Горные породы
Основную структуру земного рельефа создают силы, таящиеся глубоко в недрах Земли, а внешние процессы изо дня в день неустанно видоизменяют ее, сглаживая горы и прорезая глубокие долины.
Наука о формах земного рельефа и их изменениях называется геоморфологией. Геологи знают, что старый эпитет "вечные горы" далек от истины. Горы отнюдь не вечны, хотя геологическое время их формирования и разрушения может измеряться сотнями миллионов лет.
С начала промышленной революции в середине XVIII в. деятельность человека также играет немаловажную роль в преображении лика Земли, приводя иногда к неожиданным результатам. Континенты обрели свой нынешний облик и место на планете вследствие тектоники, т. е. движения геологических плит, образующих твердую внешнюю оболочку Земли. Самые недавние по времени перемещения, в том числе образование впадины Атлантического океана и соединение Индии с остальной частью Азии, произошли в пределах последних 200 миллионов лет. За 4,6 млрд. лет своей истории наша планета претерпела немало других изменений.
Результатом всех этих перемещений, расхождений и схождений огромных массивов стали многочисленные разломы и складки земной коры, а также мощные нагромождения пород, из которых сформировались горные системы.
Приведем три ярких примера недавнего горообразования, или орогенеза, как его называют геологи. Альпы сформировались в результате столкновения Африканской плиты с Европейской. Гималаи взмыли до небес, когда Индия столкнулась с Азией. Поддвиг Антарктической плиты и плиты Наска, вместе образующих часть Тихоокеанской впадины, под плиту, на которой покоится Южная Америка, оставил на боку континента огромный рубец - Анды.
Все эти горные системы сравнительно молоды. Физические и химические процессы, которые и сегодня продолжают изменять облик Земли, еще не успели сгладить их острые пики.
На формирование сегодняшних континентов повлияли еще две родственные силы. Это вулканы и землетрясения. Землетрясения наносят громадный ущерб, редко имеют долговременные последствия. Зато при извержении вулканов к поверхности поднимается и застывает магма, образуя новые горизонты магматической породы.
Выветривание горных пород
Земная кора состоит из горных пород. Из них же образуются более мягкие субстанции, называемые почвами. Основной процесс, изменяющий облик горных пород, называется выветриванием и происходит под воздействием атмосферных процессов. Существуют две формы выветривания - механическое, при котором камень крошится на кусочки, и химическое, при котором он разлагается.
Воздействие погоды
В горных породах часто встречаются трещины и многослойные горизонтальные напластования. Со временем они поднимаются на поверхность земли, где давление гораздо ниже. По мере снижения давления камень расширяется, а, соответственно, и все трещины в нем.
Благодаря естественно образованным трещинам, соединениям и напластованиям камень легко подвергается воздействию погодных факторов. К примеру, замерзшая в трещине вода расширяется и раздвигает ее края. Этот процесс называется морозным выветриванием. Механическим выветриванием можно назвать и действие корней растений, которые, прорастая в щелях, раздвигают их, словно клинья.
Химическое выветривание происходит при посредничестве воды, которая, впитываясь в горную породу или протекая по поверхности, заносит в нее химические вещества. Например, кислород воды вступает в реакцию с содержащимся в породе железом. В дождевой воде присутствует поглощенная из воздуха двуокись углерода, образующая угольную кислоту. Эта слабая кислота растворяет известняк, формируя характерный карстовый рельеф, получивший свое название от местности в Югославии. Вода растворяет многие минералы, а те, в свою очередь, вступают в реакцию с горными породами, разлагая их. Не последнюю роль в этом процессе играют также атмосферные кислоты и соли.
Эрозия
Из всех процессов, изменяющих облик земной поверхности, мы лучше всего знаем эрозию, т. е. разрушение пород водными потоками, морем, ветром или льдом.
Речная эрозия - это сочетание механических и химических процессов. Вода не только перемещает породы и даже огромные валуны, но, как мы видели, растворяет их химические компоненты. Реки размывают поймы и выносят почву далеко в океан, где она оседает на дне и со временем превращается в осадочные породы.
Море неустанно трудится над переделкой береговой линии, что-то срезая в одних местах и наращивая - в других. Ветер переносит мелкие частицы вроде песка на невероятно далекие расстояния. Например, время от времени он приносит в Южную Англию песок из Сахары, покрывая крыши автомобилей и домов тончайшим слоем красноватой пыли.
Воздействие гравитации
При оползнях гравитация заставляет твердые породы сползать вниз по склону, изменяя рельеф местности. Основную массу оползня составляют обломки горных пород, образовавшиеся в результате выветривания. Вода же действует как смазка, уменьшая трение между частицами.
Иногда оползни движутся медленно, а иногда мчатся во весь опор со скоростью 100 м/сек и больше. Самый медленный оползень называют крипом. За год он проползает всего несколько сантиметров, и заметить его можно только через несколько лет, когда стены, заборы и деревья склонятся под напором ползущей земли.
Перенасыщенность почвы или глины водой может вызвать грязевой поток, или сель. Бывает, что земля годами прочно держится на месте, но достаточно небольшого подземного толчка, чтобы обрушить ее вниз по склону. В ряде недавних катастроф вроде извержения вулкана Пинатубо на Филиппинах в июне 1991 г. главной причиной жертв и разрушений стали грязевые потоки, залившие многие дома до самой крыши. Аналогичные бедствия происходят и в результате схода лавин - снежных, каменных или тех и других.
Самой распространенной формой оползня является грязевой оползень, или обвал. Иногда его следы можно заметить на подмытом рекой обрывистом берегу, где пласт грунта откололся от основы. Крупный оползень способен привести к значительным изменениям рельефа.
В горах, ущельях и на крутых каменистых склонах нередки камнепады, особенно там, где преобладают мягкие или разрушенные горные породы. Сползшая вниз масса образует пологий склон у подножия горы. Многие горные склоны покрыты длинными языками щебнистых осыпей.
Ледниковые периоды
Многовековые климатические колебания тоже привели к значительным изменениям земного рельефа. Во время последнего ледникового периода огромные массы воды были связаны в ледяных полярных шапках. Северная шапка простиралась далеко на юг Европейского континента и Северной Америки. Около 30% земной суши было покрыто льдом (сегодня только 10%).
В ледниковый период уровень моря был примерно на 80 м ниже нынешнего. Таяние льдов привело к колоссальным изменениям рельефа. Так, между Сибирью и Аляской открылся Берингов пролив, ушел под воду участок суши между Австралией и Новой Гвинеей, а Ирландия и Великобритания оказались островами, отделенными от остальной Европы.
Ледники
Ледники - ледяные реки - находятся в высокогорных районах планеты и в покрытых льдом приполярных регионах. Каждый год ледники Гренландии и Антарктики сбрасывают в океан огромные массы льда, образуя айсберги, представляющие грозную опасность для судоходства. В ледниковый период ледники сыграли главную роль в придании рельефу северных регионов Земли знакомого нам облика. Проползая гигантским рубанком по земной поверхности, они срезали горы и вытесывали впадины долин. Под тяжелой десницей ледников старые горы вроде тех, что на севере Шотландии, растеряли и былую высоту, и резкость очертаний. Во многих местах ледники начисто срезали накопившиеся за миллионы лет многометровые слои горных пород. По мере движения ледник захватывает в т. н. область аккумуляции множество скальных обломков. Туда попадают не только камни, но и вода в виде снега, которая, превращаясь в лед, формирует тело ледника.
Ледниковые наносы
Миновав границу снежного покрова на склоне горы, ледник смещается в зону абляции, т. е. постепенного таяния и размывания. Ближе к концу этой зоны ледник начинает оставлять на земле наносы горных пород. Их называют моренами.
У ледников, как у рек, есть главное русло и притоки. Ледниковый приток впадает в главное русло из проложенной им боковой долины. Ее дно обычно расположено выше дна главного русла. Полностью растаявшие ледники оставляют после себя главную долину в форме буквы U и несколько боковых, откуда низвергаются живописные водопады. Такие пейзажи часто встречаются в Альпах.
С геологической точки зрения, озера являются недолговечными формами рельефа. Со временем они заполняются наносами впадающих в них рек, их берега разрушаются, и вода уходит. Ледники сформировали бесчисленные озера в Азии, Европе и Северной Америке, вытесав ложбины в горных породах, или перегородив долины конечными моренами. Великое множество ледниковых озер находится в Канаде и Финляндии.
Другие озера, как, например, Кратер лейк в Орегоне (США), образуются в кратерах потухших вулканов по мере их заполнения водой. А Мертвое море между Израилем и Иорданией и сибирский Байкал возникли в глубоких трещинах земной коры, образованных доисторическими землетрясениями.
Антропогенный рельеф
Новые формы рельефа создаются трудами инженеров и строителей. Замечательный пример этого мы видим в Нидерландах, чей народ с гордостью заявляет, что создал страну собственными руками. Благодаря мощной системе каналов и дамб, голландцы сумели отвоевать у моря около 40% своей территории.
Потребность в пресной воде и гидроэлектроэнергии заставила людей построить немало водохранилищ, или искусственных озер. Озеро Мид в американском штате Невада образовалось в результате перекрытия реки Колорадо плотиной Гувера. Озеро Насер вблизи границы Египта с Суданом возникло в 1968 г. после возведения Асуанской плотины на Ниле. Главной ее задачей было регулирование ежегодных паводков и регулярное обеспечение водой сельского хозяйства.
Обратная сторона медали
Однако Асуанская плотина служит ярким примером того, что с природой шутки плохи: она не терпит необдуманных действий. Дело в том, что плотина перекрыла ежегодные наносы свежего ила, удобрявшего сельскохозяйственные угодья и по сути сформировавшего дельту. Теперь ил накапливается за стеной Асуанской плотины, ставя под угрозу существование озера, Насер. В рельефе Египта можно ожидать значительных перемен.
Новые черты облику Земли придают возведенные человеком шоссейные и железные дороги, а также шахтные терриконы. Уничтожение растительного покрова, чья корневая система скрепляет почвы, приводит к эрозии. Эти непродуманные действия человека сегодня грозят бедой бассейну Амазонки в Южной Америке.
