Геологическая деятельность поверхностных вод

Геологическая деятельность поверхностных вод -это процесс изменения и разрушения горных пород на поверхности земли под действием дождевых и талых вод.

Содержание статьи:

1. Плоский смыв и образование делювиальных отложений;

2. Работа рек;

3. Аллювиальные отложения;

4. Селевые потоки и образование пролювия 

5. Образование оврагов

◊ Плоский смыв и образование делювиальных отложений

Атмосферные осадки, выпадающие на наклонную поверхность, стекают по ней в форме тонких струек, увлекая за собой частицы породы.Этот процесс плоскостного смыва частиц называется делювиальным. Вода , увлекающая с собой минеральные частицы, постепенно испаряется в атмосферу или впитывается в нижележащие слои , а перенесенные ею частицы отлагаются на нижних, более пологих частях склона.Этот процесс многократно повторяется до тех пор, пока продукты сноса не будут отложены с таким пологим уклоном, что их дальнейший перенос окажется трудно осуществимым. У подошвы склона образуется пологий делювиальный шлейф.

Уклон его настолько мал, что сила дождевых потоков уже не может преодолевать силу тяжести продуктов сноса.Обычно угол наклона, при котором заканчивается процесс делювиального сноса, составляет около 4-5°. Таким образом, делювиальный процесс приводит обычно к обнажению верхних и выполаживанию нижних частей склона.Так как живая сила тонких струек воды невелика, то они смывают в основном лишь мелкие частицы продуктов выветривания , поэтому делювиальные отложения состоят обычно из суглинков и супесей. Однако в них могут содержаться и крупные обломки ( дресва, щебень, глыбы), которые в результате вымывания мелких частиц теряют устойчивость и скатываются вниз по склону.

Для делювиальных пород ( суглинков и супесей) характерно прежде всего то, что отложенные продукты генетически не связаны с подстилающими породами, так как являются наносами, принесенными с верхних частиц склона.Отсортированность и слоистость делювиальных наносов незначительна, причем вверху склона залегают более крупные частицы, а снизу-более мелкие.Просачивание дождевых вод через толщу отложенного делювия до коренных подстилающих пород вызывает явление характерной вертикальной пористости, напоминающей вертикальную пористость лёссов.

Поэтому глинистые делювиальные отложения часто относятся к группе лёссовых пород.Отсутствие генетической связи между делювием и подстилающими породами, а также наличие водной смазки по поверхности контакта между ними иногда является причиной образований смещений отложенных пород.Делювиальные отложения часто образуются в комплексе с элювием или аллювием ( отложениями рек), создавая комплексные делювиально -эллювиальные и делювиально-аллювиальные отложения, обладающие промежуточными свойствами, присущими каждому из слагающих их видов отложений.

Работа рек

 

Река со всеми ее притоками называется речной системой, а площадь, занимаемая речной системой -речным бассейном.Площади, занимаемые бассейнами рек, огромны. Самым большим из них является бассейн реки Амазонки ( около 7 млн. км²). Бассейн р. Волги занимает по своим размерам четырнадцатое место в мире ( около 1,4 млн. км²). Углубление в земной поверхности, в котором протекает река, называется долиной реки. Часть долины, заполненная водой при самом низком уровне ( меженном), называется руслом реки. Часть долины, затопляемая паводковыми водами -называется поймой а незаливаемые горизонтальные участки долины реки-террасами.

По характеру работы, выполняемой реками, А.П. Павлов различает три их типа:
1) Реки равнинных местностей ;
2) Реки берущие начало на высоких плоскогорьях или плато и низвергающиеся водопадами в глубокие и узкие ущелья, называемые каньонами.
3) Реки горных систем.

Рисунок-1. Схема постепенного размыва русла реки до выработки профиля равновесия.

Каждый из этих типов обладает определенным режимом, обусловливающим их деятельность. В верховьях реки, где масса воды еще очень незначительная , углубление долины идет медленно. Наибольший размыв происходит в некоторой промежуточной части, где достаточно велики и количество воды и скорость ее течения.Область наибольшего размыва не является постоянной, а постепенно перемещается от устья к источнику. Примем линию АВ ( рисунок-1) за линию потока воды и наметим на ней точки: а-место впадения наиболее мощных притоков; аI-место впадения средних притоков и аII-место соединения первоначальных слабых струй .

Так как на участке аВ воды больше всего, то и размыв будет первоначально происходить на этом участке и ложе реки примет вид авВ.Увеличение уклона на участке ав вызовет увеличение скорости течения и усиление размыва выше точки а. Ложе реки примет теперь вид аIвIB. В итоге, проходя через промежуточные профили, ложе реки займет положение ACвIIIвIIвIB. Участок АС представляет собой водосборный амфитеатр, а участок СВ-собственно поток с установившимся течением.

Углубление русла реки ( глубинная эрозия) продолжается до известного предела.Выше устья размыв будет продолжаться до тех пор, пока живая сила воды будет больше, чем это требуется для ее передвижения.С понижением русла скорость движения уменьшается , а значит уменьшается и ее живая сила. Когда установится равновесие между живой силой воды, трением о ложе и количеством переносимой воды вместе с взвешенными в ней минеральными частицами, дальнейшего углубления дна реки происходить не будет.

Линия, до которой река может углублять свое русло, называется линией нормального падения или профилем равновесия.Участок реки, на котором уже не происходит размыва, называют нижним течением.Участок реки на котором происходит только перенос воды и взвешенных в ней минеральных частиц-средним течением. Участок реки, где происходит наиболее интенсивный размыв дна называется верхним течением.

Долины крупных рек сложены неоднородными породами.Встретив на своем пути твердую горную породу, река задерживает углубление своего русла на этом участке. Ниже участка твердой породы углубление дна продолжается. Образующееся различие в уровнях реки вызывает усиление падения, отчего образуются водоскаты, стремнины, пороги, водопады.Когда подмыв станет достаточно глубоким, то уступ обрушивается под действием собственной массы ( рисунок-2).

Водопады достигают иногда очень большой высоты. Так, например, высота Ниагарского водопада в США лостигает 49,5 м.Однако мощные водопады могут быть и меньшей высоты. Например, водопад Кивач на реке Суне имеет высоту 8 м.В среднем и нижнем течении реки ее продольный профиль выполаживается, скорость течения уменьшается и глубинная эрозия резко замедляется. Основное значение приобретает боковая эрозия, приводящая к разрушению берегов, перемещению русла и расширению речной долины. Русла рек в плане всегда криволинейны.

Рисунок-2. Подмыв ложа реки водопадом

В изгибах русла вода прижимается к вогнутым берегам, размывает их и делает более крутыми и обрывистыми. От выпуклых берегов вода отходит, они становятся более пологими и заносятся песком.После удара о крутой берег вода отражается под тем же углом к противоположному берегу и размывает его.В итоге река делается все более извилистой ( рисунок-3,а) и развивает долину и ширину.С увеличением изгибов длина реки также увеличивается, что вызывает уменьшение скорости течения.Когда установится равновесие между живой силой течения и размывом берегов, боковая эрозия прекращается.

Излучины русла реки называются меандрами. Иногда меандры образуют настолько крутые петли, что во время паводков река прорывает себе более прямой путь, русло спрямляется, а петля меандры отделяется наносной перемычкой и образует старицу( рисунок-3,б).Размывание одного из берегов реки особенно сильно у рек, текущих в меридиональном направлении. В северном полушарии размывается правый берег, а в южном -левый.Это явление может быть объяснено действием на водный поток вращения Земли.

Рисунок-3. Постепенный размыв и искривление русла реки:

а-схема образования меандр; б-схема образования стариц.

Чем больше угол между руслом реки и меридианом, тем меньше размыв.Между реками, текущими в противоположных направлениях, проходят возвышенности, служащие водоразделами. Постепенно реки суживают водораздельную область. При одинаковом уклоне реки обладают одинаковой силой эрозии и поэтому постепенно врезаются в водораздел, образуя сначала седловины, а потом пикообразные горы( смотри рисунок-4).

Рисунок-4. Схема расположения речных систем по двум склонам водораздела(а) и схема образования пиковых гор(б)

По большей части склоны имеют неодинаковые уклоны, поэтому река, имеющая больший уклон и соответственно большую эрозионную силу, первой прорывает водораздел и начинает развиваться в сторону противоположной реки. Происходит, как говориться, обезглавливание одной реки другой.Воды стекавшие ранее в реку с меньшим уклоном, будут стекать теперь в реку с большим уклоном. Речные террасы отражают различные этапы в развитии реки.

Каждая речная терраса представляет собой древнюю пойму, которая в результате опускания базиса эрозии была прорезана рекой. Различают три типа речных террас: эрозионные, или террасы размыва; аккумулятивные, или террасы накопления осадков; цокольные или смешанные( аккумулятивно-эрозионные).

К эрозионным относят террасы, сложенные коренными породами, без накопления осадков на их поверхности. Такие террасы образуются в ранние периоды существования реки, когда процессы размыва ( глубинной эрозии ) преобладают над процессами отложения осадков. Аккумулятивными называют террасы, сложенные целиком из наносов. Наличие такой террасы показывает, что река прошла длительный путь своего развития, сформировала пойму, на которой отложила осадки и в дальнейшем прорезала ее.

Цокольные террасы сложены коренными породами, прикрытыми сверху наносами. Образование эрозионных террас характерно для горных рек, прорывающих свое русло в массивах кристаллических пород. Образование аккумулятивных террас характерно для равнинных рек, протекающих в спокойных условиях и имеющих медленное течение. Некоторые реки в своих верховьях являются горными а в нижнем течении -равнинными ( например, река Кубань). У таких рек возможно образование террас всех трех видов ( смотри рисунок-5).

Рисунок-5. Схема геологического строения долины реки ( по Ф.В. Котлову):

1-русловые фации ( пески) в основании с пролювиальным горизонтом( галечники, щебень, валуны); 2-пойменные фации( супеси, суглинки, глины); 3-старичные фации ( глины, илы, торф); 4-ледниковые отложения ( валунные суглинки, супеси); 5-флювиогляциальные отложения( пески); 6-отложения верхней юры( глины); 7-известняки

При наличии нескольких древних ( надпойменных) террас их именуют первая, вторая и так далее, причем счет ведут снизу вверх ( от русла)Б не считая поймы. Следовательно, чем больше номер террасы, тем она древнее.