесенными с повышений) осадочными поро­дами. Их формирование приурочено к эпохам равновесия эндогенных и экзогенных сил в пе­риоды общего опускания территории.

После выравнивания поверхности она мо­жет вновь деформироваться эндогенными бло­ковыми движениями. Тогда фрагменты одной и той же выровненной поверхности могут быть подняты этими движениями на разную высо­ту. Будучи ровными и приподнятыми, они на­зываются в горах поверхностями выравни­вания.