Лекция 10. Криогенные формы рельефа

Цель: познакомиться с процессами и формами рельефа областей распространения многолетней мерзлоты.

План:

Географическое распространение многолетней мерзлоты льды криолитозоны.

Формы рельефа, связанные с морозобойными трещинами.

Формы рельефа, связанные с морозной сортировкой грунта.

Формы рельефа, связанные с морозным пучением и деформацией грунтов.

Склоновые формы рельефа.

Термокарстовые и термоэрозионные формы рельефа.

Географическое распространение многолетней мерзлоты. Многолетняя мерзлота возникла одновременно с поверхностным оледенением в плейстоцене. На Земле около 25 % всей суши приходится на многолетнюю мерзлоту. Самые большие площади с многолетней мерзлотой располагаются в Канаде и в России. Она развивается в условиях резко континентального климата, характеризующегося продолжительной, холодной и малоснежной зимой.

Верхний слой периодического промерзания и оттаивания называется деятельным слоем. Ниже его развиты многолетнемерзлые горные породы. В России они занимают свыше 48 % площади. Зону распространения многолетне-мерзлотных пород (ММП) называют криолитозоной (греч. «криос» - холод). Она охватывает север европейской части России, Западную и Среднюю Сибирь, Северо-Восток Сибири, Дальний Восток, Прибайкалье и Забайкалье, а также высокогорные районы.

На самом юге распространены редкоостровные ММП, занимающие от 5 до 30 % от всех горных пород. К северу за ней следует зона островного расположения, где острова ММП занимают уже от 40 до 60% площади. Далее она переходит в зону массивноостровного и прерывистого распространения ММП, занимающих до 70-80% площади. Севернее островной зоны располагается зона сплошного распространения ММП, занимающая наибольшие площади и характеризующаяся мощностью от 100 до 900 м и более метров.

В горных районах распространение многолетне-мерзлотных пород подчиняется вертикальной зональности и характеризуется увеличением мощности с высотой гор (от 100 до 1000 м и более).

Подземные льды, формирующиеся в горных породах, подразделяются на четыре группы:

Погребенный лед, образующийся при захоронении снежников и подземных льдов.

Повторно-жильный лед, образующийся при неоднократном заполнении водой или снегом морозобойных трещин. Их глубина от 0,5 до 40 м, а ширина в верхней части до 10 м и более. Необходимыми условиями для образования повторно-жильных льдов являются:

возникновение морозобойных трещин, проникающих глубже границы сезонного протаивания;

многократное заполнение трещин льдом;

наличие пластичных или способных к уплотнению горных пород.

Инъекционный лед, возникающий в результате замерзания подземной воды, внедряющейся под напором в толщу мерзлых дисперсных пород.

Конституционный лед, образующийся при промерзании влажных пород.

Формы рельефа, связанные с морозобойными трещинами. На выровненных участках распространено морозобойное растрескивание, сопровождающееся формированием полигонально-блочного рельефа. У южной границы многолетней мерзлоты, в условиях резко континентального климата и глубокого сезонного промерзания и протаивания грунтов (Забайкалье, юг Восточной Сибири) формируется бугристо-западинный рельеф. Он образуется в результате просадки трещин под влиянием инфильтрации осадков и смыва грунта в трещины. Блоки между трещинами приобретают пологовыпуклую форму. Морозобойные трещины образуют полигоны различной размерности и формы - тетрагональные в однородных породах и неправильные - в разнородных породах (рис. 22).

В областях распространения повторно-жильного льда при вытаивании ледяных жил образуются клиновидные полости, в которые происходит обрушение отложений. Рост ледяных клиньев приводит к выжиманию грунта в стороны и вверх, врезультате образуются валиковые полигоны. Высота валиков достигает нескольких десятков сантиметров (редко более 0,5 м), ширина — 3 м, ширина канавок между валиками 1-2 м, средний поперечник полигонов 15-25 м, реже больше (рис. 23).

Формы рельефа, связанные с морозной сортировкой грунта. Если грунты содержат в своем составе обломочный материал, то он подвергается морозной сортировке. В результате многократного промерзания и протаивания происходит «вымораживание» из породы крупного обломочного материала на поверхность и его перемещение в сторону пониженных трещинных зон, с образованием каменных бордюров (рис. 24, 25). Такие формы рельефа называются полигонально-структурными. К ним относятся каменные кольца, полосы и многоугольники.

Формы рельефа, связанные с морозным пучением и деформацией грунтов. За счет увеличения объема замерзающей воды в грунтеможет возникать морозное пучение и связанные с ним бугры пучения - гидролакколиты (булгунняхи) (рис. 26). Их образование связано с внедрением подземных вод между многолетнемерзлой толщей и промерзшей частью сезонно-талого слоя. Высота гидролакколитов колеблется от 10 до 30 м, диаметр — от нескольких десятков до сотен метров. Многолетние бугры пучения, возникшие на месте торфяных болот, называются торфяными буграми. Их высота 2-4 м, диаметр основания от 5 до 30 м. Бугры пучения могут быть сезонными. Такие бугры имеют небольшие размеры.

При промерзании сверху и по трещинам внутри грунтов создается давление, происходит прорыв разжиженного грунта и растекание его по поверхности. Образуются округлые, овальные, иногда полигональные формы микрорельефа диаметром до нескольких десятков сантиметров, которые называются пятна-медальоны. Поверхность пятен может быть плоской, слегка выпуклой или вогнутой, лишена растительного покрова (рис. 27).

С замерзанием выходящих на поверхность грунтовых вод или с постепенным промерзанием реки связано возникновение наледей. В результате создается напор, вода выливается на поверхность и замерзает. Площадь наледей может достигать, десятков квадратных километров, а мощность — нескольких метров. Гигантские наледи, развитые Якутии, называют тарынами. Они служат плотинами, за которыми образуются озера.

Склоновые формы рельефа. К склоновым процессам в областях развития многолетней мерзлоты относятся два типа:

солифлюкция (лат. «солюм» - почва, грунт и «флюксус» - течь);

курумы (каменные потоки).

Термокарстовые и термоэрозионные формы рельефа. Вытаивание льда из горных породназывается термокарстом. Термокарстовые процессы приводят к образованию термокарстовых западин, озер и глубоких котловин – аласов. Их размеры колеблются от десятков метров до нескольких километров в диаметре и глубина до 15-30 м. Они образуются в результате вытаивания подземных льдов и просадки пород.

Термическое воздействие морских волн на берега, сложенные вечномерзлыми грунтами называется термоабразией. Под влиянием волнового действия у берега вырабатывается ниша вытаивания. По мере углубления ниши нависающий над ней карниз обрушивается, формируется термоабразионный клиф. Термическая абразия всегда сопровождается солифлюкционными процессами.

Термоэрозионные формы — ложбины, овраги, долины, возникшие в процессе механического, химического и термического воздействия водных потоков на дно и берега, сложенные мерзлыми грунтами. Эрозионные формы часто закладываются вдоль термокарстовых понижений или по трещинам полигональных грунтов. В последнем случае образуются байджарахи — останцы мерзлого грунта. Высота байджарахов от одного до нескольких метров, диаметр основания от 3 до нескольких десятков метров.

Дата добавления: 2015-08-05