23927 (Изменение поверхности Земли), страница 2

От чистоты и запасов подземных вод зависит жизнь значительной части населения земного шара. Многие города снабжаются питьевой водой и водой для промышленных целей из подземных источников. Немало ее расходуется и для полива полей. Подсчеты показали, что колодцы и источники дают около 120 млрд. л воды в сутки, что составляет почти 1/5 общего количества воды, используемой человечеством.

Уже в глубокой древности в странах, страдающих от недостатка влаги, люди копали колодцы. Впервые бурение с целью получения воды было применено в Китае и Индии. Ирригационные работы с использованием колодезной воды проводились в Древнем Вавилоне 2000 лет до н. э. Широкое распространение имели артезианские колодцы. Они получили свое название от французской провинции Артуа, где во многих колодцах вода поднималась выше поверхности земли и изливалась вертикально. Самопроизвольное течение воды в артезианском колодце возникает в результате разности гидростатического давления в разных частях водоносного горизонта. Огромные артезианские бассейны находятся на европейской части России и в США.

По трещинам вода быстро проникает вниз. Если породы легко растворяются водой (например, известняки, доломиты, гипсы или каменная соль), то в них наблюдается карст — пещеры, пустоты, воронки и каналы. Это так называемые карстовые формы, а процесс их образования назван карстовым. Слово карст произошло от названия известнякового плато Карст вблизи города Триест на северном побережье Адриатического моря, где наиболее хорошо развит этот своеобразный рельеф. Здесь образуются карры — углубления, напоминающие борозды, небольшие канавы, щели глубиной до 1—2 м. Они протягиваются параллельно друг другу вдоль уклона поверхности. Кроме них, можно выделить ниши и воронки. Последние наиболее многочисленны и имеют разные размеры. Как правило, крутые склоны карстовой воронки оканчиваются уходящим в глубину каналом, куда стекает вода. В ряде мест (например, в районе Крымской яйлы) поверхность как будто бы оспинами покрыта такими воронками. На каждом квадратном километре их насчитывается от 50 до 100. Нередко воронки образуются на наших глазах, при этом падают и ломаются деревья, проваливается земля и на месте опускания вскоре обнаруживается глубокая воронка. Иногда в областях развития карбонатных пород в результате их длительного растворения возникают вертикальные карстовые колодцы и шахты. Местами колодцы настолько расширяются, что приобретают вид грандиозных провалов или пропастей.

Для карстовых областей типичны исчезающие реки. Например, на Черноморском побережье Кавказа в районе Гагр воды р. Жовеквара, не доходя до моря, полностью исчезают, а на поверхности остается сухое русло. Лишь в нескольких сотнях метров от берега можно наблюдать, как с морской водой смешиваются чистые воды реки, втекающие в море из глубины по подземному руслу.

Большой интерес для нас представляют карстовые пещеры. Это системы горизонтальных и вертикальных каналов, различных размеров и форм пустот, то расходящиеся в огромные залы и гроты, то, наоборот, переходящие в узкие щели. Грандиозные пещеры распространены во многих районах Западной Европы, США на Кавказе. Наибольших размеров достигает Мамонтова пещера в штате Кентукки (США). Обширный лабиринт до конца еще не исследован. Он состоит из соединяющихся друг с другом галерей общей протяженностью в несколько сот километров, с подземными озерами, реками и водопадами. Большой известностью пользуются Новоафонская и Кунгурская пещеры. Громадные залы, обрамленные столбообразными сталагмитами и причудливо переплетающимися сталактитами, искусственно подсвеченные в Новоафонской пещере, представляют неповторимое зрелище.

Ледники

При наличии воды и низких температур (ниже 0°С) лед образуется повсюду — в озерах, реках, морях, наземной поверхности и под землей, в атмосфере. Морская вода не замерзает до тех пор, пока ее температура не понизится до — 4°С. В приполярных районах в холодное время года вдоль морских берегов формируются ледниковые валы, достигающие высоты 15 м. Зимой они защищают берег от разрушительного воздействия волн, а во время ледохода обломки этого льда переносят большое количество терригенного материала.

Весенний ледоход на реке — незабываемое зрелище. Льдины, наталкиваясь друг на друга, вспучиваются и с грохотом разламываются на части. Они разрушают крутые берега рек и даже дно русла, так как в лед оказываются впаянными большое количество остроугольных твердых обломков пород, которые как наждак действуют на борта долин рек. Когда лед скапливается в узкой части реки или на мелководье, образуется подпруда. Так подпруживаются многие реки Сибири и Канады, и это часто ведет к замору рыбы.

В областях с отрицательным балансом среднегодовых температур почвы и коренные породы пронизаны многолетней мерзлотой. В бортах долин северных рек Сибири она представлена чередованием промерзшей почвы и льда. Последний очень чутко реагирует на изменение температуры. При ее понижении объем почвенного слоя увеличивается, почва как бы вспучивается. При повышении температуры воздуха оттаивает только верхний слой мерзлоты и, поскольку снизу располагается ледяной монолит, вода растекается по поверхности и летом в тундре развиваются обширные болота.

В высокогорных областях и полярных районах влага, накапливающаяся в виде снега, со временем превращается в лед, который обладает свойством текучести. Ледники медленно перемещаются в горных районах по долинам, а на материках (Гренландия и Антарктида)— от центра к периферии. Они движутся под влиянием силы тяжести за счет течения льда и скольжения по поверхности земли. Двигающийся по долине ледник подобен реке, но скорость его очень мала.

Все ледники подразделяются на три большие группы: горные, или долинные; сливающиеся, или ледники предгорий; и покровные, или материковые. Первые возникают в высокогорных районах, они встречаются почти на всех широтах и питаются за счет снежных полей. Вторые распространены в приполярных районах у подножия гор, образуются в местах выхода долинных ледников на широкие равнины, где как бы растекаются в разные стороны. Третьи представляют собой огромные ледяные щиты на обширных участках суши — в Гренландии и Антарктиде. Мощность ледяного панциря меняется от нескольких сот метров в горной части до 4000 м в центральной. Скважины, пробуренные сквозь толщу льда, позволяют поднять на поверхность и изучить состав льда, образованного сотни и даже тысячи лет назад.

Ледник оказывает сильное воздействие на формирование рельефа в результате как эрозии, так и аккумуляции, при этом эрозия осуществляется путем удаления рыхлого материала, разрушения и вспахивания коренных пород ложа и бортов с помощью вмерзших в лед обломков, переносимых ледником по ложу.

Встретив на своем пути твердые коренные породы в виде скал или возвышенностей, ледники (если позволяет мощность) сглаживают их и полируют, оставляя на них борозды и шрамы — следы абразии от впаянных в лед остроугольных обломков. Так возникают своеобразные ледниковые формы рельефа — «бараньи лбы» и «курчавые скалы».

В верхних частях ледниковых долин в результате мо розного выветривания формируются похожие на амфи театры впадины, окруженные крутыми скалами. Это ледниковые цирки. Они обычно расширяются, углубляются и растут вверх. Пространство между цирками постепенно сужается, и в конце концов остаются острые зазубренные гребни и пирамидальные вершины — карлинги.

Ледники, двигаясь, захватывают и переносят огромный объем разнообразных обломков, при этом последние постепенно дробятся, окатываются и стираются. На территории Восточно-Европейской равнины часто встречаются валуны гранитных пород разных размеров. Долгое время никто не мог объяснить, каким же образом они оказались так далеко от места своего возникновения. Лишь в конце XIX в. появились доказательства, что гранитные валуны перенесены ледниками, двигающимися из Скандинавии. Одновременно были обнаружены и другие достоверные свидетельства — «бараньи лбы», следы вспахивания, а также аккумулятивные формы ледникового рельефа.

При движении ледник транспортирует обломочный материал, называемый мореной. В зависимости от места переноса и отложения, выделяют донную, срединную, боковую и конечную морены. Если первые три находятся в постоянном движении, то последняя неподвижна и фиксирует последовательные стадии отступания края. Состав морены довольно разнообразен — от тонких глин и суглинков до гальки и валунов. Все это хаотично перемешано и не сцементировано.

Помимо типичных морен, в пределах суши на морском шельфе встречаются ледниково-морские образования— акваморены. Они формируются в тех местах, где ледники спускались прямо в море.

Ледники подвержены таянию и испарению. Внутри них, особенно вблизи края, возникают талые воды, образующие водные потоки. Они выносят за пределы ледника большое количество обломочного материала во взвешенном состоянии. Отложения, возникшие в результате аккумуляции из водноледниковых потоков, называются флювиогляциальными. Они создают своеобразные формы рельефа — зандры и озы.

Зандры — это пологоволнистые равнины, расположенные за внешним краем конечных морен. Они слагаются песками, гравием и галькой. Озы — это узкие протяженные гряды, или валы, вытянутые в направлении движения ледника. При высоте до 50 м их длина нередко достигает нескольких десятков километров. Происхождение озов связано преимущественно с внутриледниковыми потоками талых вод.

На краю тающего ледника нередко располагаются временные приледниковые озера. Они возникают за счет подпруживания подледниковых потоков. В летний период, когда происходит интенсивное таяние ледника, в эти озера выносится более или менее крупный взвешенный материал. В зимнее время мощность потоков иссякает и они переносят только тонкие частицы. Поэтому в теплое время года в приледниковых озерах откладываются песчаные осадки, а в зимнее — глинистые. По сути, озерно-ледниковые отложения напоминают в некоторой степени годовые кольца нарастания у деревьев. Годичные отложения состоят из чередования темных тонких (зимних) и светлых песчаных полос. Эти отложения называют ленточными глинами.

Итак, ледники проводят огромную геологическую работу. Они разрушают, выравнивают разнообразные неровности на земной поверхности, переносят обломочный материал и аккумулируют его, при этом создается неповторимый ледниковый рельеф.

Литература

1. Вологдин А.Г. Земля и жизнь. – М., 1996

2. Друянов В.А. Загадочная биография Земли. – М., 2001

3. Кэлдер Н. Беспокойная Земля. – М., 1975

4. Опарин А.И. Жизнь, ее природа, происхождение и развитие. – М., 1968