Динамическая геоморфология - Ананьев Г.С.
ISBN 5-211-01618-1
Скачать (прямая ссылка):
4. Объемы вещества, принимающие участие в движении Гц. образовании рельефа, изменяются от первых кубических сантиметров до тысяч кубических километров, или от Ю-6 до 1012 м3, т.е. 18 порядков величин.
Средние геометрические параметры соответственно равны: относительная высота - десятки метров; длина - сотни метров; площадь - сотни тысяч квадратных метров; объемы - тысячи кубических метров. Если принять объемную массу равной 2 т/м3,
16
то средняя масса горных пород, образующих средние по размерам отдельные формы рельефа, равна нескольким тысячам тонн.
Скорости перемещения отдельных потоков вещества колеблется от долей миллиметра в год до Ю-9 м/с. Таковы медленные смещения вещества на склонах. А ураганные ветры и вулканические взрывы перемещают вещество со скоростью около ста километров в секунду (102 м/с). Изменения скоростей перемещения вещества, участвующего в экзогенном рельефообразовании, достигают 11 порядков величин. Средние скорости потоков рель-ефообразующего вещества равны 10"3 м/с, т.е. миллиметры в секунду.
Отсюда можно подойти и к вопросу о количестве порядков рельефа. Площади и объемы являются производными от линейных мер. Если L - длина, F - площадь, а V - объем, то F = L2, а V = L3. И тогда можно было бы выделить 6.-7 порядков рельефа. Рассматривая их как серию наложенных друг на друга гармоник, в геоморфологии можно было бы говорить о геоморфологических порядках рельефа (как о диапазонах1): сантиметровом; дециметровом; метровом; 10-метровом; 100-метровом; километровом; 10-километровом. К последнему следовало бы отнести материки и океаны.
ЭНЕРГИЯ И МАССОПЕРЕНОС В РЕЛЬЕФООБРАЗОВАНИИ
Современная геоморфология исходит из того, что рельеф земной поверхности есть результат перемещения вещества. Выделяют эндогенные и экзогенные перемещения. Причиной внутренних движений являются гравитационная неустойчивость вещества Земли при его постоянно меняющейся пространственной неоднородности по плотности, а также вращение Земли вокруг оси и вокруг Солнца. Кроме того, причиной движения вещества внутри Земли может быть и перемещение вещества по земной поверхности. Денудация и аккумуляция, накопление льдов и их деградация, выпадение атмосферных осадков могут служить причиной изменения давления, а стало быть, и причиной локального изменения плотности вещества на глубине. А перераспределение масс может влиять и на скорость вращения Земли.
эндогенных движениях выделяют два вида перемещения вещества: конвективные и адвективные движения. Для первых заметна вертикальная составляющая движения, для вторых - горизонтальная (латеральная). Для обоих видов характерны и те и другие, но первые возникают при вертикальных инверсиях плот
1 В физике диапазоны выделяются по различию длин волн, а нам важнее отличать амплитуду волн.
1097-2
ности вещества, а вторые - при латеральной ее неоднородности. Оба вида движений связаны с гравитационной неустойчивостью вещества и могут охватывать разные слои Земли. Однако сейчас чаще пишут о конвективных движениях в верхней мантии, с которыми связывают движения литосферных плит.
Экзогенные движения связаны с гравитационной неустойчивостью масс на земной поверхности, которая определяется наличием на ней рельефа. Эти движения не могли бы происходить, если бы поверхность нашей планеты совпадала бы с эквипотенциальной поверхностью ее гравитационного поля. На поверхности Земли преобладают горизонтальные или, точнее, субгоризонтальные перемещения, так как средний угол ее наклона не превышает 5°. Точными данными об экзогенном массопереносе мы не располагаем. Ho если считать, что в движении вещества на склонах принимает участие слой, в котором изменяется суточная температура, а глубина этих изменений не превышает 10 см, и если считать, что 90% от поверхности суши занимают склоны, то можно получить представление о масштабах переноса вещества в склоновом рельефообразовании. Пусть площадь всех материков 148,922 млн км2, тогда площадь склонов приблизительно равна 134 млн км2, объем перемещаемого вещества 1,34 -1013 м3, или 2,68 • 1013 т. Если известно, что все реки выносят в год 20 млрд т (Маккавеев, 1981), или 2 • 1010 т, то следует думать, что вынос вещества реками, а это главный фактор денудации суши, составляет 0,1% от всего объема массопереноса вещества, участвующего в экзогенном рельефообразовании. Материал, выносимый реками в океан, составляет основную массу вещества вдоль-береговых потоков наносов, так как абразия клифов в надводной части в год составляет всего 1 • 109 т, или 5% от стока наносов реками (Сафьянов,1985). Далее этот материал участвует в осадконакоплении на шельфе, принимает участие в формировании мутьевых потоков наносов и формирует осадки огромных конусов выноса и наклонных равнин материковых подножий. Растворенная часть и, прежде всего, кальций и калий частично проходят биологический цикл прежде, чем принять участие в накоплении органогенных осадков на дне морей и океанов.
Теперь можно посчитать и энергию экзогенного рельефообразования. Для того чтобы сосчитать потенциальную энергию рельефообразования E и ее преобразование в кинетическую в ходе движения вещества на склонах, воспользуемся формулой
