Эрозия - главный скульптор земной поверхности
Содержание |
Что такое эрозия?
Глубокие каньоны и прибрежные утесы, скалистые уступы гор и величественные карстовые пещеры - все это результат эрозии. Сам термин «эрозия», происходящий от латинского слова «разъедать, размывать», включает в себя все виды разрушительного воздействия, которое различные природные силы оказывают на земную поверхность. В число «скульпторов», которые постоянно изменяют облик поверхностной оболочки нашей планеты, входят вода, ветер, лед, растения и даже многократные колебания температуры.
Эрозия может вызвать мгновенные изменения, как при огромных оползнях, когда чуть ли не полгоры с грохотом устремляется вниз, или очень медленные и почти незаметные, как, скажем, в случае постепенного исчезновения надписей на старинных надгробиях. Но, независимо от темпов эрозии, результатом ее всегда бывает постоянное изменение вида земной поверхности.
Как вода изменяет рельеф местности?
Большой каньон на реке Колорадо являет собой классический пример водной эрозии, показывая, какой силой обладает движущаяся вода. Конечно, далеко не всегда результаты бывают столь впечатляющи, но водные потоки повсюду изменяют рельеф местности, постепенно увлекая с собой вниз по склону почву и обломки горных пород. В процессе дальнейшего продвижения этот природный материал сам становится мощным «агентом» эрозии. Перекатываясь по дну рек и ручьев, твердые обломки вместе с водой способны соскребать частицы с коренных пород и в конечном счете прорезать в них глубокие расселины.
На побережье морей и океанов волны и приливы также постоянно изменяют форму береговой линии. Во время штормов волны порой бьются о берег с такой силой, что через несколько часов его очертания могут измениться почти до неузнаваемости.
Не менее разрушительную работу выполняют и ледники. Медленно движущиеся реки льда в состоянии превратить обычные горные вершины в изрезанные каменные шпили.
Может ли ветер производить эрозию?
Постоянная миграция песчаных дюн вдоль побережья - это один из примеров силы ветра. Везде, где земля не имеет защитного растительного покрова, ветер с легкостью поднимает и уносит частицы почвы, песка и пыли. В засушливых районах вследствие ветровой эрозии теряются тонны плодородного верхнего слоя почвы.
Поднятые ветром песчинки сами по себе являются отличным «резчиком». В результате ветровой эрозии возникают самые фантастические естественные скульптуры, вроде огромных каменных грибов с большими шапками на изящных, выточенных ветром и песком ножках.
Почему скалы иногда разваливаются на части?
Со временем все горные породы разрушаются и распадаются на все более мелкие части. Это тоже обусловлено эрозией, или выветриванием. Важную роль в этом процессе играет вода, в которую постоянно попадают кислотообразующие вещества из воздуха и почвы. Просачиваясь в трещины и поры, эта слегка подкисленная вода медленно разъедает породу. В некоторых случаях, как, например, с известняком, порода может вообще полностью раствориться (именно таким образом возникло большинство пещер). Водный раствор приводит к разложению минералов на составные части. Химическое выветривание в конечном счете способно превратить даже, казалось бы, нерушимый гранит в кучу песка и глины.
Горные породы разрушаются и в результате механического выветривания, обусловленного действием физических факторов. Например, вода, превращаясь в лед, расширяется. Таким образом, когда вода, просочившаяся в трещину в породе, замерзает, она действует как клин, разрывающий породу с силой до 140 кг на 1 см2.
Мощными клиньями служат порой и корни растений. Трещины на тротуаре рядом с корнями деревьев и трава, пробивающаяся сквозь асфальт, - подтверждение их разрушительной силы.
Немалую роль в процессах выветривания играют и перепады температуры. Все видели, как дает трещину кувшин, когда в него наливают кипяток. Точно так же и горные породы растрескиваются от попеременного расширения и сжатия при нагревании и охлаждении.
Отчего случаются оползни?
Крупные оползни и горные обвалы -явление нечастое, но последствия их бывают поистине ужасны. Так, в 1962 г. в перуанских Андах лавина каменных обломков за несколько минут пронеслась вниз по склону почти на 15 км, уничтожив на своем пути восемь деревень. При этом погибло 3500 человек.
Масштабные оползни обычно случаются на очень крутых склонах, где силы трения между частицами почвы или слоями горных пород едва хватает, чтобы противостоять направленной вниз силе тяжести.
Впрочем, не все оползни имеют столь драматичные последствия. Порой «языки» пропитанной водой земли просто съезжают вниз по склону, как это можно наблюдать, скажем, на склонах вдоль недавно проложенной горной дороги. Однако и такие относительно медленные оползни могут причинять очень большой ущерб в населенных районах, увлекая за собой целые жилые здания.
Может ли почва сползать вниз по склону?
На любом горном склоне происходит некоторое подобие медленного оползня в виде практически незаметного, но постоянного соскальзывания вниз верхнего слоя почвы и коренных пород. Этот процесс, известный под названием «оползание», обусловлен многими причинами. Так, в районах с холодным климатом его может спровоцировать сильный мороз. При промерзании грунта почва и камни как бы приподнимаются под прямым углом к склону, а при таянии, наоборот, слегка опускаются вниз. Разбухание мокрой земли с последующим сжатием при высыхании также приводит к некоторой перегруппировке частиц почвы и камней.
Оползание почвы происходит столь медленно, что мы замечаем его лишь по косвенным признакам - скажем, слегка покосившейся изгороди или наклонившемуся в сторону долины телеграфному столбу на склоне.
Отчего возникают «плохие земли»?
Знаменитый Бедленд в Южной Дакоте - это чрезвычайно живописная дикая местность, где глубокие овраги перемежаются крутыми склонами хребтов и пиков самой фантастической формы. Название этой местности дали еще очень давно первые французские путешественники и охотники, окрестившие ее «mauvaises terres» (плохие земли) из-за их крайне трудной проходимости.
Такая местность, как в Дакоте, встречается в засушливых, пустынных районах, где на поверхность выходят глубокие пласты глины и других мягких пород. Осадков там выпадает так мало, что защитный растительный покров не может существовать. Если там и выпадают дожди, то в виде сильнейших ливней, которые вымывают глубокие лощины в мягком, незащищенном грунте, создавая причудливо красивые формы рельефа.
Как образуются естественные арки?
Изящные пролеты природных каменных арок создаются в процессе очень длительной и медленной ветровой эрозии. Основа для возникновения этих естественных архитектурных сооружений на юго-западе США была заложена, когда в результате движений земной коры в мощных пластах песчаника образовались глубокие трещины. Потоки воды и выветривание расширили их, оставив широкие проходы между узкими отвесными гребневидными скалами, а дальнейшее выветривание «выело» часть их оснований, довершив работу по созданию монументальных естественных арок.
Природные мосты, в отличие от арок, обычно возникают у речной излучины. Вода пробивает в скале отверстие и меняет русло. Отверстие постепенно расширяется все больше и больше, и в итоге получается естественный мост.
