Геоморфологія, як наука

Тори являють собою невеликі останці корінної породи, що різко височать над навколишньою територією. Вони складені головним чином гранітними породами, хача бувають і винятки. Основною гіпотезою, що пояснює утворення торів є та, яка провідну роль у їх формуванні відводить структурі гірських порід, оскільки масивна порода є стійкішою до хімічного гіпергенезу, ніж сильно тріщинувата.

Тривала фаза гіпергенезу під час якої розкладання гірських порід здійснюється до глибин щонайменше кілька десятків метрів у менш стійких зонах, спостерігається в умовах вологого тропічного клімату.

Унаслідок тектонічного підняття або іншої причини, що викликала посилення денудації, уламковий матеріал, який виник внаслідок гіпергенезу, зноситься і залишаються лише слабкотріщинуваті блоки породи у вигляді високих останців (рис. 4.).

Кам'янисті моря утворюються на тих ділянках, де на значних площах представлені продукти морозного гіпергенезу. Вони являють собою простори вкриті гострокутними та злегка заокругленими брилами, поперечник яких часто перевищує 1 м. Завдяки значним за розміром порожнинам між брилами, весь дрібний матеріал змивається або провалюється крізь порожнини. Внаслідок цього поверхня набуває вигляду нагромадження великих брил. Розподіл матеріалу по території видається цілком хаотичним. Ознаки будь-кого зміщення окремих уламків відсутні.

При переході до схилів кам'янисті моря змінюються курумами - грубоуламковими покривами, в яких окремі брили зорієнтовані своїми довгими вісями у напрямку повільного руху. У горах сучасних позальодовикових (перигляціальних) зон кам'янисті моря часто увінчують плоскі вершинні поверхні (рис. 5 ).

Кам'янисті глетчери являють собою великі лопаті, складені продуктами морозного гіпергенезу і схильні до повільного руху. Частіше за все вони утворюються біля підніжжя скельних урвищ, від яких постійно відщеплюються уламки. Джерелом продуктів морозного гіпергенезу є задні стінки цирків давніх льодовиків. Від їхніх підніжжів кам'янисті глетчери рухаються вниз по долинах, набуваючи форми, схожої на форму спрвжніх льодовиків (рис. 6).

Уламкові маси, які складають кам'янисті глетчери, досягають 30-метрової товщини. У них спостерігається слабке сортування. На поверхні розташовані великі валуни та брили, а в нижній частині розрізу - суміш валунів, гальки, піску та алевриту.

Краї глетчерних потоків обмежені крутими схилами, проте верхні частини і поверхня мають відносно слабке падіння. Про сучасний рух кам'янистих глетчерів свідчать концентричні «зморшки», які ускладнюють їх поверхні, а також за результати прямих спостережень, які виявили поверхневі швидкості близько 1.5 см/рік у Швейцарії та 0.5 - 0.7 м/рік на Алісці (Райс, 1980).

Ерозійні платформи гравіювання (етчплени) завдячують своїм виникненням хімічному гіпергенезу. Протягом періоду тектонічної стабільності у жарких гумідних районах планети він призводить до глибокого розкладання гірських порід. З настанням періоду тектонічної активності, що супроводжується процесами інтенсивної денудації, остання ніби здирає шар уламків розкладених порід, утворюючи "етчплен". Таким чином виникає рівниний рельєф, що відображає, головним чином, ступінь стійкості різних корінних порід до глибокого хімічного гіпергенезу.

У деяких випадках внаслідок гіпергенезу має місце не розпушування, а цементація пухких порід. Так, в умовах жаркого та сухого клімату спостерігається цементація пухких поверхневих утворень вуглекислим вапном, гіпсом або кам'яною сіллю. В районах з дещо більшою кількістю опадів переважає вапняковий цемент. При збільшенні аридності клімату вуглекисле вапно змінюється гіпсом. Потужність вапняково-гіпсової кірки може досягати 2 м.

4.3 Гравітаційна морфоструктура

Гравітаційна морфоскульптура утворюється завдяки процесам, які головним чином залежать від сили земного тяжіння, хоча на них, деякою мірою, впливають і інші агенти.

Поняття «схил». Класифікація схилів.

Пов'язані з силою тяжіння процеси називають ще схиловими, оскільки вони протікають безпосередньо на схилах. До схилів відносять такі поверхні, на яких у переміщенні речовини головну роль відіграє складова сили тяжіння, орієнтована вниз по схилу. Кут нахилу для цього повинен перевищувати 2. На схили припадає понад 80% всієї поверхні суходолу.

Схилові процеси відрізняються великою різноманітністю в залежності від особливостей поверхні схилів, складу та потужності пухких відкладів на них, а також від конкретних фізико - географічних умов.

Розрізняють схили за рядом показників, серед яких найчастіше згадуються генезис, форма, кут нахилу, довжина та особливості силових процесів.

Так, за генезисом (походженням) виділяють схили ендогенні, екзогенні та полігенні.

Ендогенні - виникають у результаті прояву тектонічних рухів земної кори, магматизму та землетрусів. Вони складні й характеризуються дуже значною довжиною і великою висотою (у гірських країнах висота - до перших км, довжина - до перших сотен км; на платформах висота може перевершувати 1-2 км, а довжина - десятки км).

Екзогенні - утворені діяльністю текучих поверхневих вод, озер, морів, льодовиків, підземних вод, мерзлотних процесів. Такі схили не відповідають елементам тектонічних деформацій, але окремі параметри (крутість та ін.) побічно залежать від внутрішньої будови і характеру загальних новітніх рухів.

Полігенні - їх будова визначається сполученням ендогенних і екзогенних поверхонь. Її крутизна і зміна залежать від співвідношення ендогенних (Т) і нівелуючих екзогенних (Д) процесів: Т>Д - крутизна з часом зростає; Т=Д - має місце динамічна рівновага, зберігається первинна крутизна; Т<Д - відбувається вирівнювання і руйнування схилу.

За формою схили бувають:

- випуклі (формуються при переважанні тектонічних піднять);

- увігнуті (свідчять про низхідний розвиток рельєфу);

- прямі (вказують на відносну рівновагу у взаємодії ендогенних та

екзогенних чинників формування рельєфу);

- східцеподібні (свідчать про періодичне домінування одного з чинників

формування рельєфу або про неоднорідний речовинний склад);

- терасованіі (на одній частині схилу домінують процеси підняття, а на

іншій - денудації);

- зі складним рельєфом (сформовані рядом активно діючих чинників

рельєфоутворення);

- структурні (пологі, співпадають з кутом падіння чітко вираженого шару

стійкої кристалічної породи);

- аструктурні (досить круті схили, що зрізують виходи товщ стійких

гірських порід) (рис. 7).

За кутом нахилу існують наступні схили:

- дуже пологі (ухил становить 2-4);

- пологі (4-8);

- середньої крутизни (8-15);

- круті (15-35)

- дуже круті (?35).

За довжиною розрізняють:

- довгі схили (довжина понад 500 м);

- схили середньої довжини (500-50 м);

- короткі схили (менше 50 м).

За особливостями силових процесів прийнято розрізняти аступні типи схилів:

- схили власне гравітаційні, крутизною 30 - 40 і більше. На таких схилах уламки, що утворюються в результаті процесів гіпергенезу, під дією сили тяжіння вільно скочуються до їх підніжжів. До цього типу належать обвальні; осипні, а також лавинні схили.

- схили блокових рухів утворюються при зміщенні вниз по схилу блоків гірських порід різних розмірів. Зміщенню блоків у значній мірі сприяють підземні води, хоч роль гравітації залишається значною. Крутизна таких схилів 20 - 35. До цього типу належать зсувні схили та схили відсідання.

- схили масового зміщення пухкого матеріалу мають незначну крутизну, а характер зміщення грунту на них залежить від його консистенції, зумовленої кількістю води, яка міститься в грунті. До цього типу відносяться соліфлюкційні схили.

- делювіальні схили виникають в результаті площинної ерозії. Вони сильно залежать від стану поверхні, наявності грунтово-рослинного покриву, характеру випадання атмосферних опадів та низки інших чинників і умов.

Аналізуючи особливості схилових процесів можна зробити висновок, що гравітаційні (схилові) процеси зумовлюють руйнування гірських порід, що відбувається переважно у верхніх частинах схилу та під час руху уламків, переміщення зруйнованого матеріалу вниз по схилу і накопичення маси гірських порід новоутворених відкладів у знижених частинах схилу і біля їх підніжжя.

Новоутворені відклади які формуються в результаті гравітаційних процесів отримали загальну назву «колювій» (лат. - «накопичення»).

Оскільки соліфлюкційні та делювіальні схили будуть розглянуті при вивчені кріогенного та флювіального рельєфу, то в наступних розділах зупинимося на особливостях формування та будови осипних, обвальних, зсувних, лавинних схилів та схилів відсідання.

Обвальні схили.

Обвалом називають процес відриву від основної маси гірської породи великих брил і наступного їх переміщення вниз по схилу (рис. 8, 9). Утворенню обвалу передує виникнення тріщин або системи тріщин, по яким потім відбувається відрив і, далі, обвалювання блоку породи.

Морфологічним результатом обвалів може бути утворення наступних форм рельєфу:

- стінок відриву (площин вертикальних уступів);

- ніш зривання (у верхніх частинах схилів);

- карнизів (над нішами зривання);

- прихилених пірамід та горбів різної форми (результат накопичення

продуктів обвалювання біля підніжжя схилу).

Стінки відриву являють собою досить рівні поверхні, які часто співпадають з площинами розломів і межами верств. Вони спостерігаються на схилах крутизною 30 - 40.

Ніши зривання формуються на крутіших схилах - до 90є. Згори вони іноді обмежуються нависаючими карнизами і за зовнішнім виглядом нагадують величезні циркоподібні чаші.

Акумулятивна частина обвального схилу має безладний горбистий рельєф, з висотою горбів від кількох до 30м. Складені вони крупноуламковим матеріалом з розмірами уламків від десятків сантиметрів до десятків метрів. Новоутворені відклади, які складають акумулятивну частину обвальних схилів, отримали назву ДЕРУПЦІЙ.

Слід відзначити, що обвали в горах часто призводять до перегородження річкових долин і утворення озер такими озерами є Ріца на Кавказі, Тана в Ефіопії, Сорезьке на Памірі, Іссик у заілійському Алатау та ін.

Обвали незначних мас гірської породи, що складаються з невеликих за розмірами уламків (не більше 1мі) називають каменепадами (рис. 10).

Каменепади мають виразний сезонний характер. Численні спостереження в умовах помірного клімату свідчать, що максимум їх припадає на осінь та весну. Дослідження каменепадів у високих широтах дозволили пов'язати сезонні піки їх активності з великою повторюваністю процесів замерзання і танення.

Обвалювання гірських порід над підземними порожнинами, що призводить до формування заглиблень округлої або неправильної форми називають провалом. (рис. 11).

Осипні схили.

Утворення осипів пов'язані переважно з фізичним гіпергенезом. Найбільш типові осипи спостерігаються на схилах, складених мергелями або глинистими сланцями.

У класично вираженого осипу розрізняють:

- осипний схил,

- осипний лоток,

- конус осипу (рис. 12).

Осипний схил складений породою, що відслонюється і піддається фізичному гіпергенезу. Продукти гіпергенезу (щебінь, гравій, жорства, пісок), переміщуються під силою тяжіння вниз по схилу, завдаючи при цьому механічних пошкоджень поверхні схилу і виробляючи в ньому жолоб - осипний лоток, глибиною 1 - 2м і шириною кілька метрів. Рух уламків на осипних схилах продовжується до тих пір, поки нахил поверхні не стане меншим від кута природнього укосу. З цього моменту починається акумуляція уламкового матеріалу, формується конус осипу.

Осипні конуси можуть зливатись один з одним, до них може приєднуватись грубоуламковий матеріал обвалів, і в решті-решт біля підніжжя схилу утворюється суцільний шлейф із великих і дрібних уламків. Новоутворені відклади, які складають акумулятивну частину осипних схилів, отримали назву ДИСПЕРСІЙ.

Варто відзначити, що у виникненні обвалів, каменепадів і осипів приховану участь бере вода. Дощові й талі води розробляють тріщини, по яких відбувається відрив обвально-осипних мас, а також сприяють руйнуванню гірських порід при замерзанні в тріщинах.

Слід пам'ятати також і про роль у цих процесах людині, адже досить часто антропогенний вплив провокує гравітаційні процеси.

Лавинні схили

Лавина (снігова лавина, сніговий обвал) - це значна маса снігу на крутому гірському схилі, що подолала силу зчеплення снігу з гірськими породами схилу і зі значною швидкістю звалюється вниз, здійснюючи руйнування схилу та його підніжжя.

Розрізняють три головні типи лавин: осуви, лоткові та стрибаючі.

Осуви - це такий тип лавини, коли снігова маса сповзає широким фронтом, без виразного локалізованого напряму, і охоплює поверхневий шар снігової товщі потужністю 30-40 см (інколи до 1м) (рис. 13).

Лоткові лавини виникають коли маса снігу спадає вниз періодично, у міру нагромадження достатньої кількості снігу і по виразно окресленому напрямку - лотку, який утворений тимчасовим водотоком або самою лавиною (рис. 14). Лоткові лавини формують конуси виносу, складені добре перемішаними уламками різного розміру, залишками дерев та, інколи, будівель, які разом утворюють пухку товщу під назвою “лавинне сміття”.

Стрибаючі лавини - є різновидом лоткових лавин і відзначаються урвистими зламами поздовжнього профілю лотків, де відбуваються “стрибки” снігово-уламкової маси (рис. 15).

Необхідно відзначити, що режим лавинних процесів тісно пов'язаний з їх розмірами, частотою сходження, фізико-географічними та метеорологічними умовами, морфологією схилів та іншими чинниками, що разом і визначають конкретні геоморфологічні прояви лавинних процесів.

В Україні в сучасних умовах лавинні процеси мають місце в окремих частинах Карпат (Чорногора, Свидовець) та Гірського Криму (Бабуган-Яйла, Демерджі-Яйла).

Зсувні схили

Зсув - це процес відриву і переміщення мас гірських порід вниз по схилу під впливом сили тяжіння. Для зсувів характерне сповзання монолітних блоків порід без перекидання і сильного дробіння. Саме цим зсуви відрізняються від обвалів та осипів. Зсуви можуть виникати не будь-коли і не будь-де, для цього необхідні певні умови.

Найважливішими умовами виникнення зсувів є:

- наявність схилів кути ухилу яких становлять 15 і більше;

- достатня зволоженість регіону для забезпечення інфільтрації атмосферних опадів в осадову товщу;

- чергування пластів осадових порід водотривкого та водопроникного характеру;

- порушення природної стійкості схилу природними або антропогенними чиннками (наявність штучного навантаження на земну поверхню, що прилягає до бровки схилу, або «підрізання» його підошви абразійними та ерозійними процесами чи господарською діяльністю);

- співпадання напрямку падіння пластів осадових порід з напрямком ухилу схилу;

- сейсмічні поштовхи;

- нахилене положення водотривких та водоносних шарів гірських порід, що чергуються. Водотривкий горизонт при цьому служить поверхнею ковзання, по якій блок породи сповзає вниз по схилу.

В процесі розвитку зсувів утворюється своєрідний комплекс нерівностей земної поверхні: тіла зсувів (зсувні блоки), зсувні цирки (формують блоки округлої форми), стінки відриву (зсувні уступи), зсувні тераси, бровки зсувів, а також язики зсуву, які розміщуються в нижній частині схилу і утворюються, як правило, з перезволожених порід, що зміщуються вниз по схилу у вигляді земляного або грязевого потоку.

Накопичення мас зміщених і деформованих гірських порід біля підніжжя зсувних схилів отримало назву ДЕЛЯПСІЙ.

Часто на поверхні деляпсію виникає явище “п'яного лісу”, дерева в якому мають викривлені й нахилені в різні боки та під різними кутами стовбури.

Необхідно також пам'ятати, що зсуви відрізняються за розміром (об'ємом порід) та швидкістю переміщення.

Так, за розміром зсуви бувають:

- малі (до 10 тис мі);

- середні (від 10 до 100 тис мі);

- крупні (від 100 до 1000 тис мі);

- дуже крупні (понад мільйон мі).

За швидкістю переміщення виділяються зсуви:

- з винятково високою швидкістю руху (3 м/с);

- з дуже високою швидкістю руху (0,3 м/хв);

- з високою швидкістю руху (1,5 м/добу);

- з помірною швидкістю руху (1,5 м/місяць);

- з дуже низькою швидкістю руху (1,5 м/рік);

- з винятково низькою швидкістю руху (0.05 м/рік).

Схили відсідання

Схили відсідання за умовами утворення схожі на блокові зсуви. Вони развиваються на високих і крутих схилах (не меше 15°).

Для схилів відсідання характерне відколювання від основної маси гірських порід чи криги значних блоків, які певний час перебувають у майже непорушному стані. Глибокі тріщини поблизу бровки схилу, мають паралельне до неї простягання і поступово відколюють значні частини схилу. Поглиблення тріщин з часом призводить до повного відокремлення блоків порід і їхнього обвалювання.

Відсідання схилів може відбуватися у кристалічних, досить міцних осадових породах (пісковики,вапняки, мергелі тощо) та крижаному покриві.

Процес відсідання гірських порід на схилах широко представлений на Середньосибірському плоскогір'ї. Тут відсідання інтенсивно розвивається в потужних шарах базальтів («трапів»), що вкривають осадові породи, які можуть зазнавати пластичних деформацій (глини, мергелі, алевроліти).

Пластичні деформації порід, що підстилають базальтові покриви («трапи»), сприяють утворенню в базальтах крупних тріщин, яуі мають прямолінійні або ламані обриси. З часом тріщини перетворюються на «рови відсідання» («тріщинами розвантаження»), які мають глибину до 100м, довжину - сотні метрів, а ширину - до 20 м.

Збільшення з часом «ровів відсідання» призводить до відокремлення і подальшого дроблення (в результаті обвалу) відокремлених блоків. Об'єми блоків, що відсідають коливаються від десятків до тисяч мі.

Варто відзначити, що відсідання мало місце і в геологічному минулому. Зокрема, по давніх тріщинах і ровах відсідання могли закладатися невеликі річкові долини та балки у Причорномор`ї (головним чином в районі Одеси).

У суглинках із виразною вертикальною окремістю (наприклад у відомих лесових породах, значно поширених в Україні) блоки відсідання часто ковзають униз по схилу. Таке явище дещо нагадує зсувний процес, але при цьому блоки не перекидаються, а прихиляються до корінного схилу. Такі форми відсідання отримали назву «осуви».

Практичне значення вивчення схилів

Значне поширення схилів на земній поверхні, різноманітність процесів, що відбуваються в їх межах, досить великі маси гірських порід, що беруть участь у трансформації схилів, катастрофічний характер деяких процесів на схилах та інші важливі обставини, пов`язані із цим генетичним типом екзогенних процесів надають вивченню схилів значного прикладного значення. Коротко його можна охарактеризувати як значення розшукового та інженерного характеру.

Розшукове значення вивчення схилів пов`язане з можливістю пошуків у їх межах або у зв`язку із закономірностями розвитку схилів певних корисних копалин. Так, Е. Т. Палієнко стверджує, що делювіальні розсипи корисних копалин є продуктами акумуляції на схилах і першим кроком на шляху переміщення корисного компоненту за межі корінного родовища до місця концентрації.

Формування розсипів залежить від поздовжнього профілю та морфології схилів (прямий, випуклий, увігнутий, східцеподібний, терасований, зі складним рельефом, структурний, аструктурний), його мікрорельєфу, ухилу, висоти. Саме на схилах відбувається сортування матеріалу за питомою вагою під впливом площинного змиву та гравітаційного переміщення. У рельєфі делювіальні розсипи пов`язані з шлейфами і плащами акумуляції у нижніх частинах схилів та при їх підніжжях.

Найвідомішими розсипами делювіального походження є алмази Якутії, Південної та Західної Африки, гірський кришталь Якутії, корунд Казахстану тощо.

Інженерне значення вивчення схилів та процесів на схилах полягає у тому, що різні види господарської діяльності повинні мати обгрунтовану основу щодо рельєфу в цілому, та схилів, зокрема. В інженерній геоморфології значної уваги надається стійкості схилів та геоморфологічному критерію цього показника.

Для розуміння еволюції схилів та їхньої стійкості, наприклад, при будівництві, необхідними є:

- інформація про інженерно-геологічні, гранулометричні, мінералогічні та фізико-хімічні властивості гірських порід, що складають схили;

- дані про морфологію, історію розвитку, генезис схилів, про їхні зв`язки з системою «схил-водний потік»;

- інформація про сучасні тектонічні рухи земної кори;

- географічні відомості про грунти, радіаційний баланс і тепловий режим на схилах різної експозиції.

Розділ 5. Флювіальна морфоскульптура

5.1 Типи поверхневого стоку та його рельєфоутворюючі функції

До флювіальної морфоскульптури (лат. - «течія води») належать ісі форми рельєфу суходолу, які формуються водою, що тече по поверхні, тобто поверхневим стоком. Весь поверхневий стік можна поділити на дві великі групи: не русловий стік і русловий стік. За тривалістю існування його також можна поділити на два типи: постійний і тимчасовий. А загальну класифікацію типів поверхневого стоку можна зобразити у вигляді схеми:

В окремий тип поверхневого стоку виділені селі - раптово виникаючі у руслах гірських річок короткочасні грязекамяні потоки з різким підйомом рівня води та високим вмістом (до 75%) грязе-кам'яного твердого матеріалу. Причинами селей є інтенсивні і тривалі зливи, бурхливе танення снігу та льоду в горах.

Рельєфоутворюючі функції поверхневого стоку.

Поверхневий стік виконує три рельєфоутворюючі функції: руйнування (ерозія), транспортування зруйнованого матеріалу та його акумуляцію. В результаті утворюються вироблені та акумулятивні форми рельєфу.

Ерозія (лат. - «роз'їдання») - процес розмиву земної кори водою. Розрізняють п'ять основних типів ерозії:

1 - площинна ерозія спостерігається при площинному змиві на розораних або не покритих рослинністю схилах. Завдяки їй відбувається переміщення пухкого матеріалу вниз по схилу під впливом суцільного шару води або у вигляді тонких струменів, що переплітаються між собою. При цьому руйнування поверхні відбувається внаслідок двох процесів, що доповнюють один одного: ударів дощових крапель (крапельна ерозія) та стоку по поверхні схилу. Схили, біля підніжжя яких відбувається накопичення пухких продуктів гіпергензу гірських порід принесених площинним змивом, називаються делювіальними, а самі уламки, що складають осадові товщі - делювієм (лат. - «змиваю»);

2 - лінійна ерозія - процес врізання водотоку в земну поверхню і утворення, в результаті цього, лінійно витягнутого заглиблення;

3 - донна (глибинна) ерозія має місце при розмиві водотоком дна в глибину;

4 - бокова ерозія зумовлює розмив берегів водотоком;

5 - регресивна (задкуюча) ерозія спостерігається тоді, коли має місце розмив поверхні у верхів'ях водотоку, а процес ерозії йде вгору по схилу ніби “задкуючи”.

Говорячи про ерозію слід зупинитися на такому понятті як «базис ерозії». Поглибнення русла водотоку відбувається не безмежно. Воно обмежується перш за все рівнем водного басейну (озера, моря), куди впадає водотік.

Цей рівень називається базисом ерозії. Загальним базисом ерозії для руслових водотоків є рівень Світового океану. Поряд з цим розрізняють і місцеві базиси ерозії, які можуть розташовуватись на будь-якій висоті.

Наприклад рівень води в річці є базисом ерозії для приток, що в неї впадають, рівень води якоїсь притоки буде базисом ерозії для ярів, балок, або менших приток, які в неї впадають. Таким чином базисом (гр. - «основа») ерозії можна вважати рівень, до якого водотік може поглиблювати своє русло, але нижче нього не опускається.

Вище базису ерозії водотік буде врізатись до тих пір, поки не сформується профіль, у кожній точці якого жива сила потоку буде врівноважена опором підстилаючих порід до розмиву і транспортуюча спроможність потоку виявиться приблизно однаковою по всій його довжині.

Такий профіль називається виробленим поздовжнім профілем або поздовжнім профілем рівноваги. Ідеальний профіль рівноваги являє собою плавну увігнуту криву, і може бути виробленим тільки за двох умов:

І - при однорідному складі порід, що розмиваються водотоком на всій протяжності;

ІІ - при постійному збільшені кількості води в напрямку від витоку до гирла.

У природі поверхня, по якій тече водотік, сформована породами різного складу, і як наслідок, різної стійкості до розмиву. З цієї причини поздовжній профіль водотоку набуває вигляду складної кривої де чергуються ділянки з різними нахилами.

Транспортування уламкового матеріалу, який потрапляє у водотік внаслідок ерозії, відбувається за допомогою волочіння по дну, переносом у підвіщеному стані, в розчиненому вигляді та у вигляді вмерзлих у лід уламків.

В результаті акумуляції уламкового матеріалу, який переноситься водотоками, формуються нові відклади: делювій, пролювій та алювій (про два останні буде йтися нижче).

5.2 Яроутворення

Найбільш типовою і найбільш поширеною формою флювіального рельєфу яка створюється тимчасовими водотоками є яр.

Яр - це активна від'ємна форма флювіального рельєфу, що являє собою лінійно витягнуте заглиблення з крутими не задернованими схилами. Середні розміри ярів: глибина - (10-20м), а інколи й 100 м, ширина - (150-300 м), довжина (3000-5000 м). Утворюються яри в наслідок розмиву пухких відкладів тимчасовими водотоками дощових і талих снігових вод. Найбільш поширені вони в степах та лісостепах, а також у районах поширення лесоподібних порід.

Виникнення ярів можливе за наявності ряду сприятливих факторів, до яких належать:

- особливості геологічної будови (наявність гірських порід, що легко

розмиваються - лесоподібні, карбонатні грунти тощо);

- особливості клімату (нерівномірність та зливовий характер опадів);

- низький рівень місцевих базисів ерозії (значнеі перевищення

відносних висот на схилі та крутизна схилу);

- відсутність або слабкий розвиток рослинності;

- інтенсивна господарська діяльність людини (розорювання схилів,

знищення лісів тощо);

- розвиток суфозії і термокарсту.

У розвитку яру можна виділити п'ять стадій:

І - Стадія ерозійної борозни. Ерозійні борозни виникають на делювіальних схилах при переході площинної ерозії в лінійну. Їх глибина фіксується в діапазоні від 3 до 30 см, ширина не на багато перевищує глибину. Поперечний профіль ерозійних борозен має V - подібну форму. Стінки круті.

ІІ - Стадія ерозійної вимоїни. На розораних схилах і схилах з розрідженою рослинністю, а також при наявності потужного водотоку з великою площею водозбору борозни з часом перетворюються в ерозійні вимоїни (водориї).Їх глибина досягає 1 - 2 м, аширина 2 - 2,5 м. Схили ерозійних вимоїн круті, а поперечний профіль V - подібний.

ІІІ - Стадія врізання яру вершиною. При достатньому водозборі частина вимоїни (водорию), заглиблюючись і розширюючись у процесі врізу, поступово перетворюється в яр. Крім розміру, яр від борозни та вимоїни відрізняється ще й тим, що має свій власний поздовжній профіль, який відрізняється від профілю схилу який він прорізає. Профілі ж борозен та вимоїн його повторюють. Яр активна ерозійна форма. Найбільш рухомою є його вершина, що в результаті регресивної ерозії може вийти за межі схилу на якому виник яр. Тому яри характеризуються значною довжиною.

ІV - Стадія вироблення повздовжнього профілю рівноваги.

V - Стадія затухання. З ростом яру в довжину і виробленням повздовжнього профілю рівноваги ерозійна сила води, що стікає зменшується, схили яру Рис_степ ах_я, на них з'являється рослинність і яр поступово перетворюється в балку.

Балка - це від'ємна форма флювіального рельєфу, що являє собою лінійно витягнуте заглиблення з дуже похилими задернованими схилами. Балка може бути сухою (головним чином у степах, «байрак») або мати невеликий водотік (переважно у Рис_степ ах).

Пухкі продукти руйнування гірських порід, що виносяться з ярів тимчасовими водотоками утворюють «конуси виносу», складені новоутвореними відкладами які отримали назву “пролювій” (лат. - виношу течією.).

Існує кілька класифікацій ярів, найпоширенішими серед яких є наступні:

1) Класифікація ярів за формою в плані:

а - ромбоподібні (виникають на рівно нахилених схилах);

б - яйцеподібні (на випуклих схилах);

в - ланцетоподібні;

г - лінійні (на увігнутих схилах);

д - широколінійні;

е - булавоподібні (при переході ввігнутого в рівно нахилений схил);

ж - з розширеним гирлом;

з - чоткоподібні (на складних схилах) (рис. 19).

2) Класифікація ярів за місцем утворення:

а - донні яри розміщуються на дні балок і долин;

б - бокові (берегові) прорізають схили балок і долин;

в - висячі - їх гирла розташовані в верхніх частинах схилів балок і долин.

г - вершинні - розміщені у вершинах балок і долин.

Боротьба з ярами ведеться в залежності від стадії їх утворення.

¦ На першій стадії здійснюється вирівнювання поверхні схилу оранкою чи дорожньою технікою та засипанням борозен вручну.

¦ На другій стадії рекомендується вимоїни (водориї) оточувати плетеною загорожею (з кілків та гілок), створювати загати з будь-яких міцних порід (вапняків, пісковиків, тощо), схили вимоїн засівати багатолітніми травами. І оскільки ці ділянки з орної площі уже виключаються - навколо них висаджують дерева.

¦ На третій стадії боротьби з ярами на їх вершинах та водобійних колодязях створюють бетонні лотки-швидкотоки; будуються розпилювачі потоків (вали, валики, канави), на дні (для недопущення мандрування потоку) споруджуються загати і плетені загороди, на схилах висаджуються багатолітні трави та дерева підібраних видів.

¦ На четвертій стадії яроутворення продовжується боротьба з боковою ерозією (обмежується меандрування потоку), закріплюються схили висадкою дерев і кущів, засіваються трави, виположуються стінки яру (бульдозерами), у разі потреби строго горизонтально виробляються тераси. Іноді схили глибоких ярів виположують за допомогою направлених вибухів. Для цього навколо яру бурять свердловини, в які закладають вибухівку і після відповідної підготовки проводять вибух. Після всіх технічних робіт схили засаджують деревами і чагарниками та засівають травами.

¦ На п'ятій стадії (стадії балки) необхідно слідкувати, щоб не сталося порушення грунтово-рослинного покриву на схилах і не почалося формування донних, бокових, висячих або вершинних ярів.

5.3 Особливості формування та будови річкових долин

Постійні водотоки (РІЧКИ) в процесі своєї діяльності виробляють від'ємні лінійно витягнуті форми рельєфу, які називаються річковими долинами. Основними морфологічними елементами річкової долини, є дно, яке складається з русла та заплави і схили, які можуть бути простими і терасованими.

Русло (річище) - найбільш заглиблена частина річкової долини, по якій постійно протікає водний потік. Русла річок відрізняється за шириною та морфологією в плані (розгалужені, нерозгалужені, меандруючі), але в їх будові є ряд загальних рис. Так, у руслі кожної річки спостерігаються перекати, плеса, відмілини та заводі.

Перекат - мілководна ділянка русла річки, що має вигляд валу з пологим схилом, оберненим проти течії і крутим - за течією. Утворюються перекати в результаті нерівномірного розмиву русла водним потоком

Плесо - глибока ділянка русла річки, розташована між перекатами, поблизу берега, що підмивається водним потоком.

Відмілина - накопичення (нанос) мінеральних частинок біля випуклого берега.

Заводь - невелика, досить глибока затока біля берега річки з уповільненою течією.

Лінія, яка з'єднує найглибші місця вздовж русла, і проходить від плеса до плеса через середню частину перекату називається фарватером.

Для деяких річок характерні також пороги, бистрини і водоспади, які ускладнюють русло.

Пороги (в Сибіру їх ще називають падуни) - ділянки повздовжнього профілю русла річки, на яких падіння води збільшується і відповідно зростає швидкість течії.

Бистрини - ділянки річки, де русло звужене і нахил дна помітно збільшується або дно дуже нерівне, і течія в результаті цього стає швидкою і бурхливою.

Водоспади - ділянки річки, де падіння водного потоку відбувається з різко вираженого уступу в руслі, складеного твердими породами, або з кількох уступів. Водоспади бувають двох типів: 1) широкі та низькі і 2) вузькі та високі.

Прикладом першого типу є такий відомий туристичний об'єкт, як Ніагарський водоспад (на р. Ніагара (кордон США та Канади)). Його ширина (1100 м - канадська частина близько 800 м, американська - 300м) значно перевищує висоту (53 м (є дані, що 48 і 51 м)). Найширшим у світі водоспадом є Кон (Кхон) на річці Меконг (на кордоні Лаосу та Камбоджі). Його ширина - 10.8 км, а висота падіння води 15-20 м.

Прикладом другого типу водоспадів є Йосемітський (на р. Йосиміті-Крік у США). Його висота має показник 739 м. До такого ж типу водоспадів належить і найвищий водоспад світу - Анхель (1054 м), розташований на р. Чурун (басейн р. Оріноко у Венесуелі).

Русла деяких гірських та передгірних річок ускладнені катарактом - значною кількістю уступів різного розміру на відносно короткому відрізку русла річки, що утворюють серію невеликих водоспадів.

Заплавою називається частина дна річкової долини, яка періодично заливається водою під час повені або поводків. Є заплави низькі - заливаються водою кожного року, і високі - можуть покриватися водою лише раз на 7-10 років.

У рельєфі заплави можна виділити три чітко виражені елементи: прируслову заплаву, центральну і притерасну частини (рис. 20).

Прируслова (бичівка) - найвища частина заплави. Вона розташована вздовж русла і має вигляд прируслового валу, або кількох валів.

Центральна - найширша частина заплави, має вигляд плоскої, іноді полого-хвилястої рівнини. Хвилястості їй надають старі прируслові вали.

Притерасна - найбільш низько розташована частина заплави. Вона має вигляд заболоченої улуговини і витягнута вздовж підніжжя надзаплавної тераси або корінного берега.

Говорячи про рельєф заплави, обов'язково слід згадати таке явище як мандрування.

Меандри (від назви р. Меандр у Туреччині) - вигини русла річки, які безперервно змінюються і зміщуються вниз за течією. Смуга в якій річка меандрує називається меандровим поясом. В період повені річка може провати вузьку шийку меандри між двома петлями і залишити її. З часом, залишена меандра все більше відчленовується річковими наносами і перетворюється в озеро - старицю (староріччя) (рис. 21).

За зовнішнім виглядом заплави поділяють на три типи - сегментні, гривасті (паралельно-гривасті) та обваловані.

І - Сегментна заплава утворюється тоді, коли річкове русло, меандруючи по широкому дну долини, ділить заплаву на ряд ділянок - сегментів зі схожим мікрорельєфом.

ІІ - Гривиста (паралельно-гриваста) заплава утворюється в результаті меандрування, при якому прируслові вали можуть розташовуватись не у вигляді дуг, паралельних берегу, а утворюють пучки, що розходяться в різні боки, так звані - «віяла блукання». Заростаючи і перекриваючись заплавними відкладами, колишні прируслові вали перетворюються в гриви, відокремлені одна від одної улуговинами.

ІІІ - Обвалована заплава характерна для річок з майже прямолінійним руслом, по обидва боки якого утворюються суцільні прируслові вали. Як правило, обваловані заплави виникають вздовж русел у нижній течії річок, які переносять багато наносів (Міссісіпі, Кубань, Сирдар'я та ін.).

Як відзначалось, вище схили річкових долин можуть бути простими і терасованими.

Річкові (надзаплавні) тераси - східчасті форми рельєфу з горизонтальною, або злегка нахиленою у бік русла поверхнею, які розташовуються вздовж одного або двох схилів річкової долини на протязі багатьох сотень і, навіть, тисяч кілометрів і знизу обмежуються уступом. У будові тераси можна виділити чотири елементи: уступ, бровку, площадку і тиловий шов.

В залежності від геологічної будови та походження розрізняють три генетичні типи терас:

- акумулятивні (алювіальні) - залишки колишніх заплав залишених річкою, яка в своєму розвитку заглибила свою долину в алювіальних відкладах і зформувала нову заплаву на більш низькому рівні;

- ерозійні (корінні) тераси утворюються при чергуванні періодів рівноваги і врізання річки в корінні породи, їх формування не пов'язане з акумулятивною діяльністю самої річки;

- цокольні (змішані, ерозійно-акумулятивні) утворюються в результаті процесу акумуляції, який відбувається в періоди рівноваги. В таких терасах на корінних породах лежать алювіальні відклади (рис. 23):

Причини формування терас:

1 - зміна кліматичних умов (головним чином зволоження);

2 - зміна положення базисів ерозії (озер, морів, річок, осушення боліт; у пониззі річка врізається в свої ж відклади і утворює терасу на місці колишньої заплави);

3 - висхідні тектонічні рухи в долині річки або на її ділянці, що призводить до збільшення кутів нахилу в звязку з чим відбувається активізація врізання і, на місці колишньої заплави, формується терасовий рівень.

5.4 Класифікація річкових долин

Морфологія річкових долин визначається геологічними та фізико - географічними умовами місцевості, яку перетинає річка, а також історією розвитку долини.

При інтенсивному врізанні, що зумовлене підняттям гірської країни, виникають річкові долини типу каньйон, тіснина або ущелина. У всіх трьох типів дно повністю, або майже повністю зайняте руслом, поздовжній профіль відрізняються невиробленістю, численними порогами та водоспадами поперечні профілі таких долин більш - менш симетричні (рис. 24).

Тіснина - долина створена майже виключно глибинною ерозією потоку. Схили такої долини опускаються до річки дуже круто і можуть навіть нависати над нею. Тіснини поширені в гірських масивах, складених стійкими до розмиву породами.

Каньйон (ісп. - труба) - долина з урвистими крутими схилами, що нерідко опускаються до русла уступами і з порівняно вузьким дном, яке зайняте водотоком. Поширені каньйони головним чином у аридних районах і приурочені до зон розломів, які активно проявляються на плато, складених вапняковими породами або лавовими покривами.

Найглибший каньйон у світі - Ель-Каньйон де Колка - має глибину 3223 м. Він знаходиться на території Перу (Південна Америка) (рис. 25).

«Найвідоміший каньйон світу» - каньйон р. Колорадо тягнеться на 446 км. Він має ширину на рівні поверхні плато 8-25 км, а поблизу дна 1 км (інколи 120 м) і досягає глибини 1800 м.

Найглибший каньйон України - Великий Кримський - розташований на північному схилі Ай - Петренської яйли і має глибину 250-320 м, довжину - понад 3 км, а ширина його місцями не перевищує 3 - 4 м.

Ущелина має більш пологі ніж каньйон схили, розчленовані дрібнішими ерозійними формами, іноді ускладнені уступами. Має V - подібний поперечний профіль. Дно заповнене водою. Поширені ущелини на території з великою кількістю опадів та інтенсивним руйнуванням схилів.

Крім вище названих, існують і інші морфологічні типи річкових долин.

Так, заплавні долини мають широке плоске дно. Русло займає тільки частину дна, інший простір заливається водою під час повені, тобто являє собою заплаву. Над заплавою піднімаються схили, які часто ускладнені надзаплавними терасами. Такі долини характерні для рівнинних річок. Вони, як правило, мають вироблений поздовжній профіль.

Ящикоподібні (коробчасті) долини виникають при сильній боковій ерозії і в поперечному перерізі нагадують ящик.

Трапецієподібні річкові долини формуються при сильній боковій ерозії, ускладненій площинним змивом та гравітаційними процесами, і в поперечному перерізі нагадує трапецію.

V - подібні долини формуються при досить сильній глибинній ерозії і мають трикутний поперечний профіль.

U - подібні долини утворюються за умов приблизно однакового впливу бокової та глибинної ерозії і мають параболічний поперечний профіль.

Коритоподібні річкові долини часто є насправді троговими (льодовиковими) долинами зайнятими постійними водотоками. У них чітко виділяються дно з U - подібни профілем та плечі.

Жолобоподібні долини відзначаються незначними глибинами. Для них характерні невисокі схили.

Паніморфні (гр. - «всеохоплюючі») долини формують рівнинні ріки, які у своїй нижній течії мають кілька рукавів.

Нечітко вираженими вважаються річкові долини, морфологічний тип яких важко визначити.

За генезисом (походженням) річкові долини поділяються на 3 основні типи: тектонічні, льодовикові і ерозійно - акумулятивні.

І - Тектонічні річкові долини, в залежності від розташування по відношенню до осі геологічних структур, поділяються ще на 3 типи: поздовжні, поперечні і діагональні:

А) Поздовжні долини співпадають з осями складок, лініями розломів, простяганням шарів порід і поділяються на 5 підтипів (рис. 26):

1) синклінальні долини співпадають з віссю синклінальних складок верств гірських порід, протилежні схили яких мають ухил у бік русла;

2) антиклінальні долини простягаються вздовж осей антиклінальних складок, верстви порід падають від річки у протилежні боки;

3) моноклінальні долини виникають на крилах складки, простягаючись вздовж неї, або формуються там де поверхня складена пластами осадових порід, які падають в один бік. Один схил такої долини характеризується падінням пластів від русла, інший - у бік русла;

4) долини - розломи закладаються по лініях розломів і скидів, часто не симетричні, їх схили мають різну будову;

5) долини - грабени співпадають з депресіями, що виникають при опусканні однієї або кількох вузьких і довгих брил земної кори. Для них характерні: порівняно широке плоске дно, прямі, а для складних грабенів східчасті, схили.

Б) Поперечні долини перетинають хребти, які співпадають за напрямком з осями складок та тектонічної лінії. Причиною їх виникнення можуть бути розломи, тріщини тощо. Поперечні долини поділяються на 2 підтипи:

1) антицедентні - утворюються в результаті «перепилювання» річкою піднять, які виникають на її шляху і поступово зростають (рис. 27);

2) епігенетичні - накладаються згори, або виникають внаслідок регресивної ерозії при перепилюванні гірськими потоками вододільного хребта. При цьому може відбуватися перехоплення річки, яка розташована з іншого боку вододілу і менш глибоко врізана (рис. 28 ).

В) Діагональні - долини гірських річок де спостерігається чергування поздовжніх та поперечних ділянок, які перетинають гірську країну, під кутом до простирання хребтів (тобто по діагоналі).

ІІ - Льодовикові річкові долини зустрічаються тільки в гірських районах, де розташовані або знаходились раніше льодовики. Ці долини отримали ще назву трогових.

Трог - (нім. - «корито») - гірська долина заглиблена і випрямлена льодовиком, який колись її заповнював. Поперечний профіль трогової долини має U - подібну, або коритоподібну форму з широким пологоввігнутим дном і крутими схилами (рис. 29).

ІІІ - Ерозійно-акумулятивні річкові долини характерні для рівнинних територій і є найбільш поширеними на земній кулі. Виникають вони в результаті чергування ерозійної та акумулятивної діяльності водотоків. Мають широке дно, невелику частину якого займає русло (річище), а все інше - заплава. Схили таких долин, як правило, ускладнені надзаплавними терасами (рис. 30).

Багато річок мають долини, один з схилів яких короткий і крутий, інший - пологий, або частіше терасований. Такі долини називаються асиметричними. Походження асиметрії долин викликано наступними причинами:

- геологічною будовою - падіння верств порід в один бік, схили долини складені породами різної стійкості, річка закладена по лінії розлому, по одному з крил якого виходять на поверхню більш щільні породи;

- загально планетарною причиною - обертання Землі навколо своєї осі викликає так звану силу Коріоліса, яка обумовлює відхилення струменів потоків у північній півкулі вправо, в південній - вліво. В результаті у рівнинних річок північної півкулі інтенсивніше підмиваються праві береги, а в південній - ліві і утворюються асиметричні долини. Ця закономірність була помічена російським вченим К.М.Бером і французьким Ж.Бобіне в 1875р. і носить назву «закон Бера-Бобіне».

5.5 Рельєф гирлових частин річок

Для великих річок характерними є три типи гирлових частин: дельти, лимани та естуарії.

У геоморфологічному значенні термін «дельта» об'єднує як надводну, так і підводну (авандельта) частини цієї форми рельєфу. Однак здебільшого його вживають тільки для позначення надводної частини, що являє собою акумулятивну форму рельєфу, утворену переважно річковими (алювіальними) відкладами у місці впадіння річки в кінцеву водойму. За обрисами такий тип гирлової частини нагадує грецьку літеру (Д - «дЭлфб») ( рис. 31).

Межею дельти з боку суходолу слугує ділянка відокремлення від річки першого рукава на прибережній рівнині, а з морського - лінія, яка з'єднує гирла усіх рукавів, що розчленовують дельту.

Найбільш поширеними типами дельт є дзьобоподібні, лопатеві, багаторукавні, дельти виповнення та блоковані.

Лимани - це витягнуті мілководні затоки з невисокими берегами, які виникають внаслідок підтоплення морем гирлових частин рівнинних річок. Лимани бувають відкритими в бік моря та закритими (відокремлені від моря піщаною косою).

Естуарії - лійкоподібний тип річкового гирла, розширений у напрямку моря або океану, який виникає при затопленні гирла морем. Припливно-відпливні течії перешкоджають відкладанню наносів і не дозволяють естуарію заповнитися ними та перетворитися на дельту. На півночі Сибіру естуарії називають губами (Єнісейська губа, Обська губа тощо)

5.6 Схожість і відмінність рельєфоутворюючої роботи постійних і тимчасових водотоків

Спільні риси характерні для постійних і тимчасових водотоків:

1 - всі руслові потоки займають лінійно-витягнуті заглиблення на земній поверхні, які ніколи не перетинаються, а при зустрічі зливаються одна з одною;

2 - руйнівна діяльність потоку здійснюється головним чином за рахунок його енергії («живої сили»);

3 - робота водотоків залежить від співвідношення енергії потоку (F) та маси уламкового матеріалу (P), що переноситься водою (якщо F?P, то в потоці переважають процеси ерозії, при F=P - спостерігається рівновага між процесами ерозії та акумуляції, коли ж F?P, домінує акумуляція матеріалу);

4 - головними формами рельєфу, утвореного русловими потоками є долини з розвитком як глибинної (донної), так і бокової ерозії;

5 - у розвитку водотоків, особливо річкових долин, простежуються три основні стадії - 1) молодості, 2) зрілості, 3) старості. Зміна стадій у розвитку водотоків проявляється в їх прагненні якнайшвидше досягти профілю рівноваги - плавної кривої, на якій згладжуються всі нерівності поздовжнього профілю русла і встановлюється рівновага між силою потоку, тертям об ложе та кількістю матеріалу, що переноситься водотоком. Досягнення профілю рівноваги свідчить про припинення процесу глибинної ерозії.

Відмінності в діяльності постійних і тимчасових водотоків:

1 - процес врізання річки проходить більш-менш інтенсивно і проявляється за менший часовий відрізок;

2 - річка, на відміну від тимчасових водотоків, постійно транспортує продукти силової ерозії;

...