Геоморфологія, як наука

Необхідно відзначити також, що з метою захисту окремих поселень у багатьох районах планети, особливо у Середні віки, зводились фортеці та замки, які оточувались оборонними земляними валами та ровами і часто мали досить довгу мережу підземних ходів (рис. 142).

У ХVІІІ-ХІХ століттях для захисту позицій артилерії в якості фортифікаційних споруд використовувались габіони (фр. «gabion» - «велика клітка»). Це були укріплення, що складалися з плетених кошиків, які щільно набивались землею і встановлювались навколо гармат для затримки куль, картеці та ядер противника. На початку ХХ ст. така форма фортифікації «виродилась» у мішки з піском навколо кулеметних гнізд, а наприкінці ХХІ ст. знову відродилась у вигляді «Бастіонів Хеско» («HESCO Bastion» - нава британської компанії, що їх розробила у 1980-х роках ХХ ст.). «Бастіони Хеско» складаються зі сталевого дроту та мішків з міцної тканини, які заповнюються піском або грунтом (найчастіше за допомогою навантажувача). Зокрема, війська НАТО використовують їх для захисту своїх баз (начастіше в Іраку та Афганістані) від обстрілів. За необхідності, такі споруди довжиною кілька сотень метрів можуть бути розгорнуті та підготовлені до заповнення за лічені хвилини. Великий об'єм, міцна конструкція та швидкість наповнення робить «Бастіони Хеско» досить надійними та практичними. Але термін існування таких форм мілітарного рельєфу дуже короткий.

На військових полігонах внаслідок розриву снарядів, бомбометання тощо формуються поверхні, які сміливо можна називати «мілітарним бедлендом». Під час сухопутних випробувань ядерної зброї на земній поверхні утворюються улоговини великого розміру. Наприклад, улоговина «атомного» озера, яка утворилась на Семипалатинського полігоні в Казахстані внаслідок вибуху 15 грудня 1965 року, має діаметр 500 м і глибину 80м.

Серйозний відбиток на земну поверхню накладають військові дії. Так, на території колишнього СРСР, де проходили бої під час другої світової війни, до нашого часу досить добре збереглися протитанкові рови, окопи, траншеї, воронки від снарядів та бомб. В наслідок інтенсивних килимових бомбардувань В'єтнаму авіацією США утворились обширні площі «мілітарного бедленду», де нараховується близько 30 млн. воронок глибиною 6-9 м (рис. 145).

Крім того, у В'єтнамі з метою захисту солдатів від американської артилерії та авіації було споруджено мережі підземних комунікацій, найвідомішими серед яких є тунелі «Ку Чі».

На жаль, в Україні під час збройного протистояння на Донбасі у 2014 році також утворилось багато воронок і, навіть, улоговин. Особливо «значний внесок» у формування мілітарного рельєфу Донбасу зробила реактивна та польова артилерія.

Рекреаційні форми антропогенного рельєфу, як правило, розміщуються у місцях масового відпочинку людей або пов'язані з відпочинком людей. До них належать різної форми об'єкти, що виникли внаслідок планування територій садів і парків (японські та англійські сади та парки тощо), різноманітні споруди у парках та скверах, спеціальні туристичні доріжки та стежки в лісах і горах, насипні та намивні пляжі і бунгало в затоках, штучні тераси (часто створені з використанням габіонів) та палацово-паркові комплекси, гірськолижні туристичні комплекси, підйомники та траси тощо.

З рекреаційною метою використовуються також рекультивовані кар'єри та шахти (наприклад, Ботанічний сад «Eden» у Великобританії, соляна шахта «Вєлічка» у Польщі), а також спеціально створені об'єкти, які присвячені певній історичній, фольклорній чи релігійній тематиці (наприклад, «Міст Мойсея» у Нідерландах).

11.5 Наслідки втручання людини в природні геоморфологічні процеси

Природний рельєф у тій чи іншій мірі постійно перетворюється діяльністю людини. В основному це здійснюється шляхом «непрямого» (опосередкованого) впливу людини, коли вона втручається в природні процеси рельєфоутворення, змінюючи їх тип та інтенсивність.

Найважливішими видами такого «непрямого» впливу, які охоплюють величезні площі, є сільське та лісове господарство, тобто ті види які пов'язані зі знищенням природної рослинності. Вони змінюють процеси гіпергенезу та підготовки породи до денудації, транспортування уламкового матеріалу і його подальшої акумуляції. Процеси механізм прояву яких та інтенсивність змінені завдяки господаорської діяльності людини, називають природно-антропогенними.

Як правило людина посилює (прискорює) прояв наступних природних процесів:

- площинної та лінійної водної ерозії,

- дефляції, коразії і переміщення еолових відкладів та форм,

- абразивно-акумулятивної діяльності в береговій зоні,

- карстових та суфозійних процесів,

- термокарстових явищ,

- зсувів та лавин на схилах.

Антропогенне збільшення інтенсивності природних процесів виразилось зокрема в появі в географічній літературі понять «прискорена денудація» та «прискорена ерозія грунтів». Саме завдяки останній, викликаній посиленим та багатовіковим розорюванням земель, відбувається прогресуюче зменшення площ, придатних для землеробства. За останнє сторіччя на нашій планеті було зазнало ерозії близько 2 млрд га поверхні суходолу - це майже третина всіх земель що обробляються. Середня швидкість ерозії оброблюваних земель перевищує 3 тис. га за добу.

В значній мірі ерозія ґрунту відбувається при сильних бурях, які отримали назву пилових. Потужна пилова буря, яка пронеслась у травні 1934 р над північними штатами США, згубила 45 млн. га орних земель. Вітер виніс звідси 300 млн. т. органо-мінеральних речовин.

Крім вітрової ерозії, велику руйнівну роботу виконує водна ерозія, яка щорічно знищує біля 3 млн. га. родючих орних земель. На відміну від вітрової, водна ерозія має не тільки площинне, але й глибинне поширення і сприяє утворенню ярів і балок (рис. 148).

Зараз не підлягає сумніву той факт, що більша частина ярів і балок утворилась в історичний час, завдяки інтенсивному використанню мало зручних для обробітку земель без дотримання правил агротехніки. При прокладанні доріг на схилах, внаслідок порушення грунтово рослинного покриву, створюються умови для виникнення улоговин, ерозійних борозен, вимоїн, ярів та гравітаційних процесів. Непомірний випас худоби може привести до зникнення луків та утворення на їх місці пустель і напівпустель. Саме з цієї причини виникли рухомі піски у Прикаспійських степах. Утворення найбільшої пустелі світу Сахари також пов'язують з непомірним землеробством та скотарством, які привели до ерозії ґрунтового покриву колись родючої території. Нерегульований випас худоби на гіських схилах часто э причиною утворення дуже сильних селевих потоків.

Велике гідротехнічне будівництво на річках і створення водосховищ викликає значну переробку їх берегів, де посилюється абразія, зсувні процеси, осипи та обвали схилів, що підмиваються (рис. 149).

Для захисту русел річок, особливо у горах та передгір'ях, використовують габіони (фр. «gabion» - «велика клітка») - це, як зазначалося вище, конструкції зі сталевого дроту та мішків з міцної тканини, які заповнюються піском або грунтом. У руслах гірських річок (наприклад, у Карпатах) формують штучні водоспади з дерев?яних колод, які покращують насичення води киснем та, відповідно, створюють сприятливіші умови для розмноження та розвитку форелі.

З надмірним використанням води для зрошення, пов'язане утворення засолених і сухих улоговин та, навіть, пустельних просторів («Аралкумів») на території, яку колись займало Аральське озеро (рис. 150).

Порушення температурного режиму верхніх горизонтів земної кори внаслідок вирубування лісів, розорювання та прокладання комунікацій у районах розвитку багаторічної мерзлоти є причиною утворення термокарстових западин, лійок, провалів, чаш танення тощо.

11.6 Проблеми охорони та раціонального використання рельєфу

Діяльність людини, як нового геоморфологічного чинника є очевидною. Не дивлячись на те, що люди розуміють негативний вплив своєї діяльності на довкілля і докладають немало зусиль для захисту природи від небажаних наслідків, все ж її непередбачуваність викликає справедливу й обґрунтовану тривогу. Необхідно не тільки константувати нові факти втручання та виправляти ту шкоду, якої завдає природі господарська діяльність, але і вести комплесне і фундаментальне вивчення цієї діяльності та її наслідків. І недарма в програмах охорони природи та раціонального природокористування питання раціонального використання рельєфу займає одне з чільних місць.

Уже зараз поряд з негативними наслідками прямого та непрямого антропогенного впливу мають місце і приклади раціонального природокористування, при якому втрати природного потенціалу ресурсів або штучно поповнюються, або зводяться до розумного мінімуму. Так, правильні прийоми обробітку земель (сівозміни, узгоджена з морфологією поверхні контурна оранка, внесення добрив тощо) не тільки зменшують втрати грунтів від ерозії, але можуть і покращити їх родючість, зробити більш стійкими до впливу як антропогенних, так і до природних процесів.

Розраховане на основі точного знання процесів абразії і транспортування матеріалу в береговій зоні додавання в потік прибережних наносів певного об'єму кам'яного або піщаного матеріалу не тільки зупиняє розмив берегів, але і створює штучні пляжі.

Проте у більшості випадків геоморфологи змушені займатись проблемами боротьби з наслідками нераціонального використання природних ресурсів. Одним із видів відновлення природного ландшафту, порушеного техногенезом є рекультивація - (лат. «re» - префікс, що означає відновлення або повторну дію і «cultivo» - обробляю), що являє собою систему гірничотехнічних, агротехнічних та ін. заходів, які дозволяють відновити продуктивність, порушених внаслідок діяльності людини, земель, або використовувати ці землі для різних народногосподарських цілей, зберігаючи при цьому природний ландшафт.

Розрізняють гірничо-технічну, біологічну та будівельну рекультивації. Перша полягає в попередній підготовці порушених територій для цільового використання. Сюди входять роботи з вирівнювання або планування поверхні, покриття її шаром грунту, проведення необхідних меліоративних заходів, а також попереджувальні інженерно-геологічні роботи. Наступна стадія відновлення земель (біологічна рекультивація) полягає у формуванні на раніше порушених ділянках землі пасовиш, садів, лісів, орних земель, водойм для розведення риби тощо. Завершальна стадія - це будівельна рекультивація. Під нею розуміють створення нових промислових та житлових районів або зон відпочинку.

Геоморфологи також займаються розробкою прийомів і методів захисту населення та господарсва від стихійних і антропогенно збудженних геоморфологічних процесів: зсувів, ерозії, абразії, лавиноутворення, селів, термокарстових просідань та ін. Всі ці проблеми розглядає екологічна геоморфологія.

Розділ 12. Біогенна морфоскульптура

12.1 Поняття про біогенний рельєф

Біота, являючи собою поєднання надзвичайно різноманітних організмів з усіх біологічних царств (мікроорганізмів, рослин, грибів і тварин), є важливим агентом рельєфоутворення.Під біогенним рельєфоутворенням розуміють комплекс процесів, які виникають внаслідок життєдіяльності організмів. Вони перетворюють існуючий рельєф Землі і формуюють нові нерівності різних масштабів (від піко- до макроформ). Таким чином, біогенним рельєфом слід вважати сукупність форм рельєфу земної поверхні, які утворилися внаслідок життєдіяльності організмів.

Біогенний чинник рельєфоутворення діє майже повсюдно на земній кулі і вже тому відіграє величезну роль у формуванні її поверхні. До біогенних форм рельєфу відносять ті, що безпосередньо створені живими організмами або утворюються в результаті накопичення продуктів метаболізму (гр. «мефбвплЮ» - перетворення, зміни або обміну речовин) або ж некромаси ((гр. «нексьт» - мертвий) відмерлої маси). Фітогенні форми створені за рахунок життєдіяльності рослин, а зоогенні відповідно - за рахунок діяльності тварин.

Біота впливає на рельєф земної поверхні як безпосередньо (біота - агент рельєфоутворення), так і опосередковано (біота - умова рельєфоутворення), змінюючи швидкості абіогенних геоморфологічних процесів (схилових, флювіальних, еолових тощо), аж до їх блокування або, навпаки, ініціювання. При цьому в багатьох випадках непрямий вплив має значно більше значення для рельєфоутворення. Так, нерідко зміни в рослинному покриві території можуть привести до зміни швидкостей процесів на два-три порядки, або ж до зміни спектра основних діючих геоморфологічних процесів. Біогенний чинник впливав на рельєф земної поверхні прямо чи опосередковано, принаймні, протягом 4 млрд. років, тобто майже протягом всієї геологічної історії Землі. При цьому роль біогенного чинника в ході еволюції біоти постійно зростала.

Найважливішим механізмом участі організмів у формуванні осадового шару літосфери і рельєфу її поверхні в геологічній історії стало органогенне осадонакопичення. Слід підкреслити, що органогенне осадконакопичення як в океані, так і на континентах одночасно було і перетворенням рельєфу, оскільки в процесі накопичення органічних порід змінюються і абсолютні позначки земної поверхні. Наприклад, тільки у Світовому океані щорічно осідає близько 1,8 млрд. т. органогенного матеріалу. Більше становить лише твердий річковий стік. Взагалі ж еволюція біоти забезпечила створення колосальних обсягів речовини осадового шару. Сумарні запаси органогенних порід становлять не менше 15% його маси, а з урахуванням фотосинтетичного кисню і розсіяної органогенної речовини - до 70%. Організми відповідальні також за утворення більше сорока видів мінералів (їх ще називають біомінералами).

Ще однією важливою функцією біоти в рельєфоутворенні є її активна участь у гіпергенезі (біологічному (біогенному) гіпергенезі). В низьких широтах гумінові кислоти, що утворюються внаслідок розпаду органічних мас, багато в чому зумовлюють інтенсивність тропічного карсту (біохімічний вплив), а обсяги переробки грунтів хробаками в лісах і степах помірного поясу становлять від 50 до 380 т/га на рік (біомеханічний вплив). При цьому ходи хробаків, а також корені рослин, сприяють не тільки зміні розміру частинок у поверхневому шарі осадових порід, але й переведенню частини поверхневого стоку води в підземний. Це значною мірою визначає режим аерації та зволоження грунтів, а нерідко й активізує суфозійні процеси.

Взагалі роль біоти в грунтоутворенні є визначальною: формування грунту неможливе без наявності біомаси (в першу чергу, фітомаси), причому процес грунтоутворення поєднує в собі риси органогенної акумуляції та гіпергенезу (особливо біогіпергенезу).

Важливу непряму роль в рельєфоутворенні відігравала біота і протягом геологічної історії нашої планети. Вона, наприклад, істотно змінювала хімічний склад атмосфери, в результаті чого змінювалися умови гіпергенезу на земній поверхні. Крім того, еволюція біоти значною мірою визначила фізико-хімічні властивості поверхневого субстрату і особливості сучасного морфолітогенезу на великих площах суходолу. Так, не менше 14% площі суходолу складено органогенними карбонатами, що нерідко стають ареною розвитку карстових процесів і явищ.

Принаймні на 15% суходолу біогенне рельєфоутворення є провідним геоморфологічним процесом. Нині в межах суходолу майже повсюдно поширені біогенні форми різних розмірів: від піко-, нано- та мікроформ до макроформ. Їх щільність - десятки і сотні шт/га, а загальна кількість на планеті оцінюється у декілька мільярдів. Переважна більшість біогенних форм мають порівняно невеликі розміри (рівня піко-, нано- та мікроформ), але існують і досить великі форми. Найбільшою біогенної формою є знаменитий Великий Бар'єрний риф біля північно-східного узбережжя Австралії, довжина якого перевищує 2200 км.

Багато біогенних мікро-, нано- і пікоформ мають коротку тривалість існування (від кількох днів - до декількох місяців), хоча найбільші з них можуть зберігатися від 2-3 років до сотень і, навіть, кількох тисяч років. Найбільш великі реліктові форми (коралові і моховаткові рифи) у ряді випадків зберігаються в рельєфі сотні мільйонів років.

12.2 Зональність та періодичність біогенного рельєфоутворення

Біогенний рельєф підпорядковується географічній зональності, що проявляється як у складі біогенних форм, так і в масштабах рельефоутворюючої діяльності тварин і рослин у різних природних зонах.

Так, у полярних і аридних областях значення біогенного чинника в рельєфоутворенні мінімальне і зводиться головним чином до біогіпергенезу. В тундрі важливу роль відіграє болотне рельєфоутворення і риюча діяльність лемінгів. У лісовій зоні помірного поясу широко розвинені болотні і боброві комплекси, вітровальні форми рельєфу, зоогенний нано-та пікорельеф (кротовини; мурашники; нори гризунів комахта хробаків тощо). В степах досить часто визначальну роль у рельєфоутворенні відіграють гризуни (хом?яки, ховрахи, байбаки тощо), які створюють додатні (насипи - «бутани») та від?ємні (нори) форми рельєфу, а також комахоїдні та комахи. Велика їх роль і в рельєфоутворенні у межах напівпустель. В саванах у багатьох випадках на особливості рельєфу поверхні впливають терміти. Тут спостерігається досить значна кількість термітників. Окремі з них мають великі розміри (до 10 і, навіть, більше метрів). У вологих лісах помірних широт значну роль у формуванні рельєфу відіграють вітровали, а також процеси болотного рельєфоутворення, формування очеретяних берегів та біохімічний гіпергенез. У тропічних і екваторіальних областях у підводному середовищі є сприятливі умови для формування коралових рифів, а на припливно-відпливних узбережжях - мангрових берегів.

Географічна зональність досить чітко простежується і в інтенсивності переробки поверхневого субстрату організмами. Фітогенна переробка тісно корелює з розподілом біомаси, а зоогенна корелює з останньою (крім територій пустель). Сумарний прямий вплив тварин на рельєф у більшості випадків виявляється більш значимим, ніж вплив рослин. Виняток становлять лише болотні комплекси та ділянки вітровалів у лісах. В цілому ж у лісовій зоні помірного поясу (поза ареалом поширення багаторічно мерзлих гірських порід) інтенсивність переробки поверхневого субстрату зі створенням специфічних форм нано- та мікрорельєфу (без урахування діяльності хробаків, які формуюють пікорельєф) становить зазвичай десятки, а іноді й сотні тонн з 1 га на рік. У степах, напівпустелях і в тундрі ці показники становлять сотні, рідше - до 1000 т з 1 га в рік. В саванах, де має місце досить значна діяльність термітів, сумарні величини біопереробки зазвичай не перевищують десятків тон з 1 га в рік. У вологих екваторіальних лісах обсяги біопереробки відносно невеликі (кілька тон з 1 га на рік). Мінімальні значення інтенсивності переробки поверхневого субстрату організмами характерні для екстрааридних і, особливо, полярних пустель.

Що стосується непрямого впливу біоти на рельєф, то значення рослинності тут набагато більш суттєве, ніж предстаників тваринного світу. Визначальну роль у ньому відіграють захисні властивості рослинного покриву, який сприяє уповільненню геоморфологічних процесів. Непрямий же вплив тваринного світу найчастіше призводить до активізації геоморфологічних процесів.

Крім зональності, для процесів біогенного рельєфоутворення характерна періодичність. Вона має різноманітну ієрархічність - циклічність різних часових рівнів (від внутрішньодобового до такого, що складає мільйони років), які накладаються один на одного.

Цикли вищого рівня, тривалістю десятки і, навіть, сотні мільйонів років характеризуються періодичними змінами поширення біоти, її біомаси та режиму функціонування. Вони накладються на практично незворотні еволюційні зміни, пов'язані з поступовою трансформацією органічного світу на протязі, як мінімум, фанерозою. Внаслідок еволюції біоти поступово відбувалися й зміни умов рельєфоутворення (складу атмосфери, ґрунтового покриву тощо). Зміна рослинності була однією з важливих причин циклічності розвитку річкових долин. Наприклад, чергування епох переважаючого врізання або перважаючої акумуляції річкових долин протягом неоген-четвертинного часу значною мірою викликана саме зміною рослинності.

Періодичні зміни процесів рельєфоутворення під впливом коливань зональності рослинності та тваринного світу відбуваються і протягом досить коротких термінів (сотень і десятків років). Відомі зміни рослинності у різних природних зонах, які мають тривалість окремих фаз у десятки років. У тих випадках, коли вони відбуваються на схилах. Відповідно змінюється й швидкість силових процесів.

Зміни ареалів існування окремих видів тварин зумовлюють і зміни ареалів численних зоогенних мікро-, нано- та пікоформ. Наприклад, внаслідок періодичного зростання чисельності лемінгових колоній та їх міграції по тундрі, змінюється й кількість та розташування пов'язаних з ними мікро- та наноформ рельєфу. Подібні цикли біогенного впливу на рельєф характерні й для інших видів гризунів.

Чітко прослідковується також і короткотермінова періодичність, пов'язана з сезонними коливаннями у вегетативній діяльності рослин та активності тварин. Наприклад, пік риючої активності кротів у зоні мішаних лісів припадає на весну та осінь, а мишоподіних гризунів у більшості степових районів - на осінь. Активізація ерозійних та деяких схилових процесів у межах вологого помірного та субекваторіального клімату відзначається на протязі весняних місяців. Це пов'язано зі слабким розвитком рослинності в цей час.

Варто відзначити також, що в режимі біогенного морфолітогенезу мають прояв і добові коливання у життєвому циклі біоти. Наприклад, сутінковий спосіб життя тварин у аридних областях впливає на їх риючу діяльність.

Необхідно підкреслити, що періодичність процесів біогенного рельєфоутворення тісно пов'язана з періодичністю функціонування біоценозів різних рівнів в цілому. З періодичністю різного рівня у розвитку біоти і , відповідно, в біогенному морфолітогенезі тісно пов'язана динаміка формування біогенних форм рельєфу, а в багатьох випадках - і тривалість їх існування.

Біогенний морфолітогенез відіграє важливу роль у сучасному рельєфоутворенні та балансі речовини на континентах на різних ієрархічних рівнях - локальному, регіональному, глобальному і планетарному. Найбільш інтенсивну участь у балансі речовини організми беруть на локальному рівні. Тут переробка організмами поверхневого субстрату за масштабами цілком порівнювана з діяльністю флювіальних, схилових та інших процесів. Необхідно лише зазначити, що за дальністю транспортування матеріалу організми значно поступаються названим процесам. На регіональному рівні біота (в першу чергу рослинність) сприяє відносному збагачення речовиною природних зон з багатою фітомасою (більшість лісових зон). При цьому денудація з континентів у безлісих зонах приблизно в чотири-п'ять разів інтенсивніша, ніж у лісових. На глобальному рівні біота бере активну участь у обміні речовиною між материками та океанами. На планетарному рівні саме біогенний чинник починаючи з архею забезпечує збагачення маси земної кори твердою речовиною. Це здійснюється за рахунок фотосинтезу і подальшого органогенного накопичення осадів.

Загалом, можна стверджувати, що поряд з геолого-геохімічною та екологічною функціями у розвитку географічної оболонки, біота активно формує та перетворює рельєф земної поверхні.

12.3 Фітогенний рельєф

До фітогенного рельєфу належать нерівності поверхні суходолу, що виникли завдяки рельєфоутворюючій діяльності рослин. Вони поділяються на акумулятивні й денудаційні в залежності від особливостей виникнення, а за розміром мають ранг піко-, нано-, мікро- та, значно рідше, мезорельєфу.

Серед них досить значне поширення мають фітогенні береги - мангрові та очеретяні (рис. 151, 152). Перші виникають у тропічних широтах під впливом мангрової рослинності, а другі формуються у більш високих широтах. Слід також відзначити, що у помірних кліматичних умовах має місце формування торф'яних маршевих (ваттових) берегів (рис. 153).

На континентах найбільшими існуючими нині формами фітогенного рельєфу є болотні комплекси, що займають понад 3.5 млн. кмІ площі сходолу (рис. 154).

Дуже наочно на болотах проявляється рельєфоутворююча роль торфонакопичення. Особливо це стосується великих верхових боліт, де основним торфоутворювачем є мох-сфагнум. В процесі розвитку верхових боліт у них формується опуклий поперечний профіль (у центральній частині боліт сфагнум зростає більш інтенсивно і торф накопичується швидше). З часом перепад висот між центральною і периферійною частинами болотного комплексу може досягати кількох метрів, а іноді (на великих болотах) різниця висот досягає 10 м.

Низинні ж болота характеризуються увігнутим профілем поверхні, що у згладженому вигляді повторює профіль ложа зниження, яке зайняте болотом. Важливою геоморфологічною роллю торфонакопичення в таких болотах є зменшення в результаті цього процесу глибини знижень, аж до їх вирівнювання.

При нерівній повернхні боліт та нерівномірному наростанні сфагнуму утворюються окремі локальні підвищення (горбочки, пасма), а в місцях розриву торф'яної маси формуються зниження (мочажини) або утворюються вікна відкритої води. Пасма та мочажини мають витягнуту форму і розташовуються майже перпендикулярно до напрямку стоку поверхневих вод формуючи пасмово-мочажинне болото. Там де ухил поверхні не виражений (у центрі болотного масиву), пасмово-мочажинне болото змінюється пасмово-мочажинно-озерковим (рис. 155).

У межах болотних комплексів зустрічаються також більш дрібні форми фітогенного рельєфу, що значно ускладнюють їх поверхню - торф'яні горби (рис. 156) та купини. Перші належать до мікроформ рельєфу за розміром і характерні головним чином для боліт Західного Сибіру, північних районів Канади та Аляски, а другі - взагалі є найбільш численними наноформами фітогенного рельєфу на болотах.

Формуються болотні купини в силу різноманітних причин (мерзлотних процесів, ерозії, під впливом витоптування поверхні тваринами тощо), але в більшості випадків являють собою результат саморозвитку органогенних процесів у межах боліт. Діаметр болотних купин найчастіше становить 0,2-0,5 м, а висота - 0,3-0,7 м (рис. 157). Їх щільність зазвичай коливається в межах 1-5 подібних форм рельєфу на 1 мІ. Іноді купини розташовуються так близько одна біля одної, що складається враження, ніби ділянка земної поверхні вкрита стьобаною ковдрою. Слід пам'ятати, що крім боліт, купини ще зустрічаються і на ділянках зайнятих лучною рослинністю, але їх кількість і щільність там значно менша ніж на болотах.

Досить значну роль у формуванні морфоскульптури повернхі відіграє фітогенне рельєфоутворення в межах лісів. Широко розповсюдженими в лісах формами мікро-і нанорельефу є вивороти. Падаючи в результаті вітровалу або внаслідок вікових причин дерева корінням захоплюють поверхневий шар грунту і на місці кореневої системи утворюють заглиблення (улоговину, вітровальну яму), захоплений грунт разом з корінням формує пагорб (вітровальний горб, земляну стіну) (рис. 158), а стовбур дерева - вітровальне пасмо (рос. “валєжник”, “валежниє бугри”, “валежний рельєф”).

Найбільш висока щільність таких форм спостерігається у рідколіссях після штормових вітрів, особливо на схилах значної крутизни. Розміри і морфологія вітровальних форм рельєфу залежать, в першу чергу, від структури кореневих систем деревних рослин. У деяких випадках глибина ям досягає 3-4 м, діаметр - 7-8 м, а висота горбів - понад 3м. Вітровальні пасма за довжиною відповідають довжині стовбура дерева Їх висота максимальна у момент падіння дерева і дорівнює показнику діаметра стовбура. Поблизу вітровального горба вона суттєво збільшується і може дорівнювати двом, а інколи й трьом, діаметрам. Тривалість існування вітровальних пасм залежить від періоду розкладання деревини. Вони поступово заростають і просідають, а через 80-100 років взагалі припиняють своє існування.

Слід відзначити також, що кількість вітровальних горбів та улоговин у більшості лісових масивів суттєво перевищує кількість мікропасм. Це викликано тим, що після вітровалу стовбури повалених дерев у багатьох випадках розпилюються і вивозяться, а вивалена коренева частина залишається.

На територіях з домінуванням деревної рослинності постійно зустрічаються пристовбурові (прикореневі) горби (підняття, «п'єдестали»), що відокремлюються одне від одного міжстовбуровими зниженнями, а також звивисті мікропасма утворені коренями дерев (рис. 160). Останні часто стають причиною підняття асфальтного покриву та бетонних плит у паркових зонах, на дорогах та тротуарах у населених пунктах.

На галявинах та узліссях часто устрічаються мохові горбочки (основою їх є переважно старі кротовини) (рис. 161) і дернові нано-горбочки діаметром від 10 до 30 см та висотою до 15 см.

Дернові горбочки (механізм їх утворення і щільність близькі до болотних купин) зустрічаються й на вилучених із сільськогосподарського обробітку полях, але там їх висота найчастіше становить кілька сантиметрів, а діаметр - не перевищує 10-15 см. Крім того, дернові горбочки та мікропасма, висотою до 10 см, формуються також і в межах населених пунктів, особливо чітко вони проявляються у тих місцях, де порушується асфальтний покрив.

У лісових зонах досить часто виникають і такі форми фітогенного рельєфу (хоча мабуть доцільно їх називати флювіально-фітогенними), як заломи.

Це завали, які виникають на мілководних, вузьких або звивистих ділянках русел у результаті скупчення дерев, гілок, кореневищ та сміття, які потрапили до річки. Довжина заломів відповідає ширині русла, а висота залежить від глибини водотоку та об'єму матеріалу, що ним переноситься. Вище заломів нерідко утворюються досить значні за площею загатні озера.

Формування заломів призводить до зміни рельєфу дна річкових долин: розширення заплави, появи нових прируслових мілин, протоків, локальних терас тощо.

В межах лісів зустрічаються також форми рельєфу, які можна назвати фітогенно-антропогенними. Це горбочки сформовані пристовбуровими підняттями та пнями спиляних дерев (рис. 164) і дещо рідше - горби, основою яких є покинуті стоси дров і купи гілок та хмизу, що залишились після лісозаготівлі.

Серед фітогенних пікоформ рельєфу у межах територій зайнятих лісами є й такі час існування яких дуже короткий. Це горбочки, що утворюють гриби в процесі свого росту.

У безлісих зонах рельєфоутворюючий вплив рослин значно менший, але й тут зустрічається досить багато фітогенних форм рельєфу.

Так, у степах (як і на луках в лісовій зоні) на відносно зволожених ділянках нерідко зустрічаються трав'яні купини, складені відмерлою та живою трав'янистою біомасою, а також дернові горбочки. Подібні форми рельєфу зустрічаються також у горах (на території поширення альпійських луків).

Досить своєрідні фітогенні, точніше - кріо-фітогенні, форми рельєфу зустрічаються в районах поширення багаторічно мерзлих гірських порід. Це так вані «дернові рулони», описані А.В. Ермаковим ще в 1956 році.

В аридних та семиаридних (лат. «semi» - напів та «aridus» - сухий) умовах зустрічаються окпани, купаки, а також прикущові та, споріднені з ними, закущові горби.

Окпани являють собою вузькі довгі щілини та ями у грунті, довжиною від десятків сантиметрів до перших десятків метрів, а інколи й більше. Їх глибина коливається від 0.2 до 1.5 м, а щільність може досягати 700 шт./га. Виникають окпани внаслідок мінералізації відмерлих коренів і похованих стебел тугайної рослинності (переважно лісів взовж річок). З часом, розкладання і мінералізація таких рослинних залишків зумовлюють зменшення їх об'єму, просідання поверхні та утворення вертикальних тріщин.

Специфічними фітогенними формами очеретяних берегів на річках, що пересікають пустельні та напівпустельні простори є купаки. Найчастіше вони формуються на мілководних озерах у межах дельт, які швидко заростають очеретом. Його кореневища густо переплітаються між собою і, разом із щорічним опадом стебел, утворюють потужну щільну дернину, яка включає і невелику кількість мулу, що осідає з водної товщі. При відриванні крупних шматків такої дернини утворюються плавучі острови - купаки.

Такі різновиди горбиків-кос, як прикущові та закущові горби є еолово-фітогенними формами рельєфу. Сама назва прямо вказує на участь у їх утворенні вітру та рослин. У більшості випадків, вони являють собою округле в плані підняття, складене дрібноуламковим матеріалом, що переноситься вітром. Висота прикущових та закущових горбів найчастіше становить кілька десятків сантиметрів (рідко до 1 м), а довжина може досягати кілька метрів.

12.4 Зоогенний рельєф

Під терміном зоогенний рельєф розуміють нерівності земної поверхні, що виникли в результаті діяльності тварин. В залежності від особливостей формування вони, як і фітогенні, поділяються на акумулятивні або додатні (насипи, хатки тварин, горбочки тощо) та денудаційні або від'ємні (нори, підземні галереї, прогонні стежки тощо). Результати досліджень зоогенного рельєфу у різних регіонах планети дають підстави стверджувати, що багато тварин одночасно створюють як акумулятивні, так і денудаційні його форми. За розміром зоогенні форми мають ранг піко-, нано-, мікро- , значно рідше, мезо- та інколи (рифи) макрорельєфу.

Найбільш добре вивченими є давні зоогенні форми, що утворюються на морських берегах і мілководдях, де вони часто досягають значних розмірів. Це коралові і моховаткові рифи. Морфологія рифів різноманітна, але за розташуванням до берегової лінії і зовнішнім виглядом можна виділити чотири основні їх групи: бар'єрні, берегові, внутрішньолагунні та атоли.

Багато морських організмів (каменеточці, піскожили тощо) ведуть активну руйнівну роботу на берегах, в результаті чого швидкість абразії може збільшуватися на порядки. На суходолі нерідко зустрічаються реліктові (давні) субаквальні форми, що знайшли відображення у сучасному рельєфі - коралові і моховаткові рифи. Деякі з них висотою досягають декількох сотень метрів. У Молдові та на українському Поділлі спостерігаються реліктові неогенові атоли і пасма (Товтри) висотою до 30 м (рис. 165).

Найбільшим у світі кораловим рифом, більша частина якого нараховує близько 400 000 років, є Великий Бар'єрний. Він включає понад 2900 окремих коралових рифів і 900 островів у Кораловому морі, які простяглися на 2500 км вздовж північно-східного узбережжя Австралії (рис. 166).

До давніх форм зоогенного рельєфу належать також нори динозаврів, які являють собою скам'янілі підземні порожнини, а також місця кладок , викопні гнізда та відбитки слідів динозаврів.

Нині рельєфоутворюючу діяльність на суходолі здійснюють плазуни, ссавці, птахи, комахи, черв'яки, краби та ін. На мілководді у тропіках формують рифи корали, а на дні водойм на різній глибині переважно від'ємні форми рельєфу головним чином корткого терміну існування створюють риби, черв'яки, раки та ін.

Серед зоогенних форм, які широко представлені на суходолі, найбільший розмір мають термітники та боброві комплекси. Найбільш великі і численні термітники зустрічаються в саванах, де їх висота коливається від 3 до 7 м, а діаметр основи - від 5 до 10 м. В окремих випадках, висота термітників може досягати 15 м, а діаметр - 30 м. На деяких ділянках саван щільність термітників досягає 800-1000 шт./га. Такі комплекси називаються термітниковими саванами.

Серед форм рельєфу, створюваних комахами, крім термітників, широке розповсюдження у різних природних зонах (лісах, степах, напівпустелях і саванах) мають мурашники. Вони бувають земляні, опадні та опадно-земляні. Окремі мурашники, особливо опадно-земляні, можуть мати діаметр основи до 6 м і висоту понад 1 м.

Значні за масштабами біогенні споруди створюються бобрами в долинах малих та середніх річок. Боброві зоогенні комплекси рельєфу нерідко характеризуються досить складною будовою і включають в себе різноманітні власне зоогенні та зоогенно-гідрогенні споруди. Найбільш широко відомі боброві греблі (рис. 169).

Довжина бобрових гребель варіює в широких межах. Найчастіше зустрічаються греблі, що мають довжину до 30 м і висоту 1,5-2 м. Найбільші греблі бувають довжиною 1 км і висотою до 5 м. Створені бобрами водосховища можуть мати ширину до 1 км і довжину до декількох кілометрів.

Іншою складовою бобрових геоморфологічних комплексів є нори, хатки, нори-тунелі «безпеки» та «рятувальні» канали. За умови, коли береги водойми високі, бобри споруджують собі норні житла, довжина яких досягає 12-15 м. На водоймах з низькими берегами, де неможливо вирити нори, бобри, використовуючи рослинний та глинистий матеріал, будують хатки куполоподібної форми.

Висота хаток може досягати 1-3м, а діаметр - 10-12 м. Нори-тунелі «безпеки» у більшості випадків прямі. Вони ведуть з дна водойми на берег і в окремих випадках їх довжина може перевищувати 12 м. Завдяки норам-тунелям бобри можуть легко ховатися у випадку небезпеки, а в зимовий період, за потреби, використовують їх для виходу на берег за їжею. Від водойми до місця харчування бобри прокопують «рятувальні» канали, по яких у випадку небезпеки мають змогу швидко й непомітно добратися до своєї основної схованки.

При створенні бобрових комплексів нерідко змінюються планові обриси старичних знижень (або формуються нові вторинні русла), нижче греблі утворюються поглиблення в руслі, а на деякій відстані - нові мілини. Внаслідок цього на околицях бобрового комплексу часто підвищується рівень грунтових вод, збільшується ступінь оглеєння грунтів, зростає частка вологолюбних рослин.

Значно рідше на суходолі зустрічаються й інші досить великі зоогенні форми рельєфу. Так, конусоподібні «гніздові купи» джунглевої («сміттєвої») курки, що мешкає в Південно-Східній Азії, Океанії та Північної Австралії, досягають висоти 5-6 м і діаметра 12 м (максимальні виявлені досягають 50 м) (рис. 171).

У Африці та Південно-Східній Азії слони, витоптуючи стежки, формують широкі зниження довжиною десятки кілометрів, а також руйнують стінки кар'єрів або печер добуваючи сіль. При відсутності великих водойм, вони створюють власні ставки, причому, як і людина, двох типів - загатні або копані. Створені слонами ставки можуть мати глибину і поперечний переріз у кілька метрів.

Носороги та гіпопотами, як і слони, протоптують стежки. З часом такі стежки, особливо розташовані на річкових схилах, можуть перетворитися на ерозійні борозни та вимоїни (водориї), довжиною кілька кілометрів (іноді до 30 км) і глибиною 1.5 м. У межах дельти Окаванго гіпопотами навіть створюють нові канали для водних потоків, утоптуючи рослинність та затрамбовуючи (заглиблюючи) поверхню. Ці тварини заглиблюють також існуючі природні улоговини.

Найчисленнішими зоогенними формами мікро-, нано- і пікорельефу є мікропагорби (акумулятивні форми - кротовини, ховраховини, байбаковини тощо) та різноманітні нори та нірки (денудаційні форми), створювані гризунами, комахоїдними, плазунами, жабами, птахами, ракоподібними, деякими комахами, червами та іншими істотами в процесі створення ними своїх жител і при добуванні їжі.

Найбільш поширеними такими формами є кротовини. Вони типові для лісової та лісостепової зон і часто зустрічаються в степовій. Представлені кротовини пагорбками округлої форми діаметром від 3-5 до 70 см і висотою від 3-5 до 50 см.

Підземні лабіринти сім'ї кротів можуть досягати довжини тільки по прямій до 4 км, а разом з відгалудженнями - десятків кілометрів. При цьому за один день кріт прориває хід довжиною близько 20 м, а в деяких випадках до 100 м. Підземні ходи кротів, як і більш вузькі ходи черв'яків або коренів рослин, відіграють важливу роль в розпушенні, аерації та зволоженні грунтових горизонтів. Щільність кротовин нерідко буває досить високою, становлячи сотні і навіть кілька тисяч штук на 1 га. В лучних степах ділянки з подібними скупченнями порівняно великих форм отримали назву чорноземних кротовин. Вони сприяють розвитку суфозії, а в верхів'ях ярів - активізації регресивної ерозії.

Особливо яскраво зоогенний мікро- та нанорельєф проявляється на степових просторах і в напівпустелях, де нерідко риюча діяльність тварин виявляється найбільш інтенсивним геоморфологічними процесом. Тут, наприклад, зустрічаються ховраховини, які мають зазвичай діаметр 0,5-1 м і висоту - 0,3-0,5 м. Щільність ховраховин у багатьох випадках становить 800-900 шт./га.

Підземні «городища» (колонії) лугових собачок Північної Америки простягаються іноді на багато кілометрів. Більш крупні гризуни, байбаки, створюють пагорби діаметром 8-12 м і висотою 0,5-0,6 м (рис. 176). Щільність байбаковин зазвичай становить кілька десятків штук на 1 га.

Колосальну роботу з переробки поверхневого субстрату і мікрорельєфу земної поверхні проводять у тундрі лемінги. У роки їх широкого розповсюдження практично вся поверхня, крім найбільш заболочених ділянок, виявляється буквально «перелопаченою» цими гризунами. Кількість наноформ, які виникли завдяки діяльності цих тварин, така велика, що по суті утворюється специфічний морфологічний вигляд тундрової поверхні («пагорбковий рельєф»), який займає від 20 до 60%, а нерідко і понад 70% площі тундри.

Схожу на «пагорбковий рельєф» лемінгів поверхню можна спостерігати після танення снігового покриву й у межах помірного поясу (в основному на узлісся та луках). Тут, на поверхні спостерігається переплетення численних видовжених нанопасм та наноулоговин, які сформувалися завдяки рельєфоутворюючій роботі мишей.

У різних природних зонах лисицями, вовками, борсуками, песцями, видрами, кроликами, сурикатами, єнотовидними і, навіть, здичавілими та домашніми собаками створюються нори та насипи. Нори можуть сприяти розвитку суфозійних процесів та активізації зростання ярів.

Прикладом денудаційного впливу великих ссавців на земну поверхню є виникнення пороїв (копанів, копанок), що виражаються в рельєфі мікро западинами. Їх створюють копитні тварини (кабани, лосі, олені) в процесі видобутку їжі (коренів, дрібних грунтових тварин тощо). Глибина пороїв зазвичай невелика - 20-30 см, але їх площа може досягати десятків квадратних метрів.

Ще одним різновидом форм рельєфу, поява яких пов'язана як з дикими копитними тваринами, так і з домашньою худобою є «коров'ячі (козячі, овечі, віслючі) стежки» (рис. 178).

У лісовій зоні і в тундрі постійні стежки копитних тварин з часом трансформуються у видовжені (кілька кілометрів) канави глибиною близько 0,5 м і шириною іноді до 1 м.

На високих річкових берегах та прямовисних стінках піщаних кар'єрів зустрічаються, створені птахами, нори-гнізда довжиною до 1м (рис. 179). Часто такі гнізда займають значну площу, а їх щільність інколи становить понад два десятки на 1 мІ. На подібних ділянках помітно зростає інтенсивність бокової ерозії річок.

Розділ 13. Особливості проведення геоморфологічних досліджень та геоморфологічне картографування

Геоморфологічні дослідження відбуваються у відповідності із логікою наукових досліджень узагалі. Вони включають:

1 - одержання нового фактичного матеріалу;

2 - аналіз нового фактичного матеріалу та його синтезування;

3 - побудову за встановленими закономірностями нових теоретичних

моделей спостережуваних фактів чи явищ;

4 - перевірку достовірності теоретичних побудов і їх коригування;

5 - практичне застосування нової інформації про досліджувані явища;

6 - методи польових геоморфологічних досліджень.

13.1 Особливості одержання нового фактичного матеріалу

Новий фактичний матеріал зявляється у геоморфології, як ів інших науках про Землю, головним чином завдяки проведенню польових досліджень. Найпоширенішим видом меред них є геоморфологічне картографування, масштаби якого у міру вивчення певної території змінюються від дрібних до крупних.

У процесі польових геоморфологічних досліджень, що передують власне складанню геоморфологічних карт, вивчаються і фіксуються у польових щоденниках спостережень відомості про морфологію, морфометричні риси, генезис, вік (якщо можливо), динаміку рельєфу досліджуваної території.

Оскільки для вивчення рельєфу у різні часи використовувалися і використовуються топографічні карти, аеро- та космчні знімки земної поверхні, матеріали радіолокації, інші образи земної поверхні, то вивчення рельєфу може здійснюватися у камеральних умовах. Таким чином створюються численні морфометричні карти, топографічні та геоморфологічні профілі, нагромаджуються кількісні дані про поширення певних геоморфологічних об`єктів, проводяться підрахунки площ, властивих певним типам рельєфу, тощо. Зазначена інформація є не менш важливою для геоморфологічних досліджень, ніж та, що нагромаджена у польових умовах, але вимагає детального попереднього знання про різні компоненти довкілля досліджуваної території.

Іншим способом одержання фактичних даних про рельєф та, особливо, про геоморфологічні процеси служать експериментальні дослідження, а також різні види моделювання, що здійснюються як у польових та у камеральних умовах.

При польових дослідженнях на геоморфологічних стаціонарах за певних часових інтервалів спостерігаються геоморфологічні явища, динаміка яких може виявлятися за короткі проміжки часу, створюються деякі штучні умови для перебігу геоморфологічних процесів (наприклад, штучне дощування), фіксуються відповідними реперами певні форми рельєфу, що мають схильність до швидкої зміни.

У лабораторних умовах нова геоморфологічна інформація може здобуватися шляхом конструювання фізичних (імітаційних) моделей рельєфу чи геоморфологічних процесів, розв`язання задач, що характеризують проблеми стосунків різних кількісних даних про рельєф (математичні моделі) тощо.

13.2 Аналіз нового фактичного матеріалу та його синтезування

Цей вид геоморфологічних досліджень полягає у розробленні механізмів пояснення спостережуваних даних на підставі загальнонаукових чи спеціальних, індуктивних чи дедуктивних міркувань. Застосовуються і перевіряються уявлення про можливість зв`язків між різними явищами, вивчається їх можливий взаємний вплив, прийоми логічного мислення, поняття про чинники та процеси, що викликаються такими явищами тощо. Результатами аналізу є графіки залежності між певними геоморфологічними явищами, що спостерігалися на попередньому етапі дослідження, таблиці розподілу кількісних даних про певні форми рельєфу чи геоморфологічні процеси, що фіксувалися при польових чи камеральних дослідженнях. Розв'язання задач, що характеризують проблеми стосунків різних кількісних даних про рельєф (створення математичних моделей) на даному етапі реалізується одержанням певних формул, програм та інших способів математичної інтерпретації одержаних результатів.

Важливим прийомом одержання нового знання на цьому етапі є створення нових видів картографічних матеріалів. Закономірності, синтезовані мислено чи за допомогою певних прийомів оброблення фактичного матеріалу, можуть реалізуватися у новаторську легенду відповідного геоморфологічного явища, а принципи, що лягли в основу такої легенди, дозволять побудувати (в майбутньому) геоморфологічну карту якісно нового характеру.

Карти поверхонь вирівнювання, динаміки сучасних процесів рельєфоутворення, карти закономірностей розподілу морфометричних показників земної поверхні - лише невелика частка таких спеціальних карт, на яких знаходить відображення нове закономірне геоморфологічне знання.

13.3 Побудова за встановленими закономірностями нових теоретичних моделей спостережуваних фактів чи явищ

У геоморфології цей процес означає формулювання понять і логічних висновків, а також розроблення принципів, визначення категорій та інших методологічних засобів, що представляють на теоретичному рівні закономірності поширення та динаміки певних геоморфологічних явищ.

...