ГЕОЛОГІЧНА ДІЯЛЬНІСТЬ поверхневих текучих вод.
Одним з найважливіших факторів, що сприяють розчленування рельєфу і зниження поверхні материків є поверхневі текучі води. До них відносяться всі води, що стікають по поверхні, починаючи від дощових струменів до постійних потоків потужних річкових систем. Джерелом поверхневих текучих вод є атмосферні, талі і підземні води.
Процес руйнування, або розмивання гірських порід текучими водами називається ерозією. Ерозія, в свою чергу, складається з двох процесів: механічного розмивання гірських порід - стирання дна твердими оболомкамі і хімічного розчинення гірських порід.
Найнижчий рівень, якого водний потік досягає в гирлі, називається базисом ерозії. а рівень світового океану - абсолютним базисом ерозії.
Процеси ерозії зазвичай супроводжуються акумуляцією. Продукти руйнування переміщаються водою як в оболомочном, так і в розчиненому вигляді. В результаті спільної дії ерозії і акумуляції поверхню Землі поступово нівелюється, а рельєф перетворюється з гірського в рівнинний.
Робота текучих поверхневих вод охоплює значні площі. Найбільш важливу роль грають річки. Джерелом живлення річок можуть бути поверхневі і підземні води. Для кожної річки протягом року характерне чергування періодів високого та низького рівня води. Стан високого рівня називається повінню або паводком. а низького - меженью. Кількість води під час повені може збільшуватися, в порівнянні з меженью, в кілька разів.
Швидкість течії річок непостійна, вона змінюється в часі і в просторі. Максимум спостерігається під час повені. Найбільші швидкості спостерігаються в поверхневій частині потоку, а найменші - у берегів і в придонному частини, де потік відчуває тертя об дно. Рух води в річкових потоках носить турбулентний характер, тобто вихровий. Турбулентний рух викликає вири і перемішування всієї маси води від дна до її поверхні, що призводить до захоплення уламкового матеріалу і переходу його у зважений стан.
Ерозійні процеси в річкових системах залежать від стадій розвитку річкової долини. Розрізняють ерозію донну. або глибинну. спрямовану на врізання потоку в глибину, і бічну. що веде до підмиву берегів і розширеного долини.
У початкову і ранні стадії розвитку річкової долини переважають глибинна ерозія. Глибину врізу річкової долини визначає базис ерозії. На ранніх стадіях формування долини ерозія йде вгору від базису ерозії (регресивна ерозія). В цей час в рельєфі поверхні, по якій протікає річка, можуть спостерігаються різні нерівності, що створюють ухили на окремих ділянках долини, і перепади. В результаті цього швидкість течії водного потоку на окремих ділянках і інтенсивність ерозії виявляється різними. У цих випадках у виробленні профілю рівноваги річки великого значення набувають, крім основного, місцеві базиси ерозії. Якщо річка зустрічає на своєму шляху круті мул стрімкі уступи більш стійких порід, то утворюються водоспади. Падаюча струмінь води інтенсивно розмиває дно річки у уступу. В результаті підмивання через деякий час верхня частина уступу обруші-
Мал. 7. Вироблення продольнго профілю рівноваги річки на різних
Б - базис ерозії
Рис.8. Канадська частина Ніагарського водоспаду і отступаніе його (по С.К. Гильберту)
ється і уступ відступає. Водоспад починає діяти на новому рівні. У підстави уступу водоспад, захоплюючи уламки гірських порід, висвердлює на дні поглиблення, які називають велетенськими котлами або водозабойнимі колодязями. Уступ або поріг з водоспадом є місцевим базисом ерозії.
Одночасно з глибиною починає проявлятися і бічна ерозія. Її роль зростає в міру ослаблення донної ерозії. Це призводить до підмиву берегів і розширенню долини. В результаті поперечної циркуляції, струменя води опускаються на дно і звідти - над дном йдуть до берегів. Відбувається винесення уламкового матеріалу з придонному зони до берегів, де він частково відкладається, утворюючи руслових мілини.
Ваблені по дну і зважені тверді частинки називають твердим стоком річок. Уламковий матеріал, переміщуваний річкою по дну, підсилює глибинну ерозію, але і сам поступово подрібнюється, стирається і обливали. Так утворюється гравій, галька, пісок.
У розглянутому вигляді в річкових водах переносяться карбонати (CaCO3. MgCO3. Na2 CO3), в меншій мірі - кремнезем (SiO2). Легкорозчинні сульфатні і хлоридні солі відіграють помітну роль тільки в водах річок посушливих областей. У невеликих кількостях в річковій воді в розчиненому стані містяться сполуки Mg і Fe.
Акумуляція оломочного матеріалу починається вже на перших стадіях розвитку ріки і посилюється в міру вироблення профілю рівноваги і розширення річкової долини бічний ерозією. Відкладення, накопичуються в річкових долинах в результаті діяльності річок, називаються алювіальними відкладеннями або алювієм (лат. Аллювии -нанос, намив). Вони складаються з уламкового матеріалу різної крупності і ступеня окатанности. Залежно від умов формування аллювий підрозділяється на русловий і заплавний. Його характерною особливістю є коса або діагональна шаруватість.
В результаті ерозійно-акумулятивний діяльності річок утворюються річкові долини. Головними елеметов річкових долин є дно і схили. Дно може включати в себе русло і зрозумію. Заплава - це частина дна, яка періодично заливається водами річки. Ділянки земної поверхні вище терас називаються корінними берегами. Схили річкових долин часто ускладнені терасами, які представляють собою горизонтальні або слабонаклонние майданчики різної ширини уздовж схилів річкових долин.
Мал. 9. Схема будови заплави (по Е.В.Шанцеру):
А - русло; В - заплава; D - прируслових вал; H - рівень порожніх вод; h - рівень межені; M - нормальна потужність алювію. Руслової алювій: 1-разнозерністие піски, гравій, галька, 2 - дрібно- і тонко-зернисті піски, 3 старічной алювій, 4 заплавний алювій
Знаходяться вони часто в кілька ярусів, що надає їм ступінчастий вигляд. Поділяються він на акумулятивні. складені цілком аллювием, ерозійні. складені корінними породами, і цокольні -ероізіонно-акумулятивні - в них нижня частина уступу (цоколь) складена корінними породами, а верхня частина аллювием.
Мал. 10. Тераси р. Мурен в Північному Ханган (фото В.А.Апродова): П-заплава; I- перший надзаплавної
Тераса; II-друга надзаплавної тераси
Р
За формою поперечного перерізу річкових долин розрізняють: каньйони з крутими стрімкими схилами, ущелини з менш стрімкими і більш опуклими схилами; долини v-подібної форми і плоскодонні заплавні долини.
За походженням річкові долини підрозділяються на ерозійні (що виникли в процесі ерозії, тектонічні (розташовані в грабенах, зонах скидів і т.д.), льодовикові (що виникли при льодовикових процесах) і карстові (утворені за участю процесів вилуговування гірських порід.
Для рівнинних територій з повільною течією характерно намивання складних петель, які змінюють своє положення в межах дна долини. Такі вигини називаються меандрами або закрутами.
Мал. 12. Різні стадії Форміровніе прируслових мілин:
А-початкова стадія (в плані і розрізі); Б - розширена прируслових мілину різного часу накопичення відповідно в прогресуючим розвитком меандри
Мал. 13. Схема последоваельного зміщення річкових меандр у міру їх розвитку: а - початкова стадія; б-послідовний положення в більш пізніх стадіях; в - вузькі перешийки меандр, при прориві яких утворюються стариці
Ділянки земної поверхні, які поділяють басейни річок, називаються вододілами. У річковому аллювии можуть утворюватися розсипні родовища золота, платини, алмазів, каситериту і ін.
Гирлові частини річок.
Серед них найбільш типові дельти і естуарії. Дельта фактично являє конус виносу уламкового матеріалу, принесеного рікою. Коли ріка досягає моря, швидкість течії падає, тому принесений рікою матеріал осідає. Утворюється широкий наземний конус виносу з вершиною, зверненої до річки і нахилом в сторону моря. Частина принесеного матеріалу випадає в море, утворюючи підводний дельту або авандельти.
При невеликій глибині моря русло річки швидко загромождают наносами і вже не може пропустити через себе всю кількість надходить річкової води. В результаті виникають прориви берегів і утворення додаткових русел, званих рукавами або протоками, які розбивають дельту на окремі острови. Деякі протоки поступово отчленяются,
Мал. 14. Ділянка заплави р. Індра г.Саккар (по А.А.Чістякову):
межень русло, 2 - піщані коси, острови і прируслові ділянки низької заплави,
незакріплені рослинністю, 3 - замулені ділянки кіс, островів і вторинні дрібні водойми на прируслових ділянках заплави, 4 - низька заплава, 5 - висока заплава, 6 - стариці, 7 - Отмерзшіе протоки, 8 - прируслові вали
міліють, перетворюються в озера. Потім частина з них поступово заповнюється озерними опадами, частина заростає і перетворюється в болота. При кожному повінь дельта річки змінює форму: розширюється, підвищується і подовжується в сторону моря. В результаті утворюються великі алювіально-дельтові рівнини зі складним рельєфом і будовою. Прикладом такої дельти є дельта р.Волги.
Відкладення алювіально-дельтових рівнин є комплекс континентальних і морських відкладень, складно чергуються, що характеризуються швидкою зміною фацій в горизонтальному і вертикальному напрямках частим виклинцьовуванням, іноді лінзоподібної формою.
Естуарії - воронкоподібні затоки, що глибоко вдаються в долину річки. Необхідними умовами для розвитку естуарієв є наявність припливів і відливів, течії вздовж берега, прогинання земної кори, що перевищує швидкість накопичення опадів.
Під час припливів морські води далеко проникають в екстуарій, відбувається турбулентне перемішування морської і прісної води. Під час відливу потужний потік виносить в море уламковий матеріал, принесений річкою. У морі він розноситься береговими течіями. Екстуаріі добре виражені у р.р. Сени, Ельби, Темзи. Ми маємо великі естуаріеподобние
Мал. 15. Дельта р. Волги (по М.В.Кленовой):
1 - край дельти Волги в 1983р. 2 - те ж, в 1927р. 3 - те ж, в 1945 р
затоки в гирлах Сибірських річок - Єнісею і Обі. З екстуаріямі за формою схожі лимани - розширені гирла річок, затоплення водами беспрілівних морів (Чорне та ін.). Їх освіту також пов'язано з прогином земної кори в гирлових частинах річок (р.р. Дніпро, Буг і ін.).
Тимчасові водні потоки.
Їх діяльність може виражатися у вигляді площинного схилового змиву і тимчасових руслових потоків.
Площинний змив полягає в русі вниз по схилу цівок води при випаданні атмосферних опадів або танення снігу. Цівки води захоплюють частинки пухкого матеріалу і переміщають його вниз по схилу. Утворені при цьому опади називаються делювії.
Серед тимчасових потоків виділяють тимчасові потоки в межах рівнинних територій і тимчасові гірські потоки.
Результатом діяльності тимчасових потоків на рівнинах є яри. Розвиток їх відбувається в кілька стадій.
Перша стадія починається з освіти на схилі вибоїни, яка поступово збільшується. Друга стадія починається тоді, коли вибоїна досягає бровки схилу. При цьому утворюється верховий перепад. Профіль яру на цій стадії дуже крутий. На всій його довжині відбувається інтенсивна глибинна ерозія. У міру підмивання дощовими водами обриву вершинного перепаду відбувається його обвалення. Т.ч. яр продовжує нарощування своєї вершини, щорічно подовжуючи вгору по схилу. Такий процес зростання яру називається регресійній ерозією. Відбувається ерозія і вниз по схилу до тих пір, поки гирлі яру не досягне базису ерозії, тобто ріки, озера або моря. На рівні базису ерозії починається третя стадія розвитку яру. У цю стадію ерозія поступово згладжує первинні нерівності дна. Поздовжній профіль дна вирівнюється і набуває форму увігнутої кривої, слабонаклонной в приустьевой частини і крутий в верхів'ях. Поперечний профіль характеризується значною крутизною схилів. В останню, четверту стадію, зменшується глибинна ерозія, згладжується обрив вершини, схили поступово осипаються, набувають кут природного укосу і місцями покриваються рослинністю. При виході яру в долину річки або будь-якої водойму, іноді формується конус виносу. Якщо дно яру розкриває рівень підземних вод, то в яру виникає струмок, що поступово призводить яр до перетворення його в річкову долину. В областях лісостепу і степу часто спостерігаються яружні форми з дещо розширеним дном і пологими схилами, які називаються балками.
Інтенсивність яру ерозії залежить від багатьох чинників - кліматичних особливостей, рельєфу, геологічної будови, наявності рослинного покриву, а також новітніх тектонічних рухів земної кори, що призводять до підняття вододілів або опускання базису ерозії. У зв'язку з цим відбувається пожвавлення і збільшення ерозійної роботи і освіту молодих ярів і вторинних вріз в днища балок або старих ярів.
Тимчасові гірські потоки періодично виникають на схилах гір. У верхів'ях цих потоків існує водозбірний басейн, який представляє собою широку воронку зі сходяться до центру вимоїнами на схилах. Нижче водозбірного басейну розташовується канал стоку з v - образним в поперечному перерізі руслом. Під час сильних дощів чи танення снігу в горах, все промоїни і канал стоку заповнюються водою, з великою швидкістю рухається вниз по схилу. При русі вода захоплює уламковий матеріал, що значно посилює руйнівну роботу потоку. При виході його на предгорную рівнину швидкість течії різко зменшується, потік розливається у вигляді віяла і відкладає весь принесений уламковий матеріал - пролювій. Так утворюється конус виносу.
У будові конусів виносу спостерігаються зональне рапределеніе матеріалу від більшого до тонкого в міру віддалення від вершини конуса. Грубоуламкові відкладення змінюються пісками, супісками, місцями суглинками.
Геологічна діяльність поверхневих текучих вод