Географія. Рівень стандарту. 11 клас. Безуглий

§ 7. Процеси в надрах і на поверхні Землі. Рельєф

ПРИГАДАЙТЕ: З яких етапів складається геологічна історія Землі? Який вплив на поширення основних форм рельєфу здійснили минулі геологічні ери та епохи горотворення? Які вам відомі внутрішні та зовнішні рельєфоутворювальні чинники й процеси?

• Процеси, що змінюють земну поверхню. Земна поверхня формується внаслідок сукупної дії двох видів сил - внутрішніх (ендогенних) і зовнішніх (екзогенних). Внутрішні сили Землі є важливими у формуванні рельєфу, в утворенні великих за розмірами однотипних його форм - гірських систем, рівнин: низовин, височин і плоскогір’їв. Зовнішні сили відіграють важливу роль у руйнуванні земної поверхні - її згладжуванні, вони утворюють менші (морфоскульптурні) форми рельєфу: яри, балки, останці, морени тощо.

Внутрішні процеси Землі. Це хімічні та фізичні процеси, що відбуваються у глибинних шарах Землі й представлені розпадом радіоактивних речовин, різними хімічними реакціями, розрядами напруг тощо. До проявів внутрішніх сил Землі належать: тектонічні рухи літосферних плит, процеси магматизму та метаморфізму.

Тектонічні рухи літосферних плит. Під впливом внутрішніх сил Землі літосферні плити повільно, зі швидкістю до 5-6 см на рік, пересуваються по в’язкій астеносфері в той чи той бік. Ці рухи називають горизонтальними. Вони зумовлюють утворення великих і лінійно витягнутих форм рельєфу: гір, океанічних жолобів, рифтових хребтів, глибинних розломів-грабенів. Літосфері притаманні й повільні вертикальні коливання - повільні підняття чи опускання, швидкість яких становить від 0-2 до 10-12 мм на рік. Нерідко колишні ділянки морського дна стають суходолом або, навпаки, суходіл занурюється на дно моря.

Землетруси - короткі, раптові поштовхи земної кори, спричинені переміщенням мас гірських порід у надрах Землі. Цьому сприяє порушення розтяжності осередку гірських порід і виникнення сейсмічних хвиль. Залежно від причин і місця виникнення землетруси поділяють на: тектонічні, вулканічні, обвальні, моретруси, техногенні або антропогенні.

Виділяють гіпоцентр і епіцентр землетрусу. Від них навсібіч розходяться сейсмічні хвилі. Осередки землетрусів перебувають на глибині 30-60 км, а інколи - і до 700 км. Силу землетрусів оцінюють за 12-бальною шкалою Ріхтера. Землетруси захоплюють великі території та характеризуються різними масштабами й видами руйнувань.

За історичний період розвитку нашої планети землетруси неодноразово викликали руйнування та людські жертви. Наприклад, у 1290 р. в районі затоки Бохайвань (Китай) загинуло приблизно 100 тис. осіб, у 1737 р. в Калькутті (Індія) - 300 тис., у 1908 р. в Мессіні (Італія) - 120 тис., у 1923 р. в Токіо - 143 тис., у 1999 р. в Туреччині - майже 40 тис., у 2001 р. в Індії - 30 тис. осіб.

Через небезпечну руйнівну силу землетрусу головним завданням є прогнозування його місця і сили, основане на спостереженнях за відхиленнями полів Землі. Ще важливіше завдання - це прогноз не лише місця і сили, а й часу землетрусу, - виконане лише в декількох випадках.

Магматизм. Більшість гірських порід, що складають земну кору, виникли внаслідок магматичних процесів. Залежно від того, виливається магма на поверхню чи застигає у надрах Землі, магматизм поділяють на глибинний, або інтрузивний, і на поверхневий, або ефузивний.

Мал. 1. Схема будови вулкана

Ефузивний магматизм, або вулканізм, - комплекс явищ, пов’язаних з виливами та викидами магматичної речовини на поверхню Землі та в атмосферу. У надрах Землі магма диференціюється і на поверхню виливається розплавлена маса, яку називають лавою, а також викидаються тверді продукти у вигляді брил, уламків, округлих ядер (вулканічних бомб), камінців, піску, а також попіл, різноманітні гази та водяна пара.

Тверді й рідкі продукти виверження здебільшого акумулюються навколо жерла, і тут поступово утворюється вулканічна гора конусоподібної форми - вулкан. Вершина такої гори рівна й завершується лійкоподібним заглибленням, яке називають кратером вулкана (мал. 1). На дні кратера є один або декілька отворів - це жерла, які сполучаються з вулканічним каналом. Кратер активних вулканів із часом перетворюється на велику улоговину, що називають кальдерою.

З віддаленням від осередку виверження водяна пара перетворюється на викиди мінералізованої води у вигляді гарячих і підігрітих джерел, які бувають постійно діючими або періодичними. Останні називають гейзера ми. Періоди виверження гейзерів здебільшого становлять від 10 хв до 5,5 год. Температура води в них досягає +94...+99 °С. Пара й гази разом з водою можуть викидати рідку грязюку, утворюючи грязьові вулкани. їхні конуси зазвичай невеликі, заввишки 1-2 м, проте є й такі, що мають висоту конуса до 400 м. Під час виверження вулканів грязьові потоки досягають довжини декількох десятків метрів, а температура грязі становить +80...+90 °С. Особливо грязьові вулкани поширені на Керченському півострові.

Щорічно на Землі спостерігається приблизно 50 вулканічних вивержень. Вулкани зазвичай розташовані в тектонічно активних зонах, найбільше їх - на острівних дугах і в горах. Усього на Землі відомо понад 1340 вулканів, з них приблизно 950 діючих (таблиця).

Таблиця. Найбільші вулкани Землі

Назва вулкана

Розташування

Висота, м

Регіон

Льюльяйльяко

Анди

6725

Південна Америка

Котопахі

Анди

5897

Південна Америка

Кіліманджаро

плоскогір’я Масаї

5895

Африка

Орісаба

Мексиканське нагір’я

5700

Північна Америка

Попокатепетль

Мексиканське нагір’я

5455

Північна Америка

Майже 90 % цих вулканів розташовано в зонах зіткнення або розходження літосферних плит. Найактивнішим є Тихоокеанський сейсмічний пояс, або Тихоокеанське вогняне кільце. Тут є 370 діючих вулканів.

Метаморфізм - це процес мінеральної та структурної зміни гірських порід під впливом температури, тиску, підземних розсолів. Він є суттєвою зміною текстури, структури й мінерального складу осадових і магматичних гірських порід унаслідок дії температури, тиску, глибинних розчинів або інших чинників. Метаморфізм зазвичай відбувається за зміни температури в діапазоні 300-1100 °С і тиску в діапазоні 1-6000 атмосфер.

Зовнішні сили Землі. На земну поверхню впливають зовнішні (екзогенні) сили, які виникають унаслідок взаємодії літосфери із зовнішніми сферами (атмосферою, гідросферою і біосферою): вивітрювання, робота текучих і підземних вод, вітру, морів і льодовиків.

Вивітрювання. Це процес механічного руйнування і хімічної зміни гірських порід і мінералів земної поверхні та приповерхневих шарів літосфери під впливом атмосферних сил, ґрунтових і поверхневих вод, життєдіяльності організмів і продуктів їхнього розкладання. Вивітрювання є: фізичне (механічне руйнування мінералів і гірських порід під впливом добових коливань температури, замерзання і відтавання води у тріщинах), хімічне (руйнування гірських порід під дією природних вод, що супроводжується розчиненням і вилуговуванням мінералів порід) і біологічне (пов’язане з життєдіяльністю рослин, тварин і мікроорганізмів).

Робота текучих вод. Під текучими водами слід розуміти всі води поверхневого стоку суходолу - від вод струмків, що виникають унаслідок випадання дощу та танення снігу, до вод найбільших річок.

За характером і результатами діяльності розрізняють такі види поверхневого стоку вод: площинний зі схилів; стік тимчасових руслових потоків; постійних потоків - річок. Площинний об’єднує дощові та снігові води, які стікають у вигляді суцільного покриву або густої мережі окремих струмків. Відклади, що утворилися площинним стоком води зі схилів, називають делювіальними відкладами, або делювієм.

До вод тимчасових руслових потоків належать води ярів і тимчасових гірських потоків. Під час періодичного випадання дощів, а також танення снігів у них збирається велика кількість води, що виконує руйнівну дію. Такі вимоїни починають рости у глибину, у ширину, а також униз і вгору схилами. Коли яр припиняє рости, його дно вирівнюється, а береги покриваються рослинністю. Таку форму рельєфу називають балкою.

Особлива роль при геологічній діяльності поверхневих вод належить річкам. Потужні водні потоки річок виконують велику руйнівну (ерозійну), переносну та акумулятивну роботу. Це найдинамічніші системи, які призводять до перетворення рельєфу. Розрізняють два типи річкової ерозії: донна, або глибинна, спрямована на поглиблення русла, та бічна, що розширює долину річки через підмивання її берегів.

Унаслідок постійного підмивання берег стає обривистим і поступово відступає, збільшуючи крутизну вигину. Одночасно на протилежному березі поступово нарощується прируслова мілина, що призводить до утворення великих заворотів колін русла, які ще називають меандрами. Із часом відклади, що накопичуються поруч із новим руслом, загачують обидва кінці такого коліна й воно перетворюється на замкнуте озеро (мал. 2).

Робота підземних вод. Окрім дуже важливої функції забезпечення життя на Землі, підземні води проводять також і велику геологічну роботу, яка виявляється у вимиванні або розчиненні гірських порід, у карстових і зсувних процесах.

Мал. 2. Робота річки. Утворення меандр

Карст - це особливий процес розчинення, або вилуговування, тріщинуватих розчинних гірських порід підземними та поверхневими водами, унаслідок якого на поверхні Землі утворюються западини, а на глибині - порожнини, канали та печери. До розчинних порід, які піддаються карстуванню, належать солі, гіпси, вапняки, доломіти та крейдяні відклади.

До найбільших підземних форм належать карстові печери, що є системою горизонтальних або похилих розгалужених каналів з великими залами та гротами. У печерах формуються особливі натічні форми, серед яких найпоширенішими є сталактити, що ростуть від стелі печери донизу, та сталагміти, які ростуть навпаки - знизу догори. При з’єднанні сталактитів і сталагмітів утворюються колоноподібні утворення - сталагнати.

З діяльністю підземних і поверхневих вод пов’язані також різноманітні зміщення гірських порід. Так утворюються зсуви. Зсуви - це відрив і переміщення схилом донизу великої маси гірських порід під впливом сили тяжіння. Вони мають складну структуру (мал. 3).

Зсуви є дуже небезпечним явищем, що завдає великої шкоди людині, - руйнують будівлі, землі, ліси, автошляхи тощо.

Боротьба із зсувними процесами може проводитися різними способами залежно від причин, що призводять до зсувоутворення. Наприклад, заходи, спрямовані на виположування схилів, будівництво біля підніжжя схилів бетонних стін.

Робота вітру. Вітер є одним з найважливіших екзогенних чинників. Під його впливом змінюється рельєф Землі, а також утворюються своєрідні породи. Найяскравіше діяльність вітру проявляється в пустелях. Як самі процеси, зумовлені роботою вітру, так і їхні продукти (форми рельєфу, відклади), називають еоловими. Така назва походить від імені бога вітрів у грецькій міфології - Еола.

До основних еолових процесів належать дефляція і коразія. Дефляція - це процес видування та розвіювання вітром дрібних частинок гірських порід (піщинки, порошинки тощо). Унаслідок дефляції утворюються ніші видування, здіймаються пилові та чорні бурі, що руйнують поверхневий шар земної кори та ґрунту. Коразія - це механічна обробка відслонених гірських порід піщинками, що переносяться вітром. Вона проявляється через їх обточування, шліфування, свердління, здирання тощо. Так виникають різні фігурні скелі.

Мал. 3. Схема зсувного схилу

Найпоширенішими ділянками розвитку еолового рельєфу є бархани й дюни.

Бархани - еолові форми рельєфу, нанесені вітром, піщані, інколи пилуваті чи глинисті рухливі горби серповидної форми, звернені опуклістю проти вітру й не закріплені рослинністю. Висота барханів - 1-10 м, рідко - до 30 м і більше. Схили асиметричні: навітряний - похилий (кут нахилу 5-12°), підвітряний - крутий (кут нахилу 30-33°). Утворюються біля будь-якої перешкоди - куща, горбка тощо. У піщаних пустелях, де сезонні вітри дмуть у протилежних напрямках, здебільшого утворюються пасма барханів. Швидкість руху барханів (від десятків сантиметрів до сотень метрів на рік) залежить від їхніх розмірів, сили й режиму вітру. Рухаючись, бархани часто завдають шкоди освоєним землям.

Дюни - пагорб навіяного вітром піску. У дюн випуклу форму мають круті схили та «хвости», розташовані позаду дюн, з навітряного боку. Пологий схил - повернутий назустріч вітру й має кут схилу 8-20°, навітряний схил - наближається до кута натурального схилу сухого (32-33°) або зволоженого (до 40°) піску. Висота дюни - від 5 до 30 м і більше. Дюни можуть переміщуватися в напрямку переважаючого вітру зі швидкістю до 10 м на рік.

Робота льодовиків. Рухаючись, льодовики здійснюють велику руйнівну роботу, яка посилюється ще й тому, що в лід вмерзають уламки гірських порід. Через це дрібні форми рельєфу згладжуються. Руйнівну роботу льодовиків називають екзарацією, або льодовиковою ерозією. Безперервно рухаючись, льодовик здирає породи, тому долина набуває коритоподібного поперечного профілю. Такі долини називають трогами.

У зонах дії материкових або перехідних льодовиків зазвичай можна бачити ванни виорювання і баранячі лоби, або поєднання баранячих лобів, що називають кучерявими скелями. У цих зонах формуються кари (кріслоподібні заглиблення) та цирки (великі чашоподібні западини). Під час пересування гострі краї порід стираються і набувають обточеної форми. Так формуються льодовикові відклади, тобто морена.

• Рельєф. Рельєфом називають сукупність різноманітних нерівностей земної поверхні, які відрізняються за висотою та утворенням. Він сформований сукупною дією ендогенних (внутрішніх) і екзогенних (зовнішніх) сил, які діють одночасно. Рельєф вивчає наука геоморфологія.

Найбільшими структурними елементами земної кори є виступи материків і западини океанів (мал. 4).

За абсолютною висотою форми рельєфу суходолу класифікують на:

1. Рівнини:

- западини (до 0 м над рівнем моря);

- низовини (від 0 до 200 м);

- височини (від 200 до 500 м);

- плоскогір’я (від 500 до 900 м).

2. Гори:

- низькі (до 1000 м);

- середні (від 1000 до 2000 м);

- високі (понад 2000 м).

Рівнини є великими ділянками земної поверхні з малими перевищеннями між сусідніми точками й незначними ухилами. За походженням їх поділяють на первинні та вторинні. До первинних належать морські рівнини - колишні ділянки морського дна, що стали суходолом унаслідок повільних зведень земної кори (Причорноморська, Західносибірська низовини та ін.). До вторинних відносять: водно-льодовикові рівнини (Поліська низовина); алювіальні рівнини, складені річковими наносами (Амазонська, Придніпровська низовини); денудаційні рівнини, що виникли на місці зруйнованих гір (Казахський дрібносопковик). За зовнішнім виглядом рівнини поділяють на плоскі (з порівняно рівною поверхнею) та горбисті (з пагорбами, ярами, долинами річок та іншими нерівностями).

Мал. 4. Основні форми рельєфу земної поверхні

Найбільшою низовиною на Землі є Амазонська в Південній Америці, її площа - понад 5 млн км2. Найбільшими западинами у світі є Прикаспійська (-132 м над рівнем моря) та долина Мертвого моря (-400 м).

Гори - це ділянки земної кори, які високо підняті над навколишньою місцевістю і мають дуже розчленований рельєф. За віком розрізняють молоді гори (виникли в епоху альпійської складчастості кайнозойської ери - Гімалаї, Альпи, Карпати та ін.) і старі гори (у давніші епохи - Скандинавські, Уральські, Тянь-Шань та ін.). За походженням гори поділяють на тектонічні й вулканічні. Тектонічні за своєю структурою поділяють на складчасті (молоді гори) й складчасто-брилові (старі, відроджені).

Найвищою гірською системою є Гімалаї з найвищою вершиною - Еверест, або місцева назва - Джомолунгма, заввишки 8848 м. Проте умовно найвищою вершиною є не Еверест, а вулкан, який здійнявся з дна Тихого океану й піднімається на поверхню на одному з Гавайських островів - вулкан Мауна-Кеа. Його загальна висота від підніжжя до вершини становить 10 203 м, з яких лише 4205 м височать над рівнем моря.

Значні за площею ділянки земної поверхні з характерним поєднанням гірських масивів, плоскогір’їв, хребтів і долин, які чергуються із широкими плоскими котловинами, розташованими високо над рівнем моря, утворюють нагір’я. Яскравими прикладами є: Вірменське нагір’я, Іранське нагір’я, Мексиканське нагір’я, Тибет тощо.

Рельєф чинить певний вплив на особливості розміщення населення і розташування окремих виробництв. Люди здавна заселяли рівнинні території зі сприятливим кліматом, багаті на природні ресурси, оскільки тут простіше зводити споруди, виконувати сільськогосподарські роботи, прокладати транспортну мережу, розвивати промисловість. Однак приблизно 20 % населення Землі мешкає у гірській місцевості різної висоти. У Мексиці, Перу, Ефіопії, Афганістані, Непалі та інших країнах переважна частина місцевого населення мешкає на висоті понад 1000 м над рівнем моря, а в Тибеті - понад 5000 м.

Підсумуйте свої знання:

  • 1. Поясніть сутність процесів: ендогенні (екзогенні) процеси Землі, механізм виникнення землетрусів (вулканів, зсувів тощо), формування рельєфу
  • 2. На основі конкретних прикладів обґрунтуйте закономірності розподілу основних форм рельєфу на материках і в океанах. Як пояснити той факт, що рівнини охоплюють 15—20 % суходолу Землі, а в Україні - майже 95 % її території?
  • 3. Підготуйте повідомлення «Небезпека вулканічних (сейсмічних, гравітаційних) процесів Землі для життєдіяльності суспільства» (на власний вибір).

Перевірте, чого навчилися:

Спираючись на карти тектонічної будови Землі та густоти населення світу, визначте рівень безпеки проживання в районах з різною інтенсивністю вулканічних, сейсмічних, гравітаційних явищ (Японські, Філіппінські острови; розлом Сан-Андреас - Каліфорнія, США; рифт Мертвого моря; середня течія р. Хуанхе - провінція Шансі, Китай тощо).