|
И.Г. Щукин
ГЛАВА XXI
ГЕОМОРФОЛОГИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ
1. Задачи наблюдений. Геоморфология изучает рельеф земной поверхности и слагающие его формы со стороны их внешних признаков и происхождения, законы их развития, закономерно повторяющиеся их комплексы или сочетания и географическое распространение отдельных форм и их категорий по земной поверхности в зависимости от климата и других рельефообразующих факторов.
Изучение форм земной поверхности представляет большой практический интерес, т. к. рельеф является ведущим элементом географического ландшафта, в значительной степени определяющим собой характер всех прочих ландшафтных элементов. Поэтому геоморфологические исследования необходимы при постройке железных и грунтовых дорог, различных гидротехнических сооружений, при выборе мест под постройку электростанций, при устройстве каналов, водохранилищ, портов, при землеустройстве, планировке городов, при поисках месторождений полезных ископаемых, особенно россыпных, при почвенных и геоботанических съемках и т. д. В связи со столь разнообразными целями и сами геоморфологические исследования должны приобретать в каждом отдельном случае несколько специфический характер (см. гл. XXII ).
С чисто внешней стороны среди элементов рельефа различают положительные формы, выпуклые, представляющие относительные повышения, и отрицательные, вогнутые, представляющие относи тельные понижения. По масштабу элементарных форм различают: микрорельеф (колебания высот не превышают 1—2 м, чаще же долей метра), мезорельеф—с колебаниями высот от нескольких метров до нескольких десятков метров (чему обычно соответствуют и размеры занимаемой площади) и макрорельеф—с еще большими амплитудами высот. Термины эти употребляются довольно произвольно и точных числовых величин для их разграничения не установлено. Поэтому следует давать морфометрическую характеристику форм рельефа в виде числовых величин (в мерах длины, площади или объема).
Размеры форм даются чаще всего в именованных числах, но можно также употреблять различные отвлеченные показатели внешних признаков в виде отношений одних величин к другим, выраженных в виде дроби. Например, отношение действительной или фактической длины береговой линии острова или озера к длине окружности равновеликого по площади круга будет характеризовать степень расчлененности или изрезанности береговой линии;отношение площади всех островов к общей площади озера, выраженное в процентах, будет служить характеристикой островности озера и т. д.
Определение морфометрических показателей в полевой обстановке очень важно, т. к. эти величины дают наиболее ясное, вполне конкретное представление о характеризуемых формах. Морфо-метрические показатели, записанные в полевой дневник, полезно дополнять и другими описательными данными, напр.: «вершины холмов имеют в профиле округлую (или плоскую, усеченную, или острую) форму», или—«склоны котловины круты и изрезаны эрозионными рытвинами».
При определении размеров небольших форм рельефа можно измерять расстояния шагами или рулеткой, а для более крупных форм пользоваться угломерными инструментами (см. т. I , гл. XIV и XV ).
Другой важнейшей задачей исследования является установление происхождения (генезиса) и времени образования форм рельефа. Эти вопросы также легче всего решать в полевой обстановке, т. к. надо учесть прежде всего все особенности географической среды. Особенно важны климатические условия, они чаще всего определяют комплекс действующих в данном месте рельефообразующих сил (о генетических типах рельефа см. Щукин, 1946).
Для понимания происхождения рельефа и многих внешних его черт необходимо также знание геологического строения местности—характера слагающих ее горных пород и условий их залегания (см. гл. XVII ). Очень существенны физические и химические свойства пород: проницаемость или водоупорность, растворимость, трещиноватость, однородное или неоднородное сложение, химическая устойчивость в условиях земной поверхности и т. д. Совокупность этих свойств делает горные породы очень неодинаковыми в отношении их сопротивляемости выветриванию, размыву, растворению: среди них можно различать породы более стойкие и более податливые. Условия залегания осадочных толщ (горизонтальное, наклонное, вертикальное, складчатое) и разнообразные их комбинации с магматическими массами создают столь же большое разнообразие вторичных форм рельефа, возникающих из первичных тектонических под воздействием внешних разрушительных факторов. Формы вторичного рельефа, отражающие особенности внутренней структуры земной коры, называют структурными. Структурность рельефа какого-либо участка земной коры указывает на то, что этот участок находится в стадии восходящего развития, т. е. такого состояния, когда эффект поднятия не успевает подавляться совокупным действием разрушительных экзогенных факторов. Если же последние начинают брать перевес и начинается общее понижение рельефа (абсолютное и относительное), тогда последний вступает в стадию нисходящего развития.
Структурные формы постепенно разрушаются, уступая место неструктурным, типичным примером которых могут служить денудационные поверхности или «почти-равнины».
Ввиду большого значения познания геологического строения для решения геоморфологических задач, следует перед выездом на работы познакомиться по литературе с геологией изучаемого района. Если для этого района геологических данных нет или они недостаточны, геоморфолог сам должен уметь выяснить основные черты геологической структуры, применяя элементарные методы геологической схемки (см. гл. XVII ), и составить хотя бы схематическую геологическую карту.
☀ ☀ ☀
2. Инструменты и снаряжение.
В состав снаряжения геоморфолога должны входить следующие инструменты: несколько анероидов, гипсотермометр, несколько термометров-пращей (см. т. I , гл. XVI ), эклиметр, буссоль с диоптрами и с приспособлением для укрепления ее на прочном штативе (хотя бы фотографическом) с вращающейся головкой (см. т. I , гл. XV ), горный компас, горный молоток, зубило саперная лопатка (см. гл. XVII , §2) и фото аппарат (см. т. I , гл. XII ).
Помимо фотографирования, иногда бывают очень полезны эскизные зарисовки карандашом, которые представляют даже некоторые преимущества перед фотографией, так как концентрируют внимание на самом существенном, отбрасывая все второстепенное, все мелкие детали (см. гл. XVII , §0).
О коллектировании образцов горных пород - см. гл. XVII , общее экспедиционное снаряжение описано в т. I , гл. I .
ИССЛЕДОВАНИЕ РАВНИН
3. Общая методика наблюдений. Для обширных равнинных пространств характерно спокойное залегание поверхностных пластов: под корой выветривания или под сравнительно тонким плащом рыхлых наносов часто на больших площадях залегает одна и та же коренная порода с более или менее однородными свойствами. Глубина базиса эрозии, а следовательно, и глубина врезания долин, остаётся почти одна и та же. При смене пород основания резко изменяется степень развития речной и долинной сети—«густота эрозионного расчленения», которая стоит в связи с неодинаковой проницаемостью пород, определяющей собой величину поверхностного стока (см. гл. IV и V ).
Другим следствием равнинности является очень слабое развитие на равнинах процессов сноса. Вследствие этого, на ровных междуречных пространствах коренные породы почти совершенно не выходят на поверхность, будучи всюду скрыты слоем элювия (коры выветривания), образовавшегося на месте, или рыхлыми наносами, принесенными со стороны. Геоморфологу, так же как и геологу, необходимо изучать эти четвертичные отложения, брать их образцы (см. гл. II , III , XII , XVII , XVIII ).
Изучение всех указанных особенностей рыхлых поверхностных образований дает возможность установить их происхождение и расшифровать новейшую историю формирования рельефа.
Изучение же коренных пород должно подкрепить эти выводы и дать возможность определить погребенный рельеф равнины и его роль в создании современного рельефа. В особенности большое значение имеют карстовые формы и суффозионные ложбины (см. гл. IV ).
В связи с тем, что глубина эрозионного расчленения равнинных стран обычно не бывает очень значительной и часто не вскрывает в естественных обнажениях всей толщи рыхлых покровных образований, судить о характере лежащих глубже коренных пород приходится большей частью на основании данных буровых скважин. В полевой обстановке можно закладывать неглубокие шурфы или буровые скважины при помощи ручного бура, но главные материалы даст изучение соответствующей литературы и фондов.
В макрорельефе равнин платформенного типа, несмотря на общее невысокое их положение над уровнем моря, наблюдаются, однако, захватывающие иногда значительные пространства пологие понижения («низины») и такие же пологие, повышения—«возвышенности», с относительной разницей высот в 100—200 м, обусловленные обычно тектоникой. Различия в характере их рельефа зависят от различной глубины их эрозионного расчленения. Эту глубину врезания водотоков надо определить возможно большим числом высотных барометрических отметок, взятых на днищах долин и на соответствующих по профилю точках водоразделов, и сопоставить полученные величины. Глубину эрозионного вреза следует определять диференцированно для рек первого, второго, третьего порядка.
В условиях нормального влажного (гумидного) климата общий характер рельефа равнин определяется главным образом их эрозионным расчленением—его глубиной, густотой, морфологией отдельных эрозионных долин. Долинам, при изучении рельефа, должно быть уделено главное внимание.
Следует провести маршруты по всем разветвлениям долинной системы, производя барометрическую нивелировку на уровне поймы (если она развита па всем протяжении долины) или на уровне уреза воды, учитывая его колебания. Затем вычерчивают продольный и поперечный профили главной реки и всех ее притоков;анализ формы профилей поможет выясвить историю развитии речной и долинной сети, влияние на геоморфологические особенности долин горных пород и т. п.
Путем визуальных наблюдений выделяют участки долин, отличающиеся друг от друга по своим морфологическим чертам: по ширине долины, степени развития поймы, наличию или отсутствию террас и т. д. Наличие таких участков говорит о гетерогенном происхождении долины, образовавшейся в результате ряда перехватов из отрезков долин, ранее принадлежавших разным речным системам, имевшим разный возраст, разную историю развития и разный морфологический облик. Морфологические различия отдельных отрезков долины могут зависеть также от состава горных пород, в которые врезана долина, от абсолютной высоты над уровнем моря и др. причин.
Морфологическими свидетельствами происшедших в недавнее время речных перехватов для равнинных рек могут служить: а) внезапный, без всякой видимой причины, резкий поворот реки из одного направления в другое, часто под прямым углом;б) уча сток более крутого падения реки в месте такого резкого поворота, как выражение разности уровней рек перехватывающей и перехваченной;в) наличие ниже места поворота, на продолжении прежнего направления долины, ложбинообразного понижения, лишенного водотока—«мертвого»
участка прежней долины. Иногда тальвег этой мертвой долины лежит выше современного уровня реки в месте поворота, что является результатом продолжающегося углубления рекой долины уже после перехвата;г) резко различный характер долины в обоих ее коленах.
В долинах равнинных рек обычно имеется хорошо развитая пойма. Поймы рек представляют ценные хозяйственные угодья, главным образом сенокосные луга. Хозяйственная ценность этих лугов (их кормовые качества) определяются характером их растительности, а последняя зависит от глубины стояния грунтовых вод в отдельных участках поймы, т. е. в конечном итоге—от микрорельефа поймы. Исследование этого микрорельефа является, таким образом, практически важным (см. гл. V ).
Изучая склоны долины, надо отмечать их общий характер в отдельных отрезках: крутые, пологие, террасированные, симметричные или асимметричные. Если оба склона долины не одинаковы, напр., один крутой, другой пологий, то следует попытаться выяснить причину асимметрии. Существует целый ряд теорий асимметричного развития долин (см. Щукин, 1938, т. I , стр., 134—140). Следует испробовать приложимость каждой из них к объяснению данной асимметрии, отбрасывая те из них, которые ясно стоят в противоречии с местными условиями. '
В равнинных частях СССР (Русская равнина и Западно-Сибирская низменность) долины более крупных рек большей частью асимметричны, имея правый склон крутой («нагорный»), левый—
пологий («луговой»). Террасы, если они вообще представлены, сохраняются чаще на левом берегу и отсутствуют (размыты) на правом. Террасы являются летописью, регистрирующей все события новейшей геологической истории местности (поднятия и опускания, изменения климата, изменения базиса эрозии и пр.), а также этапы нормального развития самой речной сети, и необходимо изучать их очень внимательно и подробно (см. гл. V ).
В возвышенно-равнинных местностях к долинам постоянных рек могут быть привязаны еще балки и овраги, не имеющие постоянного водотока и углубляющиеся только периодически во время весеннего таяния снегов (в средних широтах) или во время сильных ливней. Изучение их имеет очень большое научное и практическое значение (см. гл. V ).
Кроме густоты и глубины эрозионного расчленения для геоморфолога представляет интерес также тип эрозионного расчленения, т. е. тот узор, который образует сеть долин и оврагов. Для равнин нередко характерна древовидно разветвленная речная сеть, в которой трудно уловить какое-либо преобладающее направление в расположении водотоков и эрозионных борозд (см. гл. V ).
Кроме линейных эрозионных форм, на равнинах встречаются часто и другие отрицательные формы рельефа—замкнутые впадины разной формы, величины и происхождения. Их образование может быть обусловлено тектоникой (горсты, котловинные области опускания), карстовыми процессами (см. гл. IV ), почвообразовательными процессами («степные блюдца»слабо расчлененных приводораздельных пространств степной зоны), развеванием (дефляционные впадины равнинных пустынь, см. гл. III ).
☀ ☀ ☀
4. Моренные ландшафты. Одной из первых задач геоморфологического исследования моренного ландшафта является выяснение чисто внешних морфографических черт элементов рельефа, особенно положительных,—их величины, формы (холмы или гряды), относительной высоты и ориентировки как по странам горизонта, так и относительно друг друга. Эти данные позволяют отнести ландшафт к тому или другому типу. Преобладание в рельефе менее длинных гряд, вытянутых параллельно друг другу, характерно для конечно-грядового моренного ландшафта. Преобладание отдельных беспорядочно разбросанных, или собранных в группы, или частично сливающихся холмов со столь же неопределенной формы понижениями между ними указывает на ландшафт основной морены. Если положительные элементы рельефа, сложенные из моренного материала, имеют вид более или менее правильных овальных холмов, параллельных друг другу, или несколько расходящихся по радиусам и обращенных более острыми концами в одну сторону (в северной Европе—к югу или юго-востоку), мы имеем друмлинный ландшафт. Чаще всего он располагается непосредственно севернее конечно-моренно-грядового, заполняя собой внутренние части фестонов бывшего края материкового ледника. Если положительные и отрицательные элементы слабовыражены и местность имеет характер слегка волнистой равнины, выстланной однообразным моренным покровом, то перед нами первичная моренная равнина (см. гл. XII ).
Изменение моренных ландшафтов после исчезновения ледника идет по линии все большего и большего освоения их гидрографической сетью и превращения их в типичный эрозионный (долинный) ландшафт. Процессы денудации, действующие преимущественно на положительные элементы рельефа—моренные холмы и гряды—постепенно понижают их, делая рельеф все менее выразительным (вторичная моренная равнина);одновременно происходит изменение характера и самих поверхностных образований: на положительных элементах рельефа моренный суглинок испытывает огрубение вследствие вымывания мелкоземистого материала, в понижениях рельефа накапливаются продукты перемыва и сортировки морены—песчаные и глинистые фракции. Одновременно с этим, первоначально замкнутые котловины моренного ландшафта, занятые озерами, соединяются протоками в связную гидрографическую сеть. Глубинная эрозия этих протоков между озерными котловинами ведет к постепенному спуску озер и к их осушению. На обнажившихся днищах озер река закладывает новые отрезки долины. В образовавшейся таким путем долинной сети долины имеют характерную четковидную форму: узкие и относительно крутостенные участки долины, часто без развитой поймы и террас, чередуются с «озеровидными расширениями», где коренные склоны долины отходят дальше от реки, текущей в неглубоко врезанном русле, и между ними и рекой протягиваются почти горизонтальные полосы ровной поверхности прежнего днища
озера. Этот процесс превращения «ваннового»ландшафта в «долинный»начинается обыкновенно от наиболее глубоко врезанных главных долин н распространяется отсюда в сторону главных водоразделов.
На определенной стадии развития на приводораздельных пространствах могут наблюдаться широкие полосы, еще не захваченные развитой долинной сетью и изобилующие озерными котловинами (см. Борзов, t 930)'.
На Русской равнине отдельные оледенения четвертичного возраста не захватывали одинаковых пространств. В области, лежащей между южными границами предпоследнего и последнего оледенения, древние моренные ландшафты почти совершенно разрушены позднейшей эрозионной деятельностью. К северу от границ последнего оледенения моренные ландшафты находятся в стадии гораздо большей свежести и чем дальше к-северо-западу, тем моренный рельеф становится все более и более типичным и выразительным {границы оледенения—см. Герасимов и Марков, 1939).
При исследовании моренных ландшафтов необходимо учитывать местоположение исследуемого района по отношению к бывшим центрам оледенения и южным его границам;оно определяет степень изменения моренного ландшафта последующими процессами эрозии и денудации. Но нужно также определить по всей совокупности признаков стадию, в которой находится данный моренный ландшафт в настоящее время;
Пространства к югу от границы оледенения заняты обычно отложениями талых вод, вытекавших из-под края ледника. Морфологически эти пространства (зандры) представляют плоские конусы выноса, сливающиеся и частично перекрывающие друг друга. Рельеф зандров по профилю, проведенному параллельно краю бывшего ледника, обнаруживает некоторую волнистость, но в общем зандр представляет слегка наклонную равнину, падающую от края бывшего ледника. Эта равнина может быть осложнена положительными и отрицательными элементами рельефа, не изменяющими ее общего равнинного характера. Положительные элементы представляют чаще всего различной формы и величины песчаные дюны (продольные, поперечные, параболические), созданные деятельностью ветра. Следует отметить их величину, относительную высоту, форму в плане и в поперечном разрезе,- их ориентировку по отношению к странам горизонта и друг к другу, а также густоту их расположения (напр., по числу отдельных элементарных дюн, приходящихся на 1 км 2
площади). Следует дать описание их внутреннего строения и слагающего материала.
Отрицательные формы зандров—впадины разной величины и формы—заняты обычно болотами или озерами;они образовались на месте растаявших ледяных линз («мертвого льда»), остававшихся часто перед краем отступавшего ледника во впадинах доледникового рельефа и занесенных затем ледниково-речными отложениями. Следует отметить степень их распространенности, их величину, формы, глубину и их современное состояние (озеро, болото, сухая, выстланная торфом впадина);произвести бурение в толще торфяного слон для выяснения его мощности, характера подстилающей породы (часто это—слоистые озерные отложения «ленточные глины»), а также взять образцы торфа и подстилающих образований из разных горизонтов для пыльцевого и других анализов (подробнее—см. гл. XII и XVIII ).
☀ ☀ ☀
5. Аридные пустыни. По рельефу различают горную пустыню с резко выраженным рельефом, в котором, однако., колебания высот не превышают обычно нескольких сотен метров и равнинные пустыни с малыми амплитудами высот.
В каменистых пустынях может выходить на поверхность ничем не прикрытая коренная порода (скалистая горная пустыня), или же поверхность коренных пород может быть одета не очень толстым плащом грубо-обломочного материала—угловатого щебня или окатанной гальки. Этот плащ часто представляет кору выветривания коренных пород, из которой весь мелкоземистый материал унесен ветром иногда за пределы пустынной области.
Глинистые и глинисто-солончаковые пустыни могут протягиваться, не изменяя своего характера, на сотни и тысячи километров, или же встречаются небольшими пятнами по понижениям рельефа среди пустынь другого типа, напр., среди песчаных пустынь. В пустынях Средней Азии встречаются часто в неглубоких депрессиях рельефа ровные, как паркет, растрескавшиеся на многоугольники, чрезвычайно плотные глинистые поверхности, называемые такырами. В других случаях в таких же депрессиях располагается шор или солончак, то покрытый сплошной твердой коркой белой соли, то представляющий рыхлую массу, в которой тонет нога на глубину десятка сантиметров—пухлый солончак;последний образуется вследствие капиллярного поднятия к поверхности сильно минерализованных грунтовых вод и кристаллизации при их испарении солей между глинистыми частицами поверхности солончака. Пухлые солончаки особенно легко подвергаются развеванию, что ведет нередко к постепенному углублению депрессии. В семиаридных пустынях при капиллярном поднятии грунтовых вод, содержащих в большом количестве в растворе углекислую известь или гипс,- в рыхлых поверхностных образованиях формируется на небольшой глубине под поверхностью плотный сцементированный слой, иногда представляющий гипсовую или известковую плиту. Эта пустынная корка образуется часто в слое элювия или в поверхностных частях конусов выноса у подножия пустынных гор.
Интенсивное физическое выветривание в пустынях дает обильный материал для образования чрезвычайно мощных конусов выноса у подошвы пустынных гор, но в субтропических пустынях наблюдается также и резкий переход от равнинной пустыни к крутым склонам пустынных горных массивов.
Физическое выветривание в пустынях требует детального изучения (см. гл. II ).
Сильная расчлененность рельефа в аридных областях может иметь место не только при складчатой структуре "интенсивно дислоцированных пластов, но и при горизонтальном их залегании на более высоких пустынных плато. Густота эрозионного расчленения достигает максимального значения в условиях семиаризного климата (см. гл. V , §4).
В пустынях с резко выраженным рельефом последний характеризуется чрезвычайно отчетливо выраженной структурностью форм, сильной отпрепарированностью структурных элементов. Интересной задачей исследователя является изучение как мелких форм—ниш, трещин, карнизов, так и крупных—«скальных городов», башен, призм, шпилей, обелисков, каменных грибов (при горизонтальном залегании пластов разной твердости) (см. гл. II ). Большого внимания заслуживают формы сотового или ячеистого выветривания;еще не вполне ясно, обусловлены ли они механическим действием песка или являются следствием избирательного химического выветривания. Необходимо проследить стадии развития этих форм, приуроченность к тем или другим породам, произвести исследование стенок их полостей, исследовать их на содержание песчинок, продуктов выветривания (см. гл. II ). Чрезвычайно характерной морфологической чертой пустынь является обилие в них замкнутых, большей частью сухих впадин разной величины, формы и происхождения. Одни из них представляют небольшие плоские, с пологими бортами, депрессии, другие могут достигать размеров в несколько десятков км в диаметре и нередко имеют крутые и высокие борта. Днища таких котловин обычно заняты солончаками или такырными поверхностями и опускаются иногда ниже уровня океана, оставаясь сухими. Часть впадин занята озерами—временными и даже постоянными. Так как эти озера не имеют поверхностного стока, то вода в них сильно минерализована, и во многих осаждаются соли—поваренная, сернокисло-натровая и др. По способу образования замкнутые впадины пустынных областей разделяются на тектонические, дефляционные, образовавшиеся в результате местного выноса массы рыхлого материала ветром, впадины, возникшие в результате неравномерной аккумуляции, и впадины карстового или карстово-суффозионного происхождения.
Исследование замкнутых впадин пустынь ведут по следующей программе:
а) Морфометрические и описательные данные: длина, ширина, относительная и абсолютная глубина впадины, ее форма—округлая, продолговатая, неправильная, ориентировка длинной оси по отношению к направлению преобладающих ветров.
б) Приуроченность впадин к тому или другому типу рельефа и грунта (глинистый, песчаный, каменистый).
в) Характер склонов впадин: крутые, пологие, отвесные, простые или террасированные, с ясно выраженной верхней «бровкой»и подошвой, или же переходящие очень постепенно в окружающее пространство плато и в днище котловины. Обнажаются ли в склонах коренные породы или же только рыхлые покровные образования? Террасы, их характер—структурные или же береговые озерные.
г) Днище котловины—плоское, неровное, с поднимающимися отдельными останцами, занятое солончаком, такыром или эоловыми песками в виде дюн.
д) Залегание коренных пород в склонах котловины;наличие дизъюнктивных дислокаций, выраженных сбросовыми уступами в рельефе или другими признаками (см. гл. XVII ), и возможность тектонического происхождения впадины.
е) Наличие известняков, слоев и линз гипса, каменной соли или пород, лишь диффузно проникнутых легко растворимыми веществами—углекислой известью, гипсом—и возможность карстового или карстово-суффозионного происхождения впадины.
ж) Выходы во впадине грунтовых вод (источники).
Для многих пустынь характерны изолированные останцовые возвышенности, которые часто не представляют отпрепарированных денудацией более стойких структурных элементов, а сложены теми же породами, что и разделяющие их пространства.
Геоморфологическое исследование останцов ведут по следующей программе: положение по отношению к соседним крупным элементам рельефа;размеры и форма, относительная высота- над прилежащими пространствами;геологическое строение, наличие или отсутствие бронирующего поверхностного пласта;
характер склонов—крутые, пологие, террасированные, изрезанные оврагами, характер последних, имеет ли подошва склонов резкий входящий перелом, засыпаны ли подошва и нижние части склонов щебнем осыпей или окаймлены полосой слившихся конусов выноса оврагов или рыхлые обломочные продукты здесь совсем отсутствуют;намечается ли дальнейшее расчленение первоначально единой возвышенности на «дочерние»части меньших размером (слияние вершинных частей оврагов двух противоположных склонов в результате регрессивной эрозии).
ИССЛЕДОВАНИЕ ГОРНЫХ СТРАН
Рельеф горных стран состоит, главным образом, из сочетаний различных типов горных долин и хребтов. Поэтому при геоморфологических исследованиях в горных странах внимание исследователя прежде всего должно быть сосредоточено на изучении этих объектов.
☀ ☀ ☀
6. Горные долины. Прежде всего надо определить отношение долины к геологической структуре;различают два главных типа:
Долины продольные, вытянутые в направлении осей складок, а также продольные участки сложных долин имеют обычно значительную длину, сравнительно слабое падение, отличаются своей выпрямленностью и сохраняют на больших протяжениях неизменным свой общий облик;в склонах долины на больших расстояниях обнажается одна и та же порода.
Поперечные долины, идущие перпендикулярно к направлению складчатости, а также поперечные участки имеют относительно меньшую длину долины, более крутое и неравномерное падение, иногда вертикальные уступы в продольном профиле тальвега (водопады). В склонах долины наблюдается частая, на коротких расстояниях, смена пород, нередко изменяется и характер долины: узкие, ущельеобразные, участки чередуются с котловинообразными расширениями долины с пологими склонами;на дне последних река часто распадается на рукава, имеет развитую пойму и окаймлена сериями террас. Узкие участки соответствуют пересекаемым рекою полосам устойчивых пород, расширения—легче размываемым породам. Эти особенности долин очень важны для устройства водохранилищ и плотин (см. гл. XXII ).
Среди продольных долин выделяют синклинальные долины, идущие вдоль осей синклиналей, моноклинальные, выработанные в размытых крыльях складок или вообще по простиранию серии падающих в одну сторону пластов, и антиклинальные, идущие вдоль свода антиклиналей (см. гл. XVII ). Эти подтипы отличаются гидрогеологическими и морфологическими особенностями. Синклинальные долины характеризуются обильными выходами родников на склонах и малой устойчивостью склонов;оползни и горные обвалы представляют обычное явление, особенно если местность отличается сейсмичностью. Моноклинальные долины, противолежащие склоны которых сложены литологически разными породами, имеют обычно асимметричный поперечный профиль. Источники в этих долинах часты на пологом склоне и иногда совершенно отсутствуют на крутом. Несмотря на крутизну склонов, оползни и обвалы редки. Антиклинальные долины, чаще с более или менее симметричным поперечным сечением, бедны выходами подземных вод, и их склоны обычно устойчивы.
К продольным же относят долины, идущие вдоль линий продольных разломов и сбросов (см. гл. XVII ).
Долины-грабены и участки их проложены в пониженной полосе земной коры, опустившейся между двумя линиями параллельных разломов (см. гл. XVII ).
Поперечные долины разделяют на сквозные и долины склонов. Первые разрезают орографические возвышенности (горные цепи и хребты, отдельные массивы и пр.) во всю их ширину, от одной подошвы до другой, вторые принадлежат целиком одному какому-либо склону и при дальнейшем своем развитии, в результате регрессивной эрозии, могут пропилить своими верховьями водораздел, выйти на другую сторону возвышенности или хребта, перехватить протекающую там реку и превратиться, таким образом, в сквозную долину.
В горных странах, захваченных четвертичным оледенением, первоначальный эрозионный рельеф подвергся значительной переработке и имеет весьма своеобразные черты.
Изучение ледникового рельефа и отложений древних ледников следует вести как в горных долинах, так и на водоразделах (см. гл. XII ).
☀ ☀ ☀
7. Горные хребты по своим внутренним структурным особенностям могут относиться к следующим типам: а) антиклинальные, сложенные из пластов, падающих на обоих склонах в противоположные стороны от осевой части хребта;б) синклинальные, в обоих склонах которых пласты падают навстречу друг другу к осевой плоскости хребта;в) моноклинальные, сложенные сериями пластов, падающих на обоих склонах в одну и ту же сторону;г) поперечные, обязанные своим орографическим обособлением эрозии, протягиваются в направлении, перпендикулярном складчатости, и возникают чаще в областях однообразного литологического характера;д) горстовые—узкие, относительно поднятые глыбы земной коры, ограниченные с двух параллельных или со всех сторон поверхностями тектонических разломов;
к ним примыкают хребты—полугорсты, представляющие клиновидно приподнятое крыло единичного сброса.
При характеристике склонов гор отличают их крутизну и форму их профиля. Профиль склонов средневысотных гор в общем выпуклый, наиболее крут внизу и становится все более пологим кверху, где он переходит пологим изгибом в противоположный склон. В профиле гор альпийского типа можно выделить три части: нижнюю—крутую, соответствующую крутым нижним частям бортов корытообразной ледниковой долины, среднюю—пологую террасовидную площадку на склонах хребта, и верхнюю—крутую, идущую до самых острых в зазубренных гребней хребта. Эта последняя часть профиля соответствует крутым задним стенкам каров, врезанных в верхние части склонов хребта, а пологая средняя часть отвечает их днищам, слившимся при длительном и интенсивном оледенении в сплошную кайму. Верхняя и нижняя границы этой зоны пологих склонов зависят от климата, и высотные данные о них, собранные в различных горных странах, представляют большой теоретический интерес.
Морфологические детали характера склонов в сильной степени определяются свойствами слагающих пород и условиями их залегания. Наблюдения над морфологическим характером склонов в связи с их строением представляют научный и практический интерес.
При морфологическом исследовании склонов отмечают степень отрезанности их бассейнами временных или постоянных горных ручьев: она может зависеть от структурных особенностей склонов От структуры склонов может зависеть также различное соотношение в развитии трех частей бассейва горных ручьев—его водосборной воронки, канала стока и конуса выноса. Наблюдения в этом отношении могут представлять практический интерес, напр., при определении степени угрожаемости селевыми (силевыми) потоками, являющимися настоящим бедствием для населения некоторых горных стран (см. гл. V ).
В горах, которые сейчас не поднимаются за снеговую границу, но во время четвертичного периода были в верхних своих частях изъедены ледниковыми цирками, иногда происходит переработка впадины кара в водосборную воронку с характерным сочетанием морфологических особенностей двух генетически различных - образований. Так, напр., при сохранении типичной чашевидной формы склоны кара могут оказаться изрезанными радиально сходящимися на дне эрозионными бороздами, характерными для стенок водосборной воронки.
В вершинных частях горных хребтов следует отметить общий облик их гребневой линии. У гор средневысотного типа в продольном профиле гребневая линия имеет большей частью пологоволнистый вид, с чередованием округлых, не сильно выдающихся над общим уровнем куполообразных вершин и пологих, также неглубоких понижений— перевальных седловин.
В горах альпийского типа, подвергавшихся интенсивному четвертичному оледенению или и сейчас имеющих ледники, крутые верхние части противолежащих склонов пересекаются между собой непосредственно под острым углом и дают' острый, зубчато-расчлененный гребень. Профиль гребневой линии в этом случае представляет чередование острых пирамидальных вершин и глубоко врезанных, параболической формы, перевальных седловин. Глубина расчленения гребневой линии хребтов имеет практическое значение для дорожного строительства. Степень расчлененности гребневой линии выражают отношением средней разности высот вершин и перевальных седловин к среднему возвышению хребта над днищами окаймляющих его долин.
С генетической точки зрения различают три главных типа перевальных седловин: а) первично-тектонические перевалы—по существу структурные формы;при антиклинальном строении хребта перевал может быть обусловлен местным синклинальным погружением оси антиклинали, или, при глыбовом типе нагорья,—местным опусканием гребня по линии поперечного или диагонального сброса;б) перевалы речного происхождения—результат пересечения задних стенок двух водосборных воронок, заложившихся на противолежащих склонах хребта одна против другой;в) перевалы ледникового происхождения—результат роста в ширину и пересечения между собой двух ледниковых цирков, принадлежащих противоположным склонам хребта,
Заслуживает внимания нередко наблюдающийся в горах процесс горизонтального смещения водораздельных линий. Если реки одного склона хребта получают более обильное дождевое питание, или базис эрозии рек одного склона лежит значительно ниже, чем на другом склоне, то отличающиеся большей эрозионной энергией реки быстрее отодвигают свои водосборные воронки вверх по течению и могут выйти на противоположный склон, захватив часть его водосборного пространства. Так как это смещение водораздела происходит очень неравномерно, то наличие его можно узнать по ряду морфологических признаков: по сильным местным изгибам водораздельной линии гребня (с перевальных седловин следует делать буссольные засечки на выделяющиеся соседние точки гребня), по несовпадению водораздела с линией наивысших вершин хребта и т. п.
☀ ☀ ☀
8. Древние поверхности денудации,—высоко поднятые, иногда весьма значительные по площади, ровные или слегка волнистые поверхности, получившие в некоторых горных странах специальные названия (сырт—в Тянь-шане, сарам—в Саянах и др.).
Так как эти поверхности фиксируют собой периоды нисходящего развития горной страны, т. е. периоды тектонического покоя, в течение которого базис эрозии оставался более или менее неизменным, то изучение их представляет большой интерес. Для понимания истории развития горной страны древние поверхности денудации имеют такое же значение ключа, как террасы речных долин. Изучение этих поверхностей имеет также и большое практическое значение: они часто сохраняют на себе остатки древней гидрографической сети—участки русел, с древним аллювием, заключающим иногда россыпные месторождения.
Изучение древних поверхностей денудации ведут по следующей программе:
Представляют ли денудационные поверхности полосы той или иной ширины по окраинам (склонам) отдельных горных массивов или всей горной страны в целом, или же они охватывают всю ее площадь до самых внутренних частей включительно.
Не обнаруживают ли поверхности денудации нескольких резко различных и выдержанных по высоте уровней, свидетельствуя о нескольких периодах прерывистого поднятия горной страны, разделенных достаточно длительными периодами покоя.
Если денудационные поверхности имеют различную высоту и не приурочены к определенным уровням, то надо выяснить, не являются ли различия в высоте результатом последующей деформации тектоническими процессами первоначально единого пенеплена, сформировавшегося на определенном уровне.
Если такую деформацию удалось установить, то следует стараться определить ее природу. Возможны три случая: а) деформация имела характер общего сводового поднятия всей горной страны в целом, причем денудационная поверхность оказалась наиболее высоко поднятой в ее центральной части и постепенно понижается к периферии. Это устанавливается путем взятия высотных отметок па всех встреченных исследователем участках денудационных поверхностей;б) деформация имела складчатый характер с относительным поднятием участков денудационной поверхности в антиклиналях и с относительным ее опусканием в синклиналях;в) складчатая область с развившимся на ней пенепленом была разломана на отдельные глыбы, испытавшие диференцированные вертикальные движения, и части разорванного, первоначально единого пенеплена, сохранившиеся на отдельных глыбах, расположены на самых разнообразных высотных уровнях, не обнаруживающих какой-либо закономерности в горизонтальном и вертикальном направлении.
Время образования денудационной поверхности заключается в промежутке между возрастом наиболее молодых пластов, срезаемых денудационной поверхностью, и возрастом наиболее древних отложений, покрывающих несогласно эту поверхность. Но новейшие континентальные отложения являются большей частью палеонтологически немыми, и потому решение этого вопроса очень трудно.
Степень эрозионного расчленения, последовавшего за поднятием денудационной поверхности;эрозия начинается обычно от краев и распространяется постепенно к центральным частям пенепленизированного участка. На сохранившихся участках древних поверхностей денудации необходимо искать отрезки древних речных долин и изучить заполняющий их аллювий.
На рабочей полевой карте наносят все участки древних поверхностей и древних долин и отмечают высотные данные.
МЕТОДИКА ГЕОМОРФОЛОГИЧЕСКОГО КАРТИРОВАНИЯ
9. Геоморфологическое картирование является наглядным графическим изображением распределения отдельных элементарных форм рельефа того или иного происхождения или определенных комбинаций (комплексов) этих форм в пределах исследованной территории, а в некоторых частных случаях показывает диференциацию этой территории по геоморфологическим признакам, т. е. представляет но существу геоморфологическое районирование. Геоморфологичеекое картирование должно производиться во время палевых наблюдений;к камеральному периоду работы относится лишь чистовое графическое оформление карты (с некоторым ее уточнением и детализацией) на основе рабочей полевой карты.
Геоморфологическое картирование, представляющее сплошную геоморфологическую съемку, может быть проведено только при достаточно густой сети маршрутов, дающей возможность обследовать визуально, хотя бы издали, с основных линий маршрутов, нее участки поверхности. Нанесение на карту результатов наблюдений следует производить с возвышенных пунктов, пользуясь биноклем.
Для геоморфологического картирования необходима топографическая основа. В зависимости от масштаба последней, а также от степени детальности полевых исследований, геоморфологические карты могут быть различны по своему характеру и содержанию. При наличии крупномасштабной основы можно наносить на карту отдельные элементарные формы рельефа, изображая их условными знаками, предпочтительно с соблюдением их масштабности.
Системы общепринятых, закрепленных практикой и ставших стандартными, условных знаков для геоморфологической карты пока нет, и в их применении наблюдается большой разнобой: каждый геоморфолог употребляет свои собственные условные знаки. Все знаки наносятся на рабочую карту к соответствующих местах еще в поле, во время отдельных маршрутов. Полезно употреблять цветные карандаши, применяя для обозначения форм различного генезиса определенные цвета. Так, водно-эрозионные и водно-аккумулятивные формы могут быть показаны одним цветом, формы ледникового происхождения—другим, эоловые-—третьим и т. д.
В отличие от топографической на геоморфологической карте элементарные формы рельефа изображаются в связи с их происхождением и способом образования. На геоморфологической карте можно показать эрозионные долины всех типов, указанных в §0, аллювиальные и структурные террасы, водосборные воронки периодических горных ручьев, конусы выноса и осыпей, оползаемые цирки и террасы, куэсты, сбросовые уступы, столовые (бронированные) останцовые возвышенности, вулканические конусы, грязевые вулканы, вулканические кратеры, карстовые воронки, ледниковые кары и цирки, устьевые и конфлюэнтные ступени ледниковых долин, моренные холмы и гряды, моренные «террасы оседания», высоко поднятые денудационные поверхности горных областей, различные формы песчаных дюн и многое другое.
Для составления геоморфологической карты нужно иметь разработанную на генетических началах классификацию форм земной поверхности. Но такой общепринятой классификации пока нет. хотя попытки к ее созданию для отдельных категорий форм начинают появляться все чаще и чаще (Сваричевская, 1937: Шульц, 1940;Щукин, 1940 и 1946).
Другой тип геоморфологической карты может быть создан на более мелкомасштабной топографической основе. Если масштаб не допускает изображения отдельных элементарных форм рельефа, то можно выделить на ней участки, характеризующиеся на всем протяжении одним и тем же генетическим типом рельефа. Под последним следует понимать рельеф, слагающийся из типически повторяющихся комплексов (сочетаний) определенных форм и развившийся на определенной геологической структуре под воздействием одного и того же комплекса рельефообразующих факторов. В других случаях можно выделить на карте замкнутыми контурами с разной их раскраской или штриховкой «геоморфологические районы», участки, в пределах которых рельеф сохраняет некоторые общие черты. В таком участке обычно один из рельефообразующих факторов приобретает ведущее значение, определяя собой наиболее характерные черты морфологического ландшафта.
Карты геоморфологических районов составляются также па основе полевых маршрутных наблюдений. Необходимо отмечать в дневниках или прямо на рабочей полевой карте все места по линиям маршрутов, где наблюдалось резкое изменение в характере рельефа. При обработке материала, проводя через такие пункты замкнутые кривые линии, мы оконтурим и выделим участки, характеризующиеся общими чертами рельефа.
Геоморфологическое картирование можно вести также но аэрофотоснимкам Полезно подклеить к краю фотоснимка накладной листок"кальки, на который наносят карандашом, рассматривая снимок на просвет, те или другие условные знаки в соответствующих местах, проводят контуры, а также наносят высотные отметки, определенные барометрическим путем.
ЛИТЕРАТУРА
Б о р з о в А. А. Краткая программа для описания рек и речных долин Московской губернии, 1926. Его як е. Очерк геоморфологии б. Московской губернии. Труды Общ. изучения Московской области, вып. 4, 1930»
Геоморфологического районирование СССР под ред. К. К. Маркова, 1947. Герасимов И. П. и Марков К. К. Четвертичная геология, 1939. Их ж е. Ледниковый период на территории СССР, 1939. Г о л б е ц Ф. Ф. Инструкция для предварительного исследования оползней, 19.°.0.
.Гужевая А. Ф. Овраги Среднерусской возвышенности. Тр. Ин. геогр. АН СССР, т. 11, 1948. Доку чае* в В. В. Овраги и их значение, 1877. Его те. Способы образования речных долин Европейской России, 1878. Марков К. К. О геоморфологической карте. Геологич. вестник,т. 7, вып. 1—3, 1929. Его те. Развитие рельефа северо-западной части Ленинградской области. Тр. Глави. геол.-разв. упр. вып. 117,1931. Е г о н. е. Основныг проблемы геоморфологии, 1948. Его и;е. Методика составления геоморфологических карт. Тр. Ин. Геогр., вып. 39, 1948. М а с а л ь с к и й В. Овраги черноземной полосы России,их распространение, развитие и деятельность, 1897. Павлов А. В. Оползни, обвалы, провалы, 1905. Павлов А. П.
' О рельефе равнин и его изменении под влиянием работы подземных и поверхностных вод. Землеведение, кн. 3-—4, 1898. Сваричевская 3. А. Легенда для геоморфологической карты крупного масштаба, 1937. Соболев С. С. Развитие эрозионных процессов па территории европейской Части СССР и борьба с пими. Том I , 1948. С п и р и д о н о в А. И. К вопросу о геоморфологической карте. Ученые записки МГУ, 1936, вып. 5. С т о п н е в и ч А. Программа исследований оползней Симбирского косогора. Изв. Геол. ком., № 7,прот. 283—299, 1916,и № 3, прот. 31—33, 1917. Ш у л ь ц С. С. Опыт генетической классификации речных террас. Иав. Всес- Геогр. Общ., т. 72, вып. 6 1940. Щукин И. С. Общая морфология суши, т. 1, 1934;т. 2,1938. Его же. Опыт генетической классиг фикации речных долин. Пробл. физ. геогр., т. 9, 1940. Его же. Опыт генетической классификации типов рельефа. Вопросы географии. вып. 1, 1946. Его же. Современные дискуссионные вопросы морфологии пустынь. Сб. Проблемы геоморфологии, 1948. Е г о ж е. К вопросу о др"евних поверхностях денудации в горпых странах. Землеведение, 1948.
|
