Основы геоморфологии

Рельеф как компонент

Рельеф — фундамент природных территориальных комплек­сов. Равнина или горы, озерная котловина или группа холмов, глубо­кое ущелье или высокий обрывистый морской берег создают специ­фику каждого ландшафта, на которую "нанизываются" другие его компоненты: климат (микроклимат), почвы и растительность, повер­хностные и грунтовые воды. На равнинных территориях даже очень небольшие неровности рельефа обусловливают различия в глубине залегания грунтовых вод, размещении почвенных разностей, составе лесных и травянистых группировок, а иногда и в микроклимате. В сухом (аридном) климате, например, понижения в 20 - 30 санти­метров служат местами засоления верхнего слоя почвы (за счет подъема соленых капиллярных вод), где распространяются ассоциа­ции галофитов Рядом на положительных элементах поверхности создаются условия для образования зональных почв (каштановых, сероземов) с типичной для них злаковой растительностью. В усло­виях влажного (гумидного) климата микропонижения заняты торфяно-болотными или переувлажненными глеевыми почвами с соот­ветствующим набором растительных ассоциаций. Почвы повышен­ных участков представлены зональными дерново-подзолистыми и подзолистыми, покрытыми лесом.

В районах с холмистым или низкогорным рельефом возника­ет вертикальная дифференциация ландшафтов. Она проявляется за­метной сменой природных условий под влиянием увеличения относительных высот. В аридных зонах вертикальная дифференциация сказывается в появлении на возвышенностях признаков более влаж­ного климата, лесных растительных ассоциаций. В условиях таеж­ной зоны вертикальная дифференциация выражается в распростра­нении на возвышенностях хорошо дренированных почв, покрытых богатой растительностью смешанных лесов. Понижения в этой зоне заняты типичными таежными лесами, нередко заболоченными.

В любой ландшафтной зоне рельеф способствует проявле­нию закона азональности. Однако горы и геологические структуры, являясь азональным элементом ландшафта, вместе с тем, обуслов­ливают комплекс вертикальной поясности, которая возникает в ре­зультате изменения температуры воздуха с поднятием вверх или особенностей литологии пород.

Если говорить о крупных нарушениях земной поверхности (горы), то они образуются эндогенными процессами и, естественно, не могут быть приурочены к определенной природной зоне. Вместе с тем, многие черты горного рельефа в разных зонах приобретают черты, обусловленные экзогенными факторами. Например, Поляр­ный Урал при небольших (около 500 метров) абсолютных высотах имеет формы горных ледников — кары, троги, висячие ледники, от­сутствующие на Северном Урале (высота более 1000 метров), рас­положенном в лесной зоне.

Таким образом, проявление эндогенных факторов выражает­ся в формировании азональных черт, а направленная деятельность экзогенных процессов создает специфические черты геоморфоло­гических комплексов в разных природных зонах. Это отражается в названии некоторых из них: геоморфология пустынь, рельеф по­лярной и тундровой зон и т.д.

Каждому экзогенному или эндогенному процессу свойствен­но закономерное сочетание форм рельефа, которые образуют опре­деленные геоморфологические комплексы. На этом основании И.С. Щукин выделяет несколько таких комплексов: комплекс гумидного климата (долинный рельеф), комплекс нивального климата (ледниковый рельеф), комплекс аридного климата, карстовый, гор­ный, вулканический прибрежный и др.

По мере развития геоморфологии в ее недрах развилось три на­правления: климатическое, структурное и динамическое.

С момента возникновения, геоморфология относится к наукам, .ко­торые находят широкое применение в практической деятельности

Еще М.В. Ломоносов в книге "О слоях земных" (1763) отме­чал необходимость изучать строение поверхности Земли для поис­ков полезных ископаемых. Геоморфологические методы являются ведущими при разведке строительных материалов (песка, гравия, глины). Поиски россыпных месторождений многих металлов (золо­та, платины, олова) ведутся с помощью геоморфологических мето­дов; изучение строения и происхождения погребенного рельефа слу­жит ключом при поисках алмазов, нефти, железомарганцевых и бокситных руд и др. Например, многие месторождения нефти и газа приурочены к мощным осадкам платформенного чехла, в котором образуются куполовидные и брахиформные структуры. Знание их расположения помогло открыть нефтеносные структуры в Предуралье, Западной Сибири, Белорусском Полесье.

Геоморфологические методы с успехом применяются при поисках рудных месторождений, связанных с разрывными дислока­циями, которые нередко выражены в рисунке речных долин и озер­ных котловин, выходах на поверхность кварцевых жил и т.д.

Знание рельефа и слагающих его пород необходимо в строи­тельном деле. Даже древний человек размещал свои жилища вбли­зи рек на нижних надпойменных террасах, не заливаемых весенни­ми водами. Современные инженерные геоморфология и геология занимаются проблемами строительства в условиях сложного гор­ного рельефа, в районах многолетней мерзлоты, карстующихся по­род и т.д. Изучение рельефа обязательно при постройке не только городов и сельских населенных пунктов, но и отдельных промыш­ленных предприятий, больниц, санаториев, детских оздоровительных учреждений.

При прокладке дорог в первую очередь учитывается эконо­мическая выгодность трассы с точки зрения геолого-геоморфологических условий (крутизна склонов, необходимость сооружения тон­нелей, мостов через реки и болота и т.д.).

Любое мелиоративное строительство (оросительные каналы, водохранилища, переброс вод между бассейнами рек) требует зна­ния рельефа и состава горных пород. Недостаточный учет строения берегов, направления и интенсивности береговых процессов при сооружении портов нередко приводит к разрушению пляжей, раз­витию абразионных процессов и пр.

Геоморфологические исследования и картографирование обыч­но предшествуют почвенному и геоботаническому картированию, составлению различных специальных карт с изображением мелио­ративной сети, участков дорог, опасных с точки зрения селевых по­токов, оползней, оплывин, камнепадов, лавин, а также изобилующих карстовыми воронками, провалами и т.д.

В системе естественных наук геоморфология относится к числу сравнительно молодых. В значительной степени, ее возникновение (конец XIX - начало XX веков) было связано с потребностями раз­вивающегося хозяйства. Знание геоморфологических особенностей территории обусловлено строительством дорог, сооружением пло­тин и каналов, разведкой и добычей полезных ископаемых, освоени­ем новых территорий.

Первые теоретические закономерности и практическую на­правленность геоморфологии еще в XVIII веке изложил М.В. Ломо­носов (1711-1765) в книге "О слоях земных". Диалектический подход к сущности развития рельефа он выразил в следующих за­кономерностях:

1. 
   Формы земной поверхности создаются в результате борьбы и столкновения сил внутренних и внешних;
   
2. 
   Взаимодействие этих сил объясняет развитие не только малых, но и больших форм Земли;
   
3. 
   Формы земной поверхности надлежит познавать в их развитии;
   
4. 
   Формы познаются в связи с изучением полезных ископаемых, заключенных в земных недрах.
   

Д. А. Кропоткин (1842-1921) известен своими трудами о мате­риковом оледенении Северной Европы и ледниковой геоморфологии.

В.В.Докучаев (1846—1903), создавший мировую школу поч­воведения, был выдающимся геоморфологом. В его работах "Рус­ский чернозем", "Способы образования речных долин Европейской России", наряду с другими, рассматриваются вопросы влияния рель­ефа на почвообразовательные процессы. Еще в своей первой науч­ной работе о геоморфологии реки Качны в Смоленской области, В.В. Докучаев развивает идею о том, что речные долины создаются взаимно обусловленной деятельностью эрозии и аккумуляции; для ледниковых районов — в результате преобразования озерных сис­тем, а для степных — оврагов и балок.

Особое место в геоморфологии занимает И.Д. Черский (1845—1892). Уроженец Беларуси, И.Д. Черский много лет работал в малоизученных районах Сибири. Его исследователями были ох­вачены Прибайкалье, бассейны Селенги, Нижней Тунгуски. И.Д. Черский составил первую геологическую карту побережья Бай­кала. В 1891 г. по поручению Академии наук и Географического общества России возглавлял экспедицию по изучению рек Инди­гирки и Колымы. Он создал первую схему эволюции рельефа и тектонико-палеогеографическую реконструкцию внутренних рай­онов Сибири.

Своими исследованиями и теоретическими работами извес­тен И.В. Мушкетов (1850-1902). В 1877 г. вышла его книга по гео­морфологии Туркестана, а несколько позже — фундаментальный труд "Физическая геология". И.В. Мушкетов, как и его современник ав­стрийский геолог Зюсс, признавал доминирующую роль вертикаль­ных движений земной коры в сравнении с другими видами текто­нических колебаний.

А.П. Карпинский (1846/47-1936) — виднейший русский гео­лог, автор ряда теоретических разработок в геоморфологии. В кон­це XIX века в работе "О правильности в очертаниях, распределе­нии и строении континентов" он стремился объяснить эндогенными факторами планетарные черты строения и взаимного расположения материков. А.П Карпинский разрабатывал идею о колебательных движениях земной коры на примере Восточно-Европейской плат­формы. Он придавал большое значение деятельности важнейших экзогенных факторов — денудации, абразии, внес большой вклад в прикладную геоморфологию, разрабатывая идею о связи место­рождений полезных ископаемых с рельефом.

Особая роль в развитии русской геоморфологии принадле­жит А.П. Павлову (1854-1929). Свои работы он посвятил проис­хождению крупнейших форм Земли, считал, что они возникают в результате расхождения между формой сфероида и геоида, а так­же в связи с сокращением радиуса кривизны земной поверхности в процессе охлаждения. А.П. Павлов отмечал образование двух основных уровней земной поверхности: материковых платформ и океанического дна. Большое внимание он уделял механизму коле­баний поверхности океана и следствиям этих колебаний. Изменения уровня океана, вызванные тектоническими процессами, он пред­ложил называть теократическими, а вызванные климатом — гидрократическими. А.П. Павлову принадлежит и первая классификация рельефа, получившая дальнейшее развитие у геоморфологов раз­ных стран. Он выделял три генетических типа рельефа: тектоничес­кий, эрозионный, аккумулятивный.

На рубеже XIX—XX веков большую известность получили исследования таких крупнейших ученых, как Д.Н. Анучин и В.А. Обручев.

Д.Н. Анучин (1843-1923) был разносторонним географом, одним из основателей русской этнографии и лимнологии. Он воз­главил первую кафедру географии в Московском университете, в 1894—1895гг. руководил крупной геоморфологической и гидро­логической экспедицией по изучению истоков Западной Двины и Днепра. В журнале "Землеведение", основанном Д.Н. Анучиным, помещались отчеты по геоморфологии Русской равнины, строению ее речных долин и многочисленных озер. Эти отчеты и сейчас не потеряли своей актуальности.

Изучение рельефа Восточно-Европейской равнины продолжал один из виднейших советских геоморфологов ученик Д.Н. Анучина А.А. Борзов (1874-1930), который сформулировал основные черты геоморфологии этой территории на основе ее происхождения, исто­рии развития, особенностей геологических структур.

Исследования В. А. Обручева (1863-1906) позволили получить обширные сведения о геоморфологии Азиатских пустынь и гор Южной Сибири. Геоморфологические проблемы, связанные с под­земным оледенением, особенностями четвертичных отложений и форм рельефа, процессами в аридных зонах, горных странах, и многое другое отражено в таких фундаментальных работах, как "Геология Сибири", "Избранные труды по географии Азии" и др.

Крупнейшая школа геоморфологов после 1917 года развива­лась на кафедрах Московского университета и отдела геоморфоло­гии института географии Академии наук. Старейший представитель этой школы и основоположник многих направлений в геоморфоло­гии — И.С. Щукин (1885-1985). В многочисленных работах он раз­рабатывал проблемы климатической геоморфологии, выдвигал кон­цепцию общих географических связей, создал одну из первых и об­щепринятых классификаций рельефа. Учебники И.С. Щукина "Морфология суши" и "Общая геоморфология" послужили основой образования многих поколений геоморфологов.

К.К. Марков (1905-1980) выступает с позиций диалектичес­кого материализма и историзма. Наибольшую известность получил его труд "Проблемы геоморфологии", в котором автор разрабаты­вает учение о геоморфологических уровнях, а также рассматривает проблему относительного и абсолютного возраста рельефа.

И.П. Герасимов (1905-1985) является основоположником струк­турной геоморфологии. Совместно с Ю.А. Мещеряковым разрабаты­вает тезис о "геоморфологическом" этапе развития Земли. Согласно этой идее, современный рельеф Земли возник за отрезок времени ко­нец мезозоя-кайнозой, но предопределен с начала мезозоя.

Теоретические и прикладные проблемы геоморфологии раз­рабатываются в трудах А.И. Спиридонова (геоморфологическое рай­онирование, картографирование, формирование поверхностей вырав­нивания), С.С. Воскресенского (один из основоположников теории динамической геоморфологии, автор многочисленных работ по геоморфологии СССР); Н,В. Башениной (геоморфологические клас­сификации, картографирование), А.Е. Криволуцкого (общие геомор­фологические и региональные проблемы в палеогеографическом аспекте), О.А. Леонтьева (морская геоморфология); вместе с Г.И Рычаговым они создали учебное пособие для вузов, Н.А. Гвоздецкого (геоморфология карста), А.Ф. Якушовой (многочис­ленные учебники по геологии и геоморфологии), Т.В. Звонковой (ин­женерная и прикладная геоморфология), С.В. Лютцау (учебное по­собие по геоморфологии для биолого-почвенных специальностей ву­зов), Ю.Г. Симонова (инженерная геоморфология), Л.Г. Никифорова (береговая геоморфология) и других.

Крупные геоморфологические работы Института географии АН СССР морфоструктурного, палеогеоморфологического, картогра­фического направлений представлены в трудах А.А. Величко, А.А. Асеева, Н.С. Чеботаревой, Л.Р. Серебрянного, ДА. Тимофеева и др.

Известны также геоморфологические школы Сибири (Н.А. Флоренсов, В.А. Николаев, О.В. Кашменская и др.), Литвы (А.Б. Басаликас, В.К. Гуделис, Ч.П. Кудабаидр.), Ленинградского уни­верситета, Украины, Казани, Саратова, Грузии, Армении и др.

Развитие геоморфологии в Беларуси началось в конце XIX -начале XX веков исследованиями А.Б. Миссуны (1869-1922) (пер­вые уникальные труды по геологии и геоморфологии ледникового комплекса на территории Беларуси по стратиграфии ледниковых отложений), Г.Ф. Мирчинка (1889-1942) (палеогеография плейсто­цена, доказал трехкратное оледенение территории Беларуси, соста­вил первую карту четвертичных отложений Европейской части СССР), А.М.. Жирмунского (1887-1970), (разработка проблем чет­вертичной геологии и палеогеологии), М.М. Цапенко (1911-1968), одна из основоположников школы белорусских геологов-четвертичников (проблемы геологии и геоморфологи Беларуси).

В послевоенные годы на всей территории республики было выполнено крупномасштабное геолого-геоморфологическое картог­рафирование, которое легло в основу при составлении геоморфоло­гической карты и карты четвертичных отложений. Школа белорус­ских геоморфологов объединяет ученых Белорусского государствен­ного университета и Академии наук. Среда них особое место занимают В.А. Дементьев и Г.И. Горецкий. Дементьев долгие годы возглавлял кафедру "Физической географии" в Белгосуниверситете, разработал схему геоморфологического районирования Беларуси, составил и издал геоморфологическую карту. Ему принадлежат тру­ды по морфометрии рельефа, сквозным долинам, краевым морен­ным возвышенностям и др.. Г.И. Горецкий широко известен как основатель отечественной палеопотамологии — учения о прареках. Он со своими многочисленными учениками создал новейшую стра­тиграфическую схему антропогенных отложений Беларуси, учение о ложбинах ледникового выпахивания и размыва.

Школа белорусских геоморфологов успешно развивается и включает многочисленный отряд специалистов среднего и млад­шего поколения. Они работали и работают в направлении геомор­фологического картографирования, климатической и структурной гео­морфологии, палеогеоморфологии, применения неотектонического и аэрокосмического методов. Все большее значение в современных работах приобретает практическое применение методов и резуль­татов исследований. Нельзя не назвать в этой связи имена Л.Н. Вознячука, Е.П. Мандер, Б.Н. Гурского, О.Ф. Якушко, А.В. Матвеева, Э.А.Левкова, Р.И.Левицкой, В.И. Пасюкевича, Г.И. Илькевича, В.М. Широкова, Л.А. Демидовича, О.И. Карасева, А.К. Карабанова, Ю.Н. Емельянова, Л.В. Марьиной, М.А. Нальчика, С.Ф. Санько, Л.С. Вольской, А.И. Павловского и других.

Научные представления, положившие начало геоморфологии, содержатся в работах многих ученых. Еще в 1788 г. шотландец Д. Геттон опубликовал книгу "Теория Земли", в которой ввел поня­тие о геологическом цикле. Основоположник научной геологии Ч. Лайель в своей книге "Основы геологии", изданной в 1830г., выдвинул теорию непрерывного изменения земной поверхности под влиянием современных процессов — теория актуализма. Он также ввел термин — денудация, то есть разрушение под действием вне­шних сил. В 1852 году К. Науманн вводит в научную литературу понятие "морфология земной поверхности". Во второй половине XIX века ряд крупных геологов разрабатывают основы планетар­ной и структурной геологии, послужившие впоследствии теорети­ческой базой развития геоморфологии.

Одновременно с русской школой геоморфологии развивались крупные зарубежные геоморфологические школы — американская и немецкая (альпийская).

Основоположник американской школы У.М. Дейвис (1850—1934) в своем обобщающем теоретическом труде "Геогра­фический цикл" выдвинул принцип эволюции в геоморфологии. В основу метода он положил представление о стадийности развития рельефа по формуле: структура-процесс—стадия. В понятие вве­денного им "географического цикла" входит представление о том, что поднятый вертикальными движениями участок поверхности подвергается воздействию экзогенных процессов и в ходе разви­тия переживает последовательные стадии молодости, зрелости, ста­рости. Если в первую стадию рельеф претерпевает интенсивное расчленение, то в стадии старости под влиянием денудации повер­хность превращается почти в равнину — "пенеплен" (от лат. рaiпe — почти и англ, р1аiп — равнина). Процесс пенепленизации выражается срезанием высот и заполнением впадин, т.е. сглажива­нием "сверху" (рис. 1). По признаку ведущего процесса Дейвис выделил "нормальный" (водноэрозионный), ледниковый, морской и аридный (эоловый) циклы развития рельефа.

Велика роль Дейвиса в практическом применении геоморфо­логических методов. К недостаткам его теоретических разработок относится недооценка морфоструктурного анализа и понятие о ста­дийности как о замкнутом процессе.

В. Пенк (1888-1923) — глава немецкой геоморфологической школы. Крупнейшие исследования проводил в Андах, на Гавайских островах, в Передней Азии. Его основное теоретическое произведе­ние "Морфологический анализ" сыграло большую роль в геомор­фологической науке. В нем заложена идея путем анализа морфоло­гии поверхности установить характер тектонических движений, иначе говоря, выяснить основы взаимодействия эндогенных и экзогенных процессов в образовании рельефа. Эта идея выражена формулой: 1) экзогенные процессы, 2) эндогенные, 3) то, что они создают, назы­вается "морфологической сущностью". По мнению Пенка, соотно­шение эндогенных и экзогенных процессов выражается в форме профиля склонов. Прямые склоны рельефа свидетельствуют о том, что поднятие и денудация взаимно уравновешиваются, вогнутые скло­ны — преобладает денудация, выпуклые — преобладает поднятие. Вклад Пенка в теоретическую геоморфологию заключается также в правильном понимании возраста рельефа с историко-геологических позиций. К числу недостатков его теории следует отнести не­верное положение о механизме возникновения предгорной лестни­цы, которую Пенк возвел в ранг геоморфологического закона. В отличие от Дейвиса образование пенеплена Пенк представлял как процесс развития речных долин в ширину (боковая эрозия) и раз рушения водоразделов "с боков" до пересечения смежных речных долин и образования педиплена.

В 1967 году появился капитальный труд южно-американского ученого Л. Кинга "Морфология Земли". Наибольший интерес в нем представляют особенности образования выровненных поверхностей в условиях аридного климата. По мнению Кинга, планация (вырав­нивание) происходит в эпохи тектонического спокойствия в ре­зультате отступания склонов и образования возле их подножий слегка наклонных поверхностей — педиментов. В конечном счете, в процессе выравнивания возникает педиплен. В современном ре­льефе, Кинг насчитывает до шести этапов денудации (педипленизации) и разделяющих их более кратковременных этапов поднятия и эрозионного вреза. Подобно Дейвису, он выделяет эрозионные циклы, а вслед за Пенком углубляет понятие педипленизации. Вме­сте с тем Кинг ограничивается изучением платообразных равнин, ошибочно считая, что горы — лишь быстро проходящее явление на лике Земли и поэтому не заслуживают внимания.

К числу крупных современных геоморфологов принадлежит представитель английской школы Р.Дж. Раис. Его монография по­священа проблемам геофизики и тектоники Земли на основе новей­ших представлений о механизме формирования рельефа.

Каждая наука, имея собственный объект изучения, обладает специфическими методами. Философской методологической осно­вой всех наук географического цикла служит диалектический метод познания. Всеобщая связь явлений, взаимодействие противополож­ных сил, проявление скачкообразности в процессе развития — эти законы служат основой геологических, геоморфологических, клима­тических и других процессов, формирующих поверхность Земли. Например, взаимодействие и одновременно противоположная направ­ленность эндогенных и экзогенных процессов, которые имеют пуль­сирующий характер при смене коротких эпох горообразования дли­тельными этапами относительного тектонического спокойствия.

Применение различных методов в геоморфологии требует оп­ределенных современных представлений о рельефе: поверхность лю­бого участка территории, будь то холмистая равнина или горная цепь, овражно-балочная система или сочетание карстовых воронок, слагает­ся из чередующихся отдельных форм рельефа. Каждую форму слага­ют элементы рельефа: грани или поверхности, ребра (пересечение двух граней), гранные углы (пересечение трех или более граней).

В природе сочетания элементов создают повышения и понижения, выпуклые или вогнутые формы, занимающие различное положение отно­сительно горизонтальной поверхности (уровня моря). Сочетания эле­ментов рельефа образуют вершины, седловины, линии водоразделов, тальвеги речных долин, бровки, подошвы и т.д. В выпуклых формах (вулкан, холм) склоны (элементарные поверхности) падают в разные стороны, а в вогнутых (карстовая воронка, озерная котлови­на) — наклонены навстречу друг другу. Различают формы откры­тые (долина, балка) и замкнутые (котловина, холм). Сочетание про­стых форм образует сложные формы. Например, вулканическая гора как форма рельефа осложнена вторичными эрозионными бороздами-барранкосами, озерная котловина — террасами.

К числу геоморфологических методов относится метод гип­сометрических показателей, который сочетается с картографичес­ким. Формы рельефа значительно различаются по величине. Мно­гие авторы выделяют планетарные формы рельефа, мегаформы, мак­роформы, мезоформы, микроформы, наноформы.

Планетарные формы занимают площади в сотни тысяч и миллионы квадратных километров. К ним относятся материки (платформы), переходные зоны (геосинклинали), срединно-океанические хребты, подводные равнины мирового океана.

Мегаформы занимают площади в сотни или десятки тысяч квадратных километров. К ним относятся горные системы, крупные равнинные страны, разломы планетарного масштаба, впадины морей, срединноокеанические хребты.

Макроформы являются составными частями мегаформ с пло­щадью сотни и тысячи квадратных километров. К ним относятся отдельные хребты горных систем, крупные межгорные впадины, возвышенности, долины крупных рек.

Мезоформы имеют площадь в пределах нескольких квадрат­ных километров, и входят в состав макроформ. Это долины мелких рек, овраги, балки, крупные карстовые воронки, отдельные моренные гряды, булгунняхи.

Микроформы представлены фрагментами более крупных форм. К ним относятся суффозионные западины, эрозионные рытвины, от­дельные эмбриональные дюны, каменные кольца в тундре.

Нанорельеф представляет сочетание очень мелких форм, ос­ложняющих более крупные формы поверхности. В качестве приме­ра можно отметить болотные кочки, муравейники, плужные борозды.

Легко понять, что три первые формы рельефа связаны с дея­тельностью эндогенного фактора и прослеживаются на картах само­го мелкого масштаба. Три последние — являются проявлением экзогенных процессов и изображаются на картах среднего и крупного масштабов.

Формы рельефа группируются в комплексы. Сочетание форм единого происхождения и возраста образует тип рельефа, например, эрозионный, горный, эоловый, долинный. При этом каждый тип создается определенным экзогенным и эндогенным процессом или их сочетанием.

Наиболее общую картину рельефа Земли дает гипсографичес­кая кривая, на которой четко выделяются два основных уровня земной поверхности: материковый, расположенный между -200 —1-2000 мет­ров, который составляет около 30% земной поверхности и океаничес­кий — на глубинах 3000 — 6000 метров, на долю которого приходится 50% поверхности Земли. Остальные 20% занимают высокие горы и глубоководные желоба.

Средняя высота суши над уровнем моря 875 метров, а средняя глубина океана — 3730 метров. Средняя высота земной поверхнос­ти -2400 метров, что характеризует преобладание территории ниже уровня океана.

При характеристике гипсометрических уровней показатель­ны также экстремальные отметки рельефа: высшая точка Земли — гора Джомолунгма (8848 метров), наибольшая глубина Мирового океана в Марианской впадине — 11034 метра. Максимальная амп­литуда высот, таким образом, около 20 километров.

На основании гипсометрического подхода и в зависимости от преобладания абсолютных и характера относительных высот выде­ляется рельеф: низменный (0 - 200 метров) и возвышенный. Последний подразделяется на возвышенности (200 — 500 метров), плато (около 500 метров), плоскогорья (до 1000 метров), нагорья (более 1000 метров), высоко поднятые на тектоническом цоколе относительно слабо расчлененные территории. Горы— низкие (около 1000 мет­ров), средние (1000 - 3000 метров), высокие (более 3000 метров), обширные сильно расчлененные поднятия. Следует отметить, что такая классификация по диапазону высот приблизительна. Кроме абсолютных высот следует учитывать два фактора: степень расчле­нения поверхности и расположения в том или ином климатичес­ком поясе. В частности, горы с одной и той же абсолютной высотой в умеренной зоне с влажным климатом приобретают черты густо расчлененной системы высоких гор (Альпы), а восточный Памир с аридным климатом при больших абсолютных высотах имеет харак­тер высокого нагорья.

Гипсометрия океанического дна (батиметрия) включает неритовую зону (шельф) с глубинами 200 метров; батиальную (матери­ковый склон) с глубинами 200 - 3000 метров, абиссальную (ложе океана) 3000 - 6000 метров и гипабиссальную (более 6000 метров).

Картографический метод в геоморфологии невозможно пере­оценить. Он дает возможность пространственного изображения гео­морфологических комплексов, типов, форм рельефа и является зак­лючительной основой любого геоморфологического исследования. Кроме того, картографический метод находит постоянное примене­ние в орографическом картографировании. На основании после­днего выяснилось, что сложность и многообразие форм земной поверхности классифицируется по семи принципам, которые обо­значаются заглавными буквами русского алфавита: размер А, соподчиненность 6, знак В, удлиненность Г, замкнутость контура Д, морфо­логия в профиле Е, батиметрическое положение Ж. На основании перечисленных принципов, выделены следующее категории, каждой из которых присваивается буква с цифрой: по размеру — крупней­шие Л,, крупные Л₂,мелкие А₃; по соподчиненности — сложные б,, простые Б₂, нейтральные или переходные Б₃\ по удлиненности — изометричные Г₁ ,вытянутые Г₂ , по замкнутости контура — замкну­тые Д₁ и незамкнутые Д₂; по морфологии в профиле — с плавным Е₁ и ломаным Е₂ профилем; по батиметрическому положению — в береговой зоне Ж₁ в пределах шельфа Ж₂ континентального склона и подножия Ж₃, ложа океана Ж₄.

Картографический и картометрический методы непосредствен­но связаны с важнейшим количественным морфометрическим мето­дом в геоморфологии, построенном на математической основе. Морфометрия позволяет рассчитать и оформить картограммами самые различные характеристики рельефа: густоты горизонтального и вер­тикального расчленения, уклоны поверхности и крутизну склонов, озерность, овражность, холмистость и многое другое. Морфометрические расчеты необходимы в практической геоморфологии.

Наряду с картографическим и морфометрическим методами в современной геоморфологии не потерял своего значения метод полевых исследований, включающий маршрутный, полустационарный, стационарный, в том числе описательный с помощью составления сетки нивелировочных профилей и геодезических расчетов. В полевых условиях исследователь-геоморфолог даже без гипсометррической карты может выполнить морфометрический анализ, кото­рый строится на определении внешнего вида форм рельефа: остро­вершинный хребет, плосковершинная возвышенность, куполообраз­ная вершина, расчлененный овраг и т.д. На внешних признаках мож­но дать простую, но важную морфометрическую оценку: высокий, низкий, глубокий с цифровыми показателями (рис. 4, 5).

К числу важнейших, необходимых в геоморфологии относит­ся генетический или историко-морфогенетический метод, с помощью которого выясняются не только внешние черты рельефа, ко и их внутреннее строение. Этот метод широко применяется в геологии, палеогеографии, геофизике, почвоведении, инженерной геоморфоло­гии и др.

В современной науке все большее значение приобретают ме­тоды: палеогеоморфологический, морфоструктурный, методы мате­матического моделирования с применением системного анализа и космических аэрофотоснимков.

Палеогеоморфологический метод заключается в анализе по гребенного рельефа и геоморфологических процессов прошлого, в целях установления коррелятных отложений и связей с совре­менным рельефом — границами древних береговых линий, морских трансгрессий, поверхностей выравнивания и т.д. При этом широко используются данные геологии, геофизики, палеопотамологии, палео-геологии, археологии.

Морфогеотектонический метод дает представление о совре­менных движениях земной норы — тектонических, эвстатических, изостатических, гляциоизостатических. Направление и темпы определяются с помощью изучения береговых линий морей и озер, реч­ных террас, проявления эрозионных или аккумулятивных процес­сов. Основанием для обнаружения коррелятных рыхлых отложений, амплитуды поднятий и погружений за последние 100-150 лет мо­гут служить данные многолетних геодезических съемок.

Морфоструктурный метод построен на определении соотно­шения геологического строения данного участка земной поверхнос­ти и современного рельефа. Крупные геологические структуры обыч­но четко выражены в рельефе: горные хребты, межгорные впадины. Мезоформы и даже микроформы также нередко обнаруживают связь со структурным планом территории, особенно если коренные поро­ды залегают близко от поверхности. Например, в пределах Полес­ской низменности рисунок некоторых речных долин, скопление дюнно-бугристых форм, озерные котловины предопределены линиями тектонических разломов, выступами коренных пород.

Геоморфологические исследования в современной науке тре­буют использования космических и аэрофотоснимков. С их помо­щью удается не только уточнить наземную геоморфологическую ситуацию, но также выделить наиболее крупные линеаменты (в том числе погребенные), кольцевые структуры, разрывные дисло­кации, построить космотектонические карты.

Применение всех или одного из перечисленных методов долж­но сочетаться с системным анализом, при котором любой геоморфо­логический объект рассматривается как результат совокупности вза­имосвязанных и взаимодействующих элементов целостной природ­ной системы. В последней принимают участие три основных показателя: источники энергии, геоморфологические процессы, ими вызванные, и результат их деятельности в виде сформированного геоморфологи­ческого объекта. Например, речная долина представляет собой при­родную систему, возникшую благодаря сочетанию эндогенных и экзо­генных сил, в которой все элементы (русло, пойма, надпойменные тер­расы, вторичные эрозионные формы и т.д.) "подогнаны" друг к другу, объединены возрастными и генетическими критериями. Четкая геоморфологическая система обнаруживается в сочетании двух природ­ных компонентов: озерная котловина и ее водосбор.

В геоморфологии, как и в геологии, к важнейшим показате­лям рельефа относится возраст, определение которого необходимо для решения ряда генетических и практических задач.

В отличие от геологии, определение геоморфологического воз­раста данного комплекса рельефа или отдельных форм значительно сложнее в связи с ограниченностью применения стратиграфичес­кого, палеонтологического, петрографического методов, подкреплен­ных новейшими возможностями радиоуглеродного определения аб­солютного возраста. Вместе с тем, как и в геологии, в геоморфоло­гии существует понятие относительного и абсолютного возраста.

Под относительным возрастом рельефа понимается опреде­ление стадии его развития по комплексу характерных морфологи­ческих и генетических признаков. Например, речная долина на тер­ритории, недавно освободившейся от ледника, имеет невыработан­ную, слабо врезанную долину, высокую озерность, но постепенно врезается в подстилающие породы. В ее продольном профиле со­храняются выступы и озеровидные расширения. Так выглядит рав­нинная река в стадии юности (молодости). По мере старения река вырабатывает профиль равновесия и переходит в стадию зрелости. При стабильном базисе эрозии увеличивается боковая эрозия, рас­ширяется пойма, река успешно меандрирует, течение ее становится замедленным — стадия старости.

Однако это старение относительное, так как при эвстатическом или изостатическом понижении уровня базиса эрозии река снова проявляет глубинную эрозию, врезается в подстилающие породы и приобретает черты относительной молодости.

Понятие относительного возраста применяется также при изучении взаимоотношений одних форм с другими. Например, овра­ги всегда моложе речной долины, на склонах которой они образова­лись; молодые конусы действующих вулканов моложе горного хребта, который они увенчивают и т.д.

Существует способ определения относительного возраста по коррелятным (одновозрастным) отложениям. Например, определе­ние геологическими методами возраста конуса выноса оврага позво­ляет определить возраст самого оврага.

В ряде случаев поверхности выравнивания (денудационные) покрыты (фиксированы) рыхлой корой выветривания, возраст кото­рой всегда моложе и определяется палеонтологическим и стратиграфическими методами.

С помощью радиоизотопных методов есть возможность опре­делить абсолютный возраст рельефа. Наиболее часто применяется радиоуглеродный (по С_и), калий-аргоновый термолюминесцентный, палеомагнитный и др.

Проблемы классификации рельефа

Рельеф представляет собой сложное сочетание элементов, форм, типов, расположенных в определенной закономерности в за­висимости от их происхождения, возраста, геологических структур, климата, деятельности человека. Для систематизации всего этого разнообразия необходима таксономическая система — классифика­ция. Принципы классификации рельефа могут быть различными; в каждом случае за основу берутся разные показатели: высота, размеры, геологические структуры, основные экзогенные факторы и пр. Однако такой подход по одному признаку неизбежно будет односторонним и ограниченным. В современной науке большин­ством авторов признается генетический принцип классификации. В этом случае все разнообразие рельефа подразделяется на группы в зависимости от генезиса (происхождения) форм. Последний оп­ределяется характером и направленностью создавших их рельефообразующих процессов.

В соответствии с генетической классификацией выделяются две большие группы типов рельефа — эндогенная и экзогенная (табл. 1). Эндогенная группа типов подразделяется на два типа: тектонический и вулканический. Экзогенная группа типов включает восемь типов по числу важнейших процессов. Каждый тип экзоген­ного рельефа подразделяется на два подтипа — рельеф денудацион­ный и рельеф аккумулятивный. Подтипы денудационного рельефа, созданные разными экзогенными процессами, имеют собственные названия: эрозионный, абразионный, экзарационный, дефляционный, суффозионный и др. Что касается аккумулятивного рельефа, то для его подтипов сохраняется единое название.

Важно отметить, что генетическая классификация синтезиру­ет весь комплекс знаний о рельефе и содержит не только генетичес­кую, но также морфологическую, геологическую, морфометрическую характеристики. Если опытный исследователь знает происхожде­ние формы рельефа, то он может представить ее внешний вид, внут­реннее строение, примерные размеры, геологические и морфометрические особенности. В связи с этим большинство общих геоморфо­логических карт составляется на генетической основе.

Генетическая классификация рельефа

Уже отмечалось, что главным положением геоморфологии является представление о том, что рельеф формируется в результа­те взаимодействия эндогенных и экзогенных процессов, действую­щих, как правило, в противоположных направлениях.

Основным источником эндогенных сил является тепловая энергия, которая возникает и накапливается в результате гравита­ционной дифференциации и радиоактивного распада вещества недр Земли. Гравитация и радиоактивность, разогрев и последующее ох­лаждение недр Земли ведут к изменениям объема масс вещества, слагающего мантию и земную кору. Это приводит к возникнове­нию вертикальных и горизонтальных движений; земная кора реаги­рует на них либо деформациями без разрыва пластов (пликативные дислокации), либо разрывами и перемещением (дизъюнктивные дис­локации). Возникают интрузивные (батолиты, штоки) и эффузив­ные (вулканы) геологические образования.

Главным источником экзогенных процессов служит лучис­тая энергия солнца, которая трансформируется в энергию движения воды, воздуха, вещества литосферы, ледниковых масс, которые тесно взаимодействуют с гравитационной энергией и силой притяжения небесных тел, причем последние нередко проявляют себя как само­стоятельно действующие факторы рельефообразования (склоновые процессы, приливные силы). Преобладание экзогенных процессов в конечном итоге приводит к денудации (лат. denudatiо — обна­жение), то есть разрушению и выполаживанию поверхности.

Эндогенные процессы, как правило, создают крупные формы рельефа, которые принято называть структурными (морфоструктуры по И.П. Герасимову). Они проявляются на земной поверхности в результате избирательной (селективной) денудации, препарировки геологических структур, нередко погребенных под рыхлыми оса­дочными отложениями. Так, значительные участки древних матери­ковых платформ отличаются горизонтальной структурой, в которой принимали участие пласты разной стойкости (Устюрт, Восточно-Сибирское плоскогорье, Деканское нагорье). При длительной дену­дации и незначительной амплитуде эпейрогенических колебаний реки здесь формируют широкие плоские долины, разделенные столовыми водоразделами, вершинная поверхность которых прикрывается (бро­нируется) пластом относительно устойчивых пород. К структурно­му рельефу следует отнести также асимметричные хребты и гряды холмов, образованные при моноклинальном залегании горных по­род. При этом речные долины и водоразделы между ними приобре­тают асимметричный профиль; склон долины, совпадающий с паде­нием пласта, развивается как пологий, а противоположный — как крутой. В результате образуются куэстовые хребты, распространен­ные в Крыму, на Кавказе, в Средней Азии.

Своеобразные структурные черты проявляются в рельефе, образованном простыми пологими складками. По мере денудации в осевых частях антиклиналей формируются долины, вытянутые по простиранию складок, а на крыльях с моноклинальным залеганием пластов — куэсты. В процессе длительной эрозии в древних горах возникает "обращенный" рельеф, в котором местами наблюдается инверсия: синклинальные хребты и антиклинальные межгорные до­лины (рис. 7). Связь с геологическими структурами обнаруживает­ся в виде соответствия направления речных долин или озерных котловин с простиранием тектонических трещин, разломов. Наибо­лее ярко это проявляется на щитах древних платформ (Балтийский щит), где большинство рек и озер соответствует линиям тектони­ческих разломов. Эта закономерность свойственна и платформам с мощным чехлом осадочных пород. На Восточно-Европейской рав­нине значительная часть долин Волги и Днепра протягивается вдоль тектонических линий.

К важнейшим факторам рельефообразования относится кли­мат и связанные с ним экзогенные процессы. Влияние климата изучается самостоятельным направлением геоморфологии — климатической геоморфологией. Рельефообразующая деятельность эк­зогенных процессов — предмет динамической геоморфологии. Со­ответствующие формы рельефа принято называть морфоскульптурными. Примерами на суше могут служить моренные гряды, барханы, овраги, термокарстовые западины, ложбины стока, булгунняхи, на дне океана — подводные валы, бары, пересыпи и т.д.

Принято различать влияние на рельеф гумидного, аридного и нивального климатов. В условиях гумидного климата основное гео­морфологическое значение приобретают деятельность поверхностных вод и химико-биологические процессы. Образуются широкие речные долины, а в результате химических преобразований пород формирует­ся мощная кора выветривания с алюмосиликатной основой. Климат способствует появлению мягких, округлых очертаний рельефа, и толь­ко в местах распространения карстующихся пород возникают формы карста — воронки, провалы, пещеры, карстовые озера.

В аридном климате основу денудации составляет механичес­кое разрушение горных пород. Отсутствие активных транспортных средств (крупных рек) способствует накоплению материала, а резкие смены температуры и деятельность ветра стимулируют про­цесс денудации горных пород и образования своеобразных скульп­турных форм

В нивальном климате к наиболее распространенным рельефообразующим процессам относятся деятельность ледников, разру­шение горных пород под действием резких колебаний температуры, образование просадочных форм в мерзлых грунтах и т.д.

В создании облика рельефа немаловажную роль играют кли­мат и геоморфологические процессы прошлого, влияние которых сказалось в распространении реликтовых форм (лат. relictus — оставленный) и комплексов. Например, в районах древнего матери­кового оледенения Европы и Северной Америки реликтовые холми­сто-моренные ледниковые формы сохранили существенное значе­ние в современном рельефе. Для Полесий Восточно-Европейской равнины характерны параболические дюны или "Полесские барха­ны", возникшие в эпоху таяния последнего ледника.

Сказанное позволяет разделить формы рельефа на согласные (конкордантные) и несогласные (дискордантные) с направлением современных геоморфологических процессов в той или иной кли­матической зоне.

К числу важнейших рельефообразующих факторов следует отнести новейшие тектонические движения земной коры, то есть движения в неоген-четвертичное время. Для графического выраже­ния этого явления составляются специальные карты новейших тек­тонических движений, которые достаточно четко выражаются на гип­сометрических картах. Так, областям слабовыраженных положитель­ных вертикальных движений соответствуют равнины, невысокие плато, плоскогорья (Восточно-Европейская равнина, Среднесибирское плос­когорье), где скорость поднятия составляет несколько миллиметров в год. В областях интенсивных тектонических поднятий скорость движения земной коры составляет несколько сантиметров в год (Памир, Тянь-Шань, Тибет). Районы поднятий отличаются развити­ем денудации, малой мощностью осадочных пород. Областям ин­тенсивных отрицательных неотектонических движений соответству­ют низины с мощной толщей рыхлых отложений и преобладанием процессов аккумуляции. Следует отметить, что, в зависимости от тектонических движений, литологии слагающих пород и климата морфоструктуры в одних случаях находят прямое выражение в рель­ефе, в других — образуют "обращенный" рельеф (см. рис. 7). Последний наиболее характерен для древних горных стран, пере­живших не один цикл пенепленизации и расчленения.

Кроме новейших, в геологии и геоморфологии выделяются современные движения земной коры, выражение которых проис­ходит в историческое время. Они определяются различными абсолютными высотами за определенный промежуток времени. Показателями современных движений могут служить морские и речные террасы, поднятые выше уровня моря коралловые постройки и т.д. Археологические данные свидетельствуют о быст­ром погружении некоторых прибрежных участков Эгейского моря, где несколько столетий назад поселения были заброшены чело­веком из-за наступления моря. В Неаполитанском заливе за пос­ледние 1500 лет разнонаправленные движения достигли 6 мет­ров, что выразилось в погружении древнего храма ниже уровня моря и последующем его поднятии. В юго-восточной Англии от­мечены опускания построек римского времени на 4 метра ниже уровня моря за 2 тысячи лет.

В зависимости от соотношения скоростей тектонических дви­жений (Ли процессов денудации (и) рельеф может развиваться по восходящему или нисходящему типу. Если Т > О, рельеф разви­вается по восходящему типу. В этом случае усиливается глубинная эрозия, проявляется расчленение территории глубокими речными долинами (теснины, ущелья). Продольные профили долин отличают­ся чертами невыработанных, изобилуют водопадами, порогами. Уси­ление денудации способствует быстрому удалению продуктов раз­рушения и обнажению "свежих" пород, образованию в понижениях мощной серии коррелятных пород.

Если Т < О, процесс рельефообразования развивается в об­ратном направлении: уменьшаются абсолютные и относительные высоты, склоны выполаживаются, речные долины расширяются. Рыхлые отложения не выносятся за пределы гор и, оставаясь на месте, укрывают склоны плащом пролювия и других обломочных продуктов.