Рельеф
Релье́ф (франц. relief, от лат. relevo – поднимать), совокупность неровностей и равнинных форм планетной поверхности, различных по очертаниям, размерам, происхождению, возрасту и истории развития.
Равнинный рельеф.Рельеф Земли формируется в результате взаимодействия литосферы, гидросферы, атмосферы и биосферы, в областях оледенения – криосферы и атмосферы (подлёдный – криосферы и литосферы). На безатмосферных небесных телах рельеф характеризует поверхность раздела литосферы (либо криосферы) и межпланетного вакуума. Формы рельефа могут быть положительными (возвышающимися) и отрицательными (вогнутыми). Обширные равнинные пространства нельзя трактовать как положительные или отрицательные комплексы рельефа, их дифференцируют по абсолютным высотам (от абиссальных равнин до высокогорных плато). По масштабу различают мегарельеф, включающий как планетарные формы (например, материки, ложе океана, срединно-океанические хребты), так и формы несколько меньшего порядка (крупные горы, равнины), макрорельеф (хребты, впадины), мезорельеф (холмы, долины, балки), микрорельеф (промоины, прирусловые валы), нанорельеф (кочки, термитники).
Формирование рельефа Земли
Рельеф Земли формируется в результате совокупного влияния на земную поверхность космогенных, эндогенных и экзогенных процессов, которые действуют с различной интенсивностью. Космогенный фактор (удары астероидов и ядер комет, порождающие астроблемы) мог быть главенствующим на ранних этапах формирования рельефа Земли. С силами космического характера (вращение Земли, солнечное и лунное притяжение и др.) связано образование крупнейших (планетарных) форм рельефа. В современную геологическую эпоху при ведущей роли эндогенных процессов возникают преимущественно крупные формы рельефа (морфоструктуры), экзогенные процессы образуют более мелкие формы (морфоскульптуры), осложняющие рельеф крупного масштаба.
Роль эндогенных процессов в формировании рельефа
Области тектонического поднятия и опускания испытывают противоположные по морфологической направленности воздействия со стороны внешних процессов: возвышенные и поднимающиеся участки земной коры разрушаются в ходе денудации, пониженные и опускающиеся заполняются продуктами разрушения и сноса, т. е. являются областями аккумуляции.
Горный рельеф.Преобладание тектонических поднятий над совокупным воздействием внешних сил приводит (согласно В. Пенку) к восходящему развитию рельефа, для которого характерно увеличение абсолютных и относительных высот, глубины расчленения, крутизны склонов, а также активное протекание процессов речной эрозии и комплексной денудации. Например, глубина расчленения растущих высочайших гор (Гималаи, Каракорум и др.) измеряется несколькими километрами. Перевес экзогенных факторов ведёт к разрушению положительных элементов рельефа и его нисходящему развитию: уменьшению абсолютных и относительных высот, появлению вогнутых форм склонов, ослаблению процессов денудации (например, мягкий пологосклонный рельеф возвышенностей правобережья среднего течения реки Днепр сформировался в ходе длительного разрушения древних гор Украинского кристаллического щита). На конечной стадии нисходящего развития рельефа в обстановке тектонической стабилизации на невысокой суше формируется предельная равнина, или пенеплен (например, денудационная равнина Среднего и Южного Зауралья, Россия).
Мёртвое море (Израиль).Если происходит тектоническое опускание, то в зависимости от интенсивности воздействия экзогенных процессов возникающие понижения рельефа либо увеличиваются в размерах, включая глубину впадин (например, рифтовая впадина Мёртвого моря), либо выравниваются благодаря накоплению приносимого рыхлого материала, который компенсирует погружение (например, Прикаспийская низменность).
Наряду с рельефом на поверхности Земли («дневным», или экспонированным) выделяют рельеф, захороненный под толщей осадочных пород или льдов. Различают рельеф кристаллического фундамента платформенных плит (в пределах Московской области, например, его амплитуда 1,5 км) и погребённый денудационный рельеф на поверхностях стратиграфических несогласий в толще пород платформенного чехла (палеодолины, карстовые комплексы).
Земная кора испытывает вертикальные и горизонтальные тектонические движения.
Восточно-Европейская равнина (Ростовская область, Россия).Спокойным платформенным материковым областям свойственны медленные колебательные знакопеременные (эпейрогенические) движения. Например, на протяжении полумиллиарда лет область современной Восточно-Европейской равнины неоднократно погружалась под воды моря, после чего вновь становилась невысокой сушей. Более контрастные орогенические движения приводят к росту гор на месте глубоких морских прогибов (Аппалачи, Большой Кавказ, Альпы) или на месте денудационных равнин и низкогорий (эпиплатформенные горы, например Драконовы горы, Становое нагорье, Урал). Современный рост наиболее протяжённых горных сооружений планеты происходит на дне океанов и связан преимущественно с подъёмом мантийных расплавов в осевых зонах срединно-океанических хребтов (хребет Гаккеля, Аравийско-Индийский хребет, Восточно-Тихоокеанское поднятие и др.).
Геологические структуры находят различное отражение в рельефе в зависимости от своего возраста и активности.
Внутренний Тянь-Шань, горная система Тянь-Шань (Киргизия). Современные глыбовые, сводовые, блоковые воздымания непосредственно отражаются в росте горных сооружений. Например, высокогорный Тянь-Шань представлен пологим неотектоническим сводом большого радиуса. Глыбово-блоковые воздымающиеся новейшие структуры в центре Кольского п-ова (Россия) выражены низко- и среднегорными сооружениями (Хибины, Ловозерские Тундры). Внедрение интрузий предопределяет образование сводово-купольных структур с радиально-концентрическим рисунком разломов (Сихотэ-Алинь и др.).
За счёт поступления глубинных силикатных расплавов на земную поверхность формируются лавовые равнины и вулканические горы. Лавовые равнины суши приурочены прежде всего к ареалам траппового вулканизма древних платформ (например, плоскогорье Декан, южная часть Бразильского плоскогорья, почти 1/2 часть территории Средней Сибири, Россия). Базальтовые и игнимбритовые равнины в горах в процессе лавовой планации обычно маскируют неровный подстилающий рельеф (Колумбийское плато, Удоканское плато в системе Станового нагорья, Россия, и др.). Крупнейшим ареалом формирования вулканических равнин является ложе океана (например, подводные плато Кергелен, Онтонг-Джава и Манихики в Тихом океане).
Остров Кунашир, вулкан Тятя (Курильские острова, Россия).Вулканические горы образуются преимущественно на активных континентальных окраинах (например, восточная часть п-ова Камчатка, Анды, Курильские острова, Алеутские острова) и в областях столкновения континентальных блоков литосферы (например, Армянское нагорье). Многочисленные вулканические горы (иногда увенчанные коралловыми атоллами) поднимаются над абиссальными равнинами океанов; самые высокие вулканы Земли также приурочены к океаническим районам (Мауна-Кеа, Мауна-Лоа и др.). Извержения вулканов Кракатау, Тамбора, Катмай поднимали в тропосферу (и стратосферу) кубические километры вулканических продуктов, иногда полностью видоизменяя рельеф области извержения. Диаметр взрывных и провальных кальдер земных вулканов достигает десятков километров.
Сильные землетрясения порождают на поверхности разрывы грунта и на тысячелетия оставляют в рельефе сейсмодислокации. В результате Северо-Муйского землетрясения (Становое нагорье, 10 баллов) в 1957 г. существенно изменилась топография местности: в эпицентре образовалась котловина нового озера, в радиусе до 100 км появились сейсмические рвы, сошли сейсмообвалы и сейсмолавины. При землетрясениях более 11–12 баллов может полностью перестроиться рельеф зоны эпицентра (например, некоторые сейсмические катастрофы в Чили).
Тибетское нагорье. Вид из космоса.Глубокие эрозионные долины крупных рек в горных областях приурочены к резко ослабленным зонам разломов (например, река Енисей при пересечении Саян, реки Меконг и Янцзы на восточной периферии Тибетского нагорья, реки Мараньон и Укаяли в Андах).
Роль экзогенных процессов в формировании рельефа
В зависимости от преобладания того или иного экзогенного фактора выделяют генетически различные комплексы рельефа. Деятельностью постоянных и временных водотоков создаются флювиальные формы рельефа – самые распространённые в пределах внеледниковой суши (аллювиальные равнины, долины, каньоны, овраги, конусы выноса и др.).
Каменное море, Хибины (Мурманская область). Фото: Дмитрий Соловьев.На материках Северного полушария и в горных странах распространены ледниковые формы, обусловленные деятельностью современных и древних ледников (кары, троги, моренные равнины, холмисто-моренные гряды и др.).
Трог в национальном парке Глейшер (штат Монтана, США).С ледниковыми комплексами соседствуют водно-ледниковые, созданные или формирующиеся талыми ледниковыми водами (зандры, озы, камы, озёрно-ледниковые равнины и др.). Как в высоких, так и в средних широтах распространены нивальные формы рельефа, выработанные в результате разрушительного действия тающего снега на подстилающие горные породы (например, склоновые ниши).
«Окаменевший водопад» (из натёчных образований) в Новоафонской пещере (Абхазия).С процессами промерзания и оттаивания грунтов связаны мерзлотные (криогенные) формы – бугры пучения, курумы, полигональные грунты и другие комплексы. Эоловые формы рельефа возникают в аридных областях, на морских и речных берегах под действием ветра (дефляционные котловины, песчаные гряды, барханы, дюны и др.).
Карстовый рельеф в Иберийских горах (Испания).Карстовый рельеф формируется главным образом путём растворения водой известняков, гипсов, солей, доломитов и других пород (пещеры, карры, воронки и др.). Суффозионные образования связаны с выщелачиванием и выносом мелких минеральных частиц потоками грунтовых вод, фильтрующихся в толще горных пород, с последующим образованием пустот и просадкой всей вышележащей осадочной толщи (например, степные блюдца).
Горный обвал в горах Сискию (штат Орегон, США).Важную роль в формировании рельефа (особенно в горах) играют гравитационные процессы, которые в сочетании с выветриванием, эрозией и другими факторами рельефообразования вызывают снежные лавины, осыпи, горные обвалы, оползни, медленное течение грунтов и т. п. На берегах морей и крупных водоёмов происходят абразия, продольное и поперечное перемещение наносов, аккумуляция пляжевого материала. На бортах и в днищах подводных каньонов активны мутьевые потоки и суспензионные оползни.
Сход лавины в Кабардино-Балкарском государственном заповеднике (Республика Кабардино-Балкария, Россия). Донное осадконакопление сглаживает подводные неровности различного генезиса: на шельфе – за счёт привноса с суши главным образом песчаного материала, у подножия материкового склона – в ходе аккумуляции тонких терригенных осадков, в абиссальных котловинах – в основном за счёт накопления глубоководных, преимущественно органогенных, илов.
Существенно различны процессы рельефообразования в разных климатических условиях. Исходно флювиальные долины аридных областей, лишённые постоянного стока, превращаются в «аэродинамические трубы», в которых господствуют процессы эолового транзита (южная часть Аравийского п-ова, Египет, Ливия). Карст умеренных широт, отличающийся преобладанием воронок, провалов, карровых полей, контрастирует с комплексами башенного и конического карста влажных тропиков, например юго-восточная часть Китая, Вьетнам, о. Ява (Индонезия), Куба, Ямайка. Голоценовое потепление способствовало превращению очистившихся от льда троговых долин многих среднегорий (Карпаты, Хибины, Саяны) в более или менее развитые флювиальные комплексы.
Оказывая воздействие на все компоненты природной среды, рельеф способствует дифференциации ландшафтов и сам испытывает влияние географической зональности и высотной поясности.
Аккемский цирк на горе Белуха (Алтай, Россия).Так, в верхних ярусах горных сооружений умеренных и низких широт появляются комплексы нивального, мерзлотного и ледникового рельефа, присущие равнинам высоких широт (например, мерзлотные формы в горах Алтая и Центральной Азии, гляциальный рельеф экваториальных высокогорий Южной Америки, Африки и Новой Гвинеи).
Остров кораллового происхождения. Андаманское море Индийского океана (Таиланд).Биогенные формы рельефа. Крупнейшие комплексы форм биогенного рельефа связаны с деятельностью рифостроящих организмов (кораллов, мшанок, водорослей и др.) в водной, преимущественно морской, среде. Барьерные и окаймляющие коралловые рифы атоллы распространены на океанических мелководьях низких широт (например, Большой Барьерный риф). Пресноводные рифы иногда превращают водотоки карстовых областей в каскады проточных озёр за счёт роста рифовых плотин на массах литофильных водорослей (например, Плитвичские озёра).
Мангровый лес (Камбоджа).
Мангровые древесные и кустарниковые заросли на тропических побережьях (например, п-ов Индокитай) наращивают сушу, осаждая взвешенные наносы «фильтрами» своих дыхательных корней.
Термитник. Общий вид.Термитники (Австралия и др.), кочки, бобровые плотины и хатки (верховья Волги и Дона, Россия), норы дикобразов (возвышенность Бадхыз), сурков (Забайкалье) и других роющих животных нередко видоизменяют, благодаря своей массовости, весь облик ландшафта.
Антропогенный рельеф. За последние столетия, особенно в густонаселённых районах, большой размах приобрело формирование антропогенного рельефа. Человек влияет на рельеф и через другие компоненты природной среды. Сведение лесов в саваннах способствует их опустыниванию с развитием эоловых форм рельефа (например, Сахель); перевыпас скота на засушливых склонах и равнинах приводит к усилению водной и ветровой эрозии (Чёрные Земли в Калмыкии, Россия, и др.).
Свойства горных пород и их роль в рельефообразовании
Горные породы имеют различную устойчивость по отношению к воздействию внешних сил. Сложенные стойкими минералами породы (например, кварциты, диориты, песчаники) почти в любых климатических условиях успешно противостоят выветриванию и денудации, предопределяя развитие положительных мезо- и микроформ рельефа.
Траппы плато Путорана (Красноярский край, Россия). При неоднородном строении стратифицированных толщ наиболее прочные пласты бронируют нижележащие толщи (например, сибирские траппы бронируют подстилающие угленосные комплексы тунгусской серии). Податливые и растворимые горные породы (глины, глинистые сланцы, мергели, гипсы и др.) легко поддаются экзогенным процессам, что приводит к формированию отрицательных форм рельефа. Монолитные породы разрушаются значительно медленнее, чем трещиноватые. Существенно влияют на проявление литоморфного фактора климатические условия. Одни и те же породы (граниты, перидотиты и др.) достаточно стойки в обстановке дефицита тепла и влаги, но легко разрушаются во влажных субтропиках и тропиках. При этом сказывается неспособность большей части породообразующих минералов (например, полевых шпатов, оливина) противостоять химическому выветриванию.
Рельеф, историю его формирования и современные рельефообразующие процессы исследует геоморфология и смежные с ней науки. Об основных чертах рельефа суши и дна океанов см. в статьях Земля, Океан.