Геологическая деятельность подземных вод

Подземные воды производят как разрушительную, так и созидательную геологическую работу. Разрушительная деятельность связана с растворением и механическим размывом горных пород и проявляется в карстовых процессах и суффозии, а также в образовании оплывин[8], оползней[9] по бортам речных долин, озерных и морских впадин. Созидательная деятельность проявляется в образовании натечных форм в виде сталактитов и сталагмитов, а также корок различной мощности, образующихся при осаждении из подземных вод растворенных в них минеральных веществ.

Карстовые процессы

Карст– процесс растворения или выщелачивания трещиноватых растворимых горных пород подземными и поверхностными водами, в результате которого образуются как отрицательные формы рельефа на поверхности Земли, так и различные полости, каналы и пещеры в глубине.

К растворимым породам относятся соли, гипс, известняк, доломит, мел. В соответствии с этим различают соляной, гипсовый и карбонатный карст. Наиболее изучен карбонатный карст, что связано со значительным площадным распространением известняков, доломитов, мела.

1) трещиноватость растворимых горных пород, обеспечивающая их водопроницаемость;

2) наличие агрессивных вод и их движение по трещинам.

Наибольшее разнообразие карстовых форм наблюдается в открытом типе карста (горные районы известнякового плато Крыма, Кавказа, Альп и др.).

К поверхностным карстовым формам относятся:

1) карры – углубления в виде рытвин и борозд глубиной от нескольких сантиметров до 1–2 м (рис. 41);

2) поноры – вертикальные или наклонные отверстия (трещины) на поверхности карстующих горных пород, по которой вглубь уходят дождевые, талые снеговые, проточные воды. Поноры обычны на дне карстовых воронок, карстовых промоин или в руслах исчезающих рек;

3)карстовая воронка (русск.) – впадина конической или чашеобразной формы глубиной от 2–3 до 15–17 м при ширине по верхнему краю от нескольких до десятков метров. Происходит или постепенным просасыванием, или провалом верхнего слоя почвогрунтов в подземные карстовые пустоты с последующим обрушением отвесных стенок. Карстовые воронки имеют наибольшее распространение как в горных районах, так и на равнинах. По условиям развития выделяют:

а) воронки поверхностного выщелачивания, связанные с растворяющей деятельностью атмосферных вод;

б) воронки провальные, образующиеся путем обрушения сводов подземных карстовых полостей (рис. 42);

4) карстовые котловины –крупные формы поверхностного карстового рельефа, на дне которых могут развиваться карстовые воронки;

5) полья – наиболее крупные карстовые формы (хорошо известны в Югославии и других районах);

К подземным карстовым формам относятся различные каналы и пещеры. Самыми крупными подземными формами являются карстовые пещеры – системы горизонтальных или наклонных каналов, часто сложно ветвящихся и образующих огромные залы или гроты. Такая неровность в очертаниях может быть обусловлена характером сложной трещиноватости пород или неоднородностью последних. На дне ряда пещер много озер, по другим пещерам протекают подземные реки, которые при движении производят не только химическое воздействие (выщелачивание), но и размыв (эрозию). Наличие постоянных водных потоков в пещерах нередко связано с поглощением поверхностного речного стока. В карстовых массивах известны исчезающие реки (частично или полностью), периодически исчезающие озера.

Отложения в пещерах представлены несколькими генетическими типами:

1) терра-росса (красная земля) – нерастворимые продукты, оставшиеся после растворения известняков – чаще всего это глинистый материал красного или кирпичного цвета;

2) обвальные накопления – продукты обрушения сводов карстовых полостей;

3) аллювиальные осадки, образующиеся подземными реками;

4) озерные осадки;

5) хемогенные образования – известковый туф (травертин);

Суффозия (от лат. suffosio – подкапывание) – вынос мелких минеральных частиц породы, фильтрующейся через нее водой. Этот процесс отличается от карста тем, что суффозия является преимущественно физическим процессом и частицы породы не претерпевают дальнейшего разрушения.

Суффозия приводит к проседанию вышележащей толщи и образованию западин диаметром до 10 и даже 100 метров, а также пещер. Одним из необходимых условий суффозии является наличие в породе как крупных частиц, образующих неподвижный каркас, так и вымывающихся мелких. Вынос начинается лишь с определенных значений напора воды, ниже которых происходит только фильтрация.

Суффозионные формы – отрицательные формы рельефа, образующиеся за счет процессов выщелачивания и вымывания частиц пород субстрата подземными водами и последующего обрушения кровли образующихся пустот.

К суффозионным формам относят: блюдца; суффозионные, коррозионно-просадочные, коррозионно-суффозионные, просадочные и лёссовые воронки; воронки проседания и суффозионные впадины.

Блюдце (русск.) – плоскодонное, чаще округлое понижение (западина, впадина) в лесостепной, степной и полупустынной зонах, глубиной 0,5–2 м, в поперечнике от нескольких до десятков, реже сотен метров. Образование блюдца происходит оседанием (просадкой) грунта при выщелачивании и вымывании нижележащих пород, а также при смачивании лёсса.

ЛАНДШАФТОВЕДЕНИЕ

Ландшафтоведение (нем. Landschaft – вид местности) – раздел физической географии, изучающий сложные природные и природно-антропогенные геосистемы различного ранга – ландшафты как части географической оболочки Земли.

Ландшафтоведение рассматривает происхождение, структуру, изменение, пространственную дифференциацию и интеграцию ландшафтов, а также их отдельные свойства, взаимосвязи элементов, их изменения под воздействием природных и антропогенных факторов.

Основа ландшафтоведения – учение о географическом ландшафте и физико-географическое районирование. Главный метод ландшафтоведения – ландшафтная съемка[10].

К важнейшим задачам ландшафтоведения относятся разработка основ рационального природопользования, в том числе охраны природы.

Понятие о ландшафте

На протяжении 19 в. термин «ландшафт» в географии относился главным образом к внешнему облику территории или к рельефу (например, «равнинный ландшафт», «холмистый ландшафт»).

Первые научные определения географического ландшафта принадлежат русским географам начала 20 в. Л.С Бергу, Г.Н. Высоцкому, Г.Ф. Морозову. Лев Семенович Берг рассматривал ландшафт как гармоническое сочетание природных компонентов (рельефа, климата, почв, растительного покрова), очерченное естественными границами. В современной географии географический ландшафт понимается как природная система[11].

Географический ландшафт – конкретная территория, однородная по своему происхождению и истории развития, обладающая единым геологическим фундаментом, однотипным рельефом, общим климатом, единообразным сочетанием гидротермических условий, почв, биоценозов и закономерным набором морфологических частей – фаций и урочищ.

Структура ландшафта

Морфологическое строение ландшафта сложно, число ступеней может быть различным и соответственно ландшафты разнообразны по степени сложности внутреннего территориального устройства.

Наименьшей территориальной единицей является фация. Она занимает одно местоположение – форму микрорельефа, приурочена к однородным по составу выходам коренных пород, занята одним растительным сообществом, одним типом почвы. Размеры фаций могут быть различными – от нескольких квадратных метров до 1–3 км². Главную роль в фации играет жизнедеятельность организмов, их взаимоотношения между собой и со средой. Накопление изменений в фациях в конце концов приводит к изменению всего ландшафта.

Более крупные ячейки – урочища.

Урочищемназывается сопряженная система фаций, объединяемых общей направленностью физико-географических процессов и приуроченных к одной мезоформе рельефа на однородном субстрате. Наиболее отчетливо они выражены в условиях расчлененного рельефа с чередованием выпуклых («положительных») и вогнутых («отрицательных») форм мезорельефа – холмов и котловин, гряд и ложбин, оврагов и т.п. Урочище обычно служит основным объектом полевой ландшафтной съемки.

По своему значению в морфологии ландшафта урочища могут быть фоновыми, или доминантными, субдоминантными и подчиненными (второстепенными).

Самой крупной морфологической частью ландшафта считается местность.

Местность соответствует группе территориально-смежных урочищ в пределах одной локальной тектонической структуры с генетически единым сочетанием почвообразующих пород, занимает промежуточное положение в звене урочище – ландшафт.

Все морфологические подразделения, выделяемые на равнинах, в том числе фации и урочища, имеют силу и для горных ландшафтов.

Структура ландшафта – строение ландшафта, выражающееся в характере внутренних взаимосвязей между слагающими его компонентами.

Выделяют вертикальную и горизонтальную структуры в ландшафте.

Вертикальное (ярусное) строение ландшафта может быть охарактеризовано как вертикальный разрез ландшафта – вертикальный ярус, представляющий собой сочетание взаимосвязанных ярусов отдельных геосфер – атмосферы, литосферы, гидросферы и т.д.

В вертикальном строении ландшафта значение имеют компоненты, являющиеся продуктом совместного развития отдельных геосфер: рельеф как продукт развития и взаимодействия литосферы, гидросферы, атмосферы, а нередко и биоты, почва как продукт взаимодействия биоты и литосферы в определенных климатических условиях.

Изучение вертикального строения ландшафта является предпосылкой изучения связей между компонентами, а также обмена веществом и энергией между ними.

Анализ вертикальных связей необходим:

– во-первых, для предсказания последствия изменений в плохо наблюдаемых компонентах на основе анализа изменений и последствий в легко наблюдаемых компонентах (например, по изменению характера растительности можно дать заключение об изменении режима увлажнения),

– во-вторых, для управления воздействием на компоненты с целью положительного эффекта от других (например, регулирование режима почв для повышения их продуктивности).

Горизонтальная структураландшафта – состав слагающих его морфологических единиц, их территориальная организация (текстура), их взаимные вещественные и энергетические связи.

Горизонтальные связи между природными компонентами в ландшафте могут быть прямыми и обратными.

Прямая связь – воздействие одного природного компонента на другой или воздействие внешних факторов на систему в целом.

Обратная связь – реакция природных компонентов или ландшафта в целом на прямую связь. Обратная связь может быть положительной и отри­ца­тель­ной.

При положительной обратной связи природные компоненты или ландшафт в целом под влиянием прямого воздействия воспринимают это воздействие и реагируют на него согласно с ним.

При отрицательной обратной связи природные компоненты и природная геосистема в целом в ответ на прямое воздействие стремятся защитить себя от этого воздействия, отринуть его. Отрицательная связь способствует сохранению облика ландшафта.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: