В съвременната наука те говорят за релефа и неговите основни компоненти: външен вид, исторически произход, постепенно развитие, динамика в съвременните условия и специални модели на разпространение от гледна точка на географията, а също така често споменават ендогенни и екзогенни процеси. Именно част от географията като общност и като комплексна наука може да се разглежда и геоморфологията, за която всъщност е характерна дефиницията, спомената по-горе. Този вътрешногеографски научен клон днес е доминиран от идеята за релефа като краен продукт от взаимното влияние на екзогенни и ендогенни геоложки процеси.
Екзогенни процеси
Под екзогенни процеси се разбират такива геоложки процеси, които са причинени от външни за земното кълбо източници на енергия, съчетани с гравитацията. Преобладаващият източник на енергия е слънчевата радиация. Екзогенните процеси протичат в приповърхностната зона и директно върху повърхността на земната кора. Те саса представени под формата на физикохимично и механично взаимодействие на земната кора с водни и въздушни слоеве. Екзогенните процеси са отговорни по своята същност за разрушителната работа с цел изглаждане на повърхностните неравности, които от своя страна се образуват от ендогенни процеси, а именно отрязване на издатини и запълване на релефни вдлъбнатини с продукти на разрушаване.
Ендогенни процеси
Земното кълбо непрекъснато се променя. Ендогенните и екзогенните геоложки процеси са антагонистични. Те са в състояние да отменят въздействието върху Земята на своя противник. Ендогенните процеси са такива геоложки процеси, които са пряко свързани с енергията, генерирана в дълбоките недра на твърдата земна повърхност (литосферата). Свойството ендогенност е характерно за много фундаментални явления при формирането на земната повърхност. Ендогенните включват метаморфизъм на скалите, магматизъм, сеизмична активност. Пример за ендогенни процеси са тектонските движения на земната кора. Основните източници на енергия за този тип процеси са топлинните, както и преразпределението на материала в дълбините в съответствие с плътността на определени материали (научно наречена гравитационна диференциация). Ендогенните процеси се захранват (както подсказва името) от вътрешната енергия на Земята и се проявяват преди всичко в многопосочни движения на огромни маси скали от земната кора, а с тях и разтопеното вещество на земната мантия. В резултат на ендогенни процеси се създават големи неравности на земятаповърхности. Именно тези процеси са отговорни за образуването на планини и планински вериги, междупланински улеи и океански депресии.
Във взаимното влияние на екзогенни и ендогенни варианти на процеси се развиват земната кора и нейната повърхност. Ще разгледаме процесните конструктори, тоест ендогенните геоложки процеси, които всъщност създават най-големите части от земния релеф.
Ендогенни групи
Сред ендогенните има 3 групи тясно взаимосвързани, но в същото време независими процеси:
- магматизъм;
- земетресения;
- тектонски влияния.
Нека разгледаме по-отблизо всеки процес.
Магматизъм
Вулканичните явления принадлежат към ендогенни процеси. Те трябва да се разбират като процеси, основани на движението на магмата към повърхността на земната кора и към нейните горни слоеве. Вулканизмът демонстрира на човека материята, която се намира в недрата на Земята, учените имат възможност да се запознаят с нейния химичен състав и физическо състояние. Вулканичните явления се появяват не навсякъде, а само в така наречените сеизмично активни райони, до които всъщност е ограничена възможността за подобни явления. Териториите с действащи или спящи вулкани върху тях често претърпяват геоложки промени в хода на историческия процес. Магмата, проникваща във вътрешните ендогенни процеси на Земята, може да не достигне повърхността, в този случай тя се втвърдява някъде в недрата на земята и образува специални интрузивни (дълбоки) скали (те включватгабро, гранит и много други). Явления, резултатът от които е проникването на магма в земната кора, получиха името платонизъм, иначе - дълбок вулканизъм.
Земетресения
Земетресенията, които също са сред основните ендогенни процеси, се проявяват в определени части от земната повърхност, изразяващи се в краткотрайни трусове. Всеки разбира, че земетресенията, като природни бедствия, заедно с вулканизма, винаги са били близо до човешкото общество и в резултат на това те поразиха въображението на хората. Земетресенията не преминаха безследно за човек, причинявайки огромни щети на неговата икономика (а понякога дори на здравето и живота) под формата на разрушаване на сгради, нарушаване целостта на земеделските култури, тежки наранявания или дори смърт.
Тектонски влияния
Освен земетресенията, които са краткотрайни и мощни вибрации, земната повърхност изпитва влияния, при които някои от нейните части се издигат, а други падат. Такива движения на земната кора са невъобразимо бавни (в сравнение с темпото на нашето ежедневие): скоростта им е еквивалентна на промени на ниво от няколко сантиметра или дори милиметра на век. Така че те, разбира се, са недостъпни за наблюденията на човешкото око, измерванията се изискват само с използването на специални измервателни уреди. Въпреки това, парадоксално, тези промени са много значими за облика на нашата планета и дори в исторически мащаб.скоростта им не е толкова малка. Тъй като подобни движения се случват постоянно и навсякъде в продължение на много стотици и дори милиони години, крайните им резултати са впечатляващи. Под влияние на тектоничните движения (и те се наричат така) много земни зони се превърнаха в дълбоко океанско дъно, напротив, със същия успех, някои части от повърхността, които сега се издигат на стотици, хиляди метри над морското равнище някога са били скрити под гъста водна покривка. Както всичко в природата, интензивността на осцилаторните движения е различна: в някои райони тектоничните процеси са по-бързи и имат по-голямо въздействие, докато на други места са много по-бавни и по-малко значими.
В тази статия ще се спрем на тектоничните процеси, тъй като те са от решаващо значение за формирането на релефа, а оттам и външния облик на нашата планета. И така, тектониката определя естеството и плана на бъдещите очертания на релефните форми на Земята в продължение на много векове.
Тектонични блокове
Нека още веднъж да отбележим, че тектоничните промени се разбират като ендогенни процеси на формиране на релефно изображение. Тектониката е пряко свързана с движенията на специални монолитни блокове, които са отделни фрагментарни части от земната кора. Важно е да разберете, че тези блокове са различни един от друг:
- в дебелина (минимум от единични метри и десетки метри и максимум до километри, броени в десетки);
- по площ (най-малките са десетки и стотици километри на квадрат, а най-големият обхват вплощ до милионни);
- според естеството на деформацията на скалите, изграждащи земната кора (отново разграничаваме два вида промени: прекъснати и нагънати);
- в посоката на движение (има два вида многопосочни движения: хоризонтални и вертикални тектонски движения).
История на развитието на учението на тектониката
До средата на 20-ти век концепцията за фиксизъм е била на водещи позиции в геоморфологията и геологията. Основава се на идеята, че основният, доминиращ тип осцилаторни движения трябва да се счита за вертикален, докато хоризонталният тип движения е вторичен. По този начин геолозите вярваха, че всички основни форми на земния релеф (а именно океанските депресии и дори цели континенти) са създадени единствено поради вертикалните движения на кората. Континентите са изброени като зони на повърхностно повдигане, а океаните се възприемат като зони на неговото потъване. Същата теория обяснява и трябва да се признае съвсем ясно и разумно образуването на по-малки релефни неравности по отношение на съотношението на размерите, а именно отделни планини, планински вериги и депресии, разделящи същите тези вериги.
Въпреки това, както знаете, идеите са склонни да се променят с времето и всяка истина може лесно да се превърне от абсолютен статус в относителен. Геоучен на име Алфред Вегенер фокусира вниманието на научната общност върху факта, че очертанията и формите на различните континенти геометрично си пасват доста добре. В същото време започнаактивна работа по събиране на геоложки и палеонтологични данни от различни континенти, достъпни за изследване по това време. Тези проучвания показаха интересно нещо: на континентите, разположени в момента на разстояния, равни на много хиляди километри един от друг, в далечното минало са живели абсолютно идентични същества, освен това поради структурни особености много видове същества нямаха абсолютно никаква възможност да пресичайте невероятно големи водни пространства.
Все същият Вегенер свърши безценна работа по анализирането на огромно количество палеонтологични и геоложки данни. Той ги сравнява с очертанията на сегашните континенти и въз основа на резултатите от изследванията си излага теорията, че в минал живот континентите на повърхността на Земята са били разположени съвсем различно, отколкото сега. В допълнение към това ученият се опита да направи уникална реконструкция на общия облик на земята от минали геоложки епохи. Нека поговорим за теорията на Венгер по-подробно.
Според него, през пермския период на палеозоя на Земята всъщност е съществувал един суперконтинент с огромни размери, който се е наричал Пангея. До средата на юрския период на мезозоя той е разделен на две независими части - континентите Гондвана и Лавразия. Освен това броят на континентите непрекъснато нараства: Лавразия се раздели на съвременна Северна Америка и Евразия, а Гондвана от своя страна беше разделена на Африка, Южна Америка, Антарктида, Австралия и Индустан (по-късно Индустан стана Евразия). Всъщност ето как падна концепцията за фиксизма. Разумностана невъзможно да се обяснят промените в очертанията на континентите от такъв план и по-нататъшните движения на континентите по повърхността на Земята в рамките на тази теория.
Wegener не спря дотук. Той консолидира срива на фиксизма с предположението, че континентите, приели формата на огромни литосферни блокове, се движат изобщо не във вертикална, а в хоризонтална посока. Нещо повече, именно хоризонталните движения, от негова гледна точка, са основните тектонски трептения, които оказаха решаващо влияние върху облика на нашата планета. Теорията на Алфред Вегенер е наречена теория на континенталния дрейф, а нейните привърженици стават известни като мобилисти (за разлика от фиксистите). Може би Вегенер би могъл да допринесе за изследването на други ендогенни и екзогенни геоложки процеси, но той спря на този етап.
Както и да е, освен непълно обоснованите заключения на самия Вегенер и палеонтологични данни, нямаше потвърждение за реалността на поредицата за континентален дрейф. За да се получат данни, които да потвърдят или опровергаят новата теория и накрая, да се разбере причината за движението на континентите, беше необходимо да се проучи по-внимателно структурата на земната кора. Вторият аспект на работата обаче беше по-важен: беше необходимо да се проучи възможно най-пълно структурата на дъното на океаните, която дотогава изобщо не беше изследвана. Само си представете: според мнението на огромното мнозинство учени по това време, океанското дъно е било напълно плоска повърхност!
Континентална и океанска кора
Даннибяха проведени проучвания и дадоха напълно неочаквани резултати. За изненада на учените, релефът на Земята под океанския слой и под континентите се оказва подреден по различен начин.
Континенталната кора е дебела и се състои от три слоя:
- горна (образувана от седиментните скали на седиментния слой, който се образува на земната повърхност);
- гранит (до върха);
- базалт (двата долни слоя са образувани от скали, родени във вътрешността на земята поради охлаждане и по-нататъшна кристализация на веществото на мантията).
Кората на дъното на океаните е много различна. Той е по-тънък и се състои само от два слоя:
- горна (образувана от седиментни скали);
- базалт (липсващ гранитен слой).
Настъпи истинска революция: стана възможна и освен това е доказано съществуването на два различни типа земна кора: океанска и континентална.
Слой мантия
Под земната кора се намира мантията, чието вещество е представено в разтопено състояние. Астеносфера - мантийният слой, разположен на дълбочина 30-40 километра под океаните и 100-120 километра под континентите. Той, съдейки по данните за скоростните качества на сеизмичните вълни, е надарен с висока пластичност и дори такова свойство като течливост. Трябва да се научи, че абсолютно всички слоеве над астеносферата са литосферата. Тоест, земната кора и мантийният слой над астеносферата са включени в един вид литосферна формула.
Долен релефокеан
Релефът на океанското дъно също се оказа много по-сложен, отколкото се смяташе преди. Основните му компоненти са:
- шелф (повърхност, условно продължаваща наклона на сушата от водната линия до дълбочина 200-500 метра);
- континентален наклон (от края на шелфовата зона до 2,5-4 хиляди метра и евентуално повече);
- маргинален морски басейн (донякъде неравна (хълмиста) равна повърхност, в която континенталният склон се влива през континенталното подножие, иначе наречено вдлъбната флексия);
- островна дъга (верига от вулкани или вулканични острови под водата, този дънен компонент разделя крайното море от зоната на открито море);
- дълбоководен ров (най-дълбоката част на океанското дъно, която е успоредна на островната дъга по външния ръб на дъното, това е доста тясна и дълбока пукнатина);
- океанско легло (външно наподобява маргинален морски басейн, но много по-широко: няколко хиляди километра, леглото е разделено на две части от издигане, което се свързва в цяла система с концепциите за други океани (средния океан се създават хребети);
- рифтова долина (в издигнати части на средноокеанските хребети, тесни и дълбоки).
Нова теория на тектоничните движения
Новата теория, която доста ясно и разумно обосновава движенията на континентите, се роди чрез сравняване на информация за структурата на земните вътрешности под континентите и океаните. Той също така показва истинската роля на хоризонталататектонски движения, доказващи връзката между ендогенните процеси и релефа.
В основата на тази концепция беше теорията, че литосферата се състои от няколко независими монолитни блока, способни да се движат в различни посоки един спрямо друг. Това се случва по повърхността на астеносферата. Астеносферата и нейните пластмаси действат по някакъв начин като лубрикант за улесняване на движението на монолитите.
Мантийната субстанция систематично се движи в недрата на земята. На някои части на повърхността материалът на мантията се движи в посока нагоре, точно по този начин магмата тече към повърхността. В тези области на Земята астеносферата става по-тънка и леко се извива нагоре, поради факта, че изпитва натиск отдолу, литосферата също леко се извива нагоре. Така средноокеанският хребет възниква като линейно издължено повдигане. Освен това, ако всичко е запазено в тази форма и не се случи нищо свръхестествено, по оста на издигане се появява пукнатина (това е долината на разлома). Мантийното вещество, поради приближаване към земната повърхност или изливане на тази повърхност, започва да действа върху свързаните литосферни блокове, принуждавайки ги да се движат в различни посоки. И успоредно с това, веществото на мантията се втвърдява в приповърхностния слой и директно върху самата повърхност, като по този начин образува обновена земна кора. Процесът, по време на който монолитните блокове на литосферата се раздалечават и който съпътства образуването на нова земна корав средноокеанските хребети, те решиха да го нарекат разпространение.
Литосферни плочи, които се плъзгат по астеносферата далеч от оста на средноокеанския хребет и съответно към съседните континенти, със сигурност ще се сблъскат (това не може да се избегне) с континентални блокове на литосферата с много по-висока плътност. Възниква процес, при който по-малко мощната и по-лека океанска кора често потъва под континенталната, а след това прониква в зоната на високи температури в горната мантия и, като не може да ги издържи, се топи, като по този начин добавя нова материя към мантията. Материалът, който се добавя към мантията, замества този, който е бил излят по-рано в средноокеанския хребет. Процесът на образуване на континентална плоча над океанска се нарича субдукция. Дълбокото морско корито от своя страна се образува от рязко понижение на температурите над зоната, където океанската плоча се потъва под участък от континенталната кора.
Всъщност описаната теория определя разделянето на литосферата на нашата планета на монолити от различни области, които се движат в различни посоки. Всичко е просто, трябва само веднъж да разберете какво ще ви интересува в областта на ендогенните и екзогенните процеси!
