Земная кора, формирование рельефа и основные принципы тектоники

счет принесенных денудацией продуктов выветрива-ния. Она является первой стадией образования новых осадочных горных пород.

Выветривание лишь подготавливает материал для денудации, но само по себе еще не приводит к серьезным изменениям лика Земли. Денудация же является наи-более активны фактором преобразования Земли, мобилизующим, приводящим в движение огромные массы вещества. Поэтому изучение денудации является одним из главных предметов динамической геологии. Аккумуляция – это дальнейшее зве-но в цепи экзогенных процессов, сводящееся к тому, что продукты выветривания как бы вновь обретают покой, теряют свою подвижность, входя в состав осадочных пород. Однако аккумуляция не является конечным звеном в цепи преобразования материи, но лишь этапом в круговороте ее в условиях Земли.

Об интенсивности денудации, выражающей суммарную работу экзогенных сил, судят по количеству разрушенного материала, сносимого реками с суши, и по интенсивности срезания ею поверхности континентов. Эти величины могут быть проиллюстрированы следующими данными: в Средней Азии реки за год перемеща-ют только во взвешенном состоянии от 5 до 3000 т с 1 км2. Для Кавказа величина сноса достигает за год 75–2248 т с 1 км2. Срезание поверхности Русской равнины вследствие денудации составляет 0,03 мм за год.

Для горных областей величина денудации возрастает в несколько раз: так, в Средней Азии величина денудации достигает 0,26 мм, на Кавказе – 0,45 мм, в Се-верных Альпах – 0,57 мм в год и т.д. Денудация суши длится иногда многие мил-лионы лет, поэтому общая величина срезания континентов с течением времени ста-новится весьма ощутимой. В истории Земли известны многочисленные примеры срезания под корень высоких горных массивов и превращения горного рельефа в равнинный.

В процессах денудации наблюдается последовательная смена трех стадий – разрушения, переноса и отложения разрушенного материала, завершающихся вос-созданием новых пород осадочного происхождения. Лишь в процессе выветривания отсутствует среднее звено – перенос, и вследствие разрушения исходных пород сра-зу возникают новые, на них не похожие, но как бы замещающие их на том месте.

ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ РАБОТА ВЕТРА

Под геологической работой ветра понимается изменение поверхности Земли под влиянием движущихся воздушных струй. Ветер может разрушать горные поро-ды, переносить мелкий обломочный материал, сгруживать его в определенных мес-тах или отлагать на поверхности земли ровным слоем. Чем больше скорость ветра. Тем сильнее производимая им работа.

Ветер со скоростью 3 м/сек может шевелить литья деревьев, со скоростью 10 м/сек – качать толстые ветви, поднимать и переносить во взвешенном состоянии пыль и мелкий песок; ветер со скоростью 20 м/сек ломает ветви деревьев, переносит песок, гравий до 4 мм в диаметре; буря со скоростью ветра 30 м/сек может срывать крыши с домов, вырывать деревья, передвигать и переносить мелкие камешки; ура-ган со скоростью ветра 40 м/сек уже способен разрушать дома, вырывать с корнем крупные деревья.

Сила ветра при ураганах бывает очень велика. Однажды на мосту через р. Миссисипи ураганным ветром был сброшен в воду груженый поезд. В 1876 г. в Нью-Йорке ветром была опрокинута башня высотой 60 м, а в 1800 г. в Гарце было вырвано 200 тыс. елей. Многие ураганы сопровождаются человеческими жертвами.

ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ ПОДЗЕМНЫХ ВОД

Подземные воды, или подземная гидросфера, как их назвал Ф. П. Саваренский, представляют собой часть гидросферы Земли и являются предметом изучения осо-бой отрасли геологических знаний, получившей название гидрогеология.

Гидрогеология справедливо претендует на значение самостоятельной науки, так как имеет свои задачи и только ей свойственные методы разрешения этих задач.

За счет подземных вод в основном производится водоснабжение городов и по-селков. Значение воды для человека особенна верно оценил А. П. Карпинский, ука-зав, что гидрогеология помогает использованию «наиболее драгоценного полезного ископаемого».

Гидрогеология как наука имеет следующие сформулированные Ф. П. Саварен-ским задачи: выяснение условий образования и залегания подземных вод, установ-ление законов движение воды под землей, изучение химических и физических свойств подземных вод, условий их использования и регулирования (в некоторых случаях подземные воды вредны для человека» так как затапливают шахты, подвалы зданий и т. п.).

Для подземных вод, как и для других полезных ископаемых подсчитываются запасы и производится учет их расходования (баланс). Химизм подземных вод явля-ется критерием при поисках некоторых видов полезных ископаемых. Наконец, теп-лые и горячие (термальные) воды используются в целях теплофикации и энергетики.

Самостоятельность гидрогеологии как науки определяемся и существованием особой методики гидрогеологических исследований. В гидрогеологии одновременно используется комплекс методов, заимствованных от ряда смежных дисциплин: гид-равлики, разведочного дела, геофизики, химии. Однако «гидрогеолог должен быть в первую очередь геологом» (Саваренский) так как, несмотря на все свое своеобразие, гидрогеология имеет дело с изучением земной коры и неотделима от геологии и ее методов исследования. Невозможно изложить все содержание гидрогеологии и в особенности коснуться специфических вопросов гидрогеологической методики, применяемой при исследовании динамики движения подземного потока, при опро-бовании подземных вод и при подсчете их полезных запасов.

В данной главе подземные воды будут рассмотрены главным образом с обще-геологической точки зрения, как один из факторов денудации, и лишь очень кратко будут освещены вопросы их происхождения и условий залегания.

ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ РАБОТА ТЕКУЧИХ ВОД

Под текучими водами понимают всю воду, стекающую по поверхности суши, начиная от мелких струек, возникающих во время дождей или таяния снега, до са-мых крупных рек, подобных Волге, Амуру или Амазонке. Текучие воды являются самым мощным из всех экзогенных факторов, преобразующих поверхность матери-ков. Разрушая горные породы и перенося продукты их разрушения в виде гальки, песка, глины и растворенных веществ, текучие воды способны в течение миллионов лет сравнять с землей самые высокие горные хребты. В то же время вынесенные ими в моря и океаны продукты разрушения горных пород служат главным материа-лом, из которого возникают мощные толщи новых осадочных пород. О масштабах работы текучих вод можно судить по следующим данным.

Объем воды, стекающей ежегодно в моря с поверхности суши, может быть определен как разность годовой суммы осадков и количества испарившихся осадков (табл. 1).

Таблица 1

Соотношение испарения и осадков

(по данным М. И. Львовича)

Поверхность земного шара Испарение в км3 Атмосферные осадки в км3 Разность в км3

Море ......... 447 900 411600 -36300

Суша ......... 70700 107 000 +36 300

Таким образом, ежегодно 36 300 км3 влаги переносится в виде паров с моря на сушу и те же 36300 км3 стекают в виде рек в море. Сток воды происходит к уровню океана с суши, средняя высота которой равна 750 м над уровнем моря.

При этом производится колоссальная работа, значительная часть которой тра-тится на разрушение горных пород и перенос продуктов их разрушения в раство-ренном и механически раздробленном состоянии, т. е. в виде гальки, песка и глины.

По подсчетам Г.В. Лопатина, все реки земного шара (без учета Антарктиды, Гренландии и Канадского полярного архипелага, по которым данных нет) выносят за год в море в растворенном и механически взвешенном состоянии около 17,5 млн. т вещества, полученного за счет разрушения суши. Это равносильно общему пони-жению ее поверхности со средней скоростью около 0,09 мм в год, или 9 см в тыся-челетие.

Таким образом, если скорость разрушения суши текучими водами принять за строго постоянную, то за 8,3 млн. лет средняя высота суши уменьшилась бы как раз на те 750 м, которым она равна в настоящее время, т. е. она практически сравнялась бы с уровнем моря. Но фактически суша существует сотни и тысячи миллионов лет, так как существуют другие процессы, восстанавливающие ее высоту или даже соз-дающие новые участки. Это поднятия земной коры. Без них вообще не могло бы существовать крупных возвышенностей, так как горы разрушаются текучей водой особенно интенсивно. Ведь с них стекают бурные реки, способные переносить даже крупные глыбы по 1—2 м и более в поперечнике.

Расчет показал, что в водосборе р. Вахш, притоки которой стекают с Алайского и Заалайского хребтов в Средней Азии, ежегодно смывается водой в среднем 2612 т только одних мелких частиц горных пород, переносимых во взвешенном состоянии в виде мути. Это дает среднее понижение всей поверхности водосбора на 1,6 мм в год, или в 18 раз больше, чем в среднем для всей суши.

Нередко всю разрушительную работу текучих вод в целом называют одним термином эрозия (по-латыни это значит разъедание). Однако это не вполне пра-вильно, так как можно выделить две формы ее проявления, принципиально отли-чающиеся друг от друга по своим результатам.

Первая из них — это эрозия, или иначе размыв (линейный раз-мыв). Под этим названием понимается разрушительная работа русловых водных потоков, т. е. временных или постоянных ручьев и рек. Все они стремятся врезать свое русло в поверхность земли на всем протяжении в виде более или менее глубо-кой рытвины, промоины, оврага. Крупные водные потоки постепенно разрабаты-вают этим путем обширные и глубокие долины и ущелья. Линейный размыв, или эрозия, стремится, таким образом, расчленить рельеф суши, сделать его более не-ровным, иногда даже очень неровным, так как речные долины иногда имеют глуби-ну до 1,5—2 тыс. м.