Морфография и морфометрия рельефа

Планетарные, мега- и макроформы рельефа отличаются не только размером площади, которую они занимают, но и гипсометрией или, применительно к подводным формам, батиметрией (глубиной моря или океана). Наиболее общую характеристику рельефа земной поверхности в целом дает гипсографическая кривая¹ (рис. 1), на которой четко выделяются два основных гипсометрических уровня земной поверхности: материковый, располагающийся между +2000 и –200 м и занимающий 30% земной поверхности, и океанический – на глубинах от –3000 до –6000 м, на долю которого приходится 50% поверхности Земли. Остальные 20 /о занимают средневысотные и высокие горы, глубоководные желоба. Средняя высота суши над уровнем моря равна +875 м, средняя глубина океана –3730 м. Средняя высота поверхности Земли равна –2440 м. Следовательно, для Земли в целом более характерны отрицательные гипсометрические характеристики. Ниже приведены средние высоты материков и средние глубины океанов:

Для характеристики рельефа Земли в целом, а также отдельных регионов важное значение имеют не только средние, но и экстремальные отметки рельефа. Наивысшая точка Земли – вершина горы Джомолунгма, или Эверест (в Гималаях), – имеет отметку 8848 м, самая большая глубина в Марианском глубоководном желобе (Тихий океан) – равна 11034 м. Следовательно, максимальный размах высот на поверхности земного шара достигает почти 20 км.

Гипсометрическая характеристика – одна из важнейших характеристик рельефа. По степени приподнятости поверхности суши над уровнем океана выделяют низменный (от 0 до 200 м) и возвышенный рельеф. Последний в зависимости от абсолютной высоты, геологического строения и характера расчлененности подразделяется на возвышенности и возвышенные равнины, плато и плоскогорья, нагорья и горы.

-

Рис. 1. Распределение рельефа земного шара по различным высотным уровням (гипсографическая кривая)

К возвышенностям и возвышенным равнинам относят участки земной поверхности с абсолютными высотами от 200 до 500 м. Их поверхности (как, впрочем, и поверхности низменных равнин) могут быть горизонтальными, наклонными, вогнутыми или выпуклыми. По морфологии среди обоих типов равнин различают плоские, холмистые, волнистые, грядовые. Морфологический облик равнин определяется их геологическим строением и воздействием тех или иных экзогенных агентов. В зависимости от характера воздействия последних выделяют равнины аккумулятивные и денудационные.

Под термином «плато» понимают возвышенную равнину, сложенную горизонтально лежащими или слабо деформированными породами с ровной или слабо расчлененной (волнистой) поверхностью, отграниченную отчетливыми уступами от соседних более низких равнинных пространств. Различают плато структурные, вулканические и денудационные. Структурными называют плато, бронированные отпрепарированными стойкими пластами осадочных или магматических (чаще всего траппами) пород. Вулканические плато образовались в результате излияния на земную поверхность огромных масс лавы, заполнивших неровности ранее существовавшего рельефа. Денудационные плато по происхождению и облику рельефа сходны с возвышенными денудационными равнинами. Отличаются от последних меньшей расчлененностью поверхности и более четким, отграничением от соседних территорий. Ряд исследователей рассматривают эти понятия как синонимы.

По характеру рельефа и происхождению к понятию «плато» близко понятие «плоскогорье». Это обширные плосковершинные возвышенности, сложенные горизонтально лежащими или слабо деформированными породами. Плоскогорья отличаются от плато большими абсолютными высотами (до 1000 м и более) и поэтому имеют более глубокое расчленение. Внутри плоскогорий встречаются значительные неровности (впадины и поднятия), отграниченные от окружающих пространств четко выраженными, иногда крутыми уступами. Некоторые исследователи к плоскогорьям относят высоко приподнятые, выровненные денудационные равнины, сложенные деформированными породами.

Плато и плоскогорья, сложенные горизонтально залегающими породами, обычно с бронирующим верхним пластом, сохраняющим равнинность рельефа водораздельной поверхности, называют столовыми странами. Часто они имеют четко выраженные, иногда крутые или ступенчатые склоны. Выделяют также пластовые равнины, сформировавшиеся на горизонтально или почти горизонтально залегающих породах платформенного чехла. От столовых стран они отличаются отсутствием бронирующего пласта. По гипсометрии пластовые равнины могут быть как низменными, так и возвышенными.

Под понятием «нагорье» понимают обширные участки земной поверхности, характеризующиеся сложным сочетанием горных хребтов и массивов, плато, плоскогорий и котловин, лежащих на общем, высоко поднятом массивном цоколе.

Горы – это обширные территории со складчатой или складчато-глыбовой структурой земной коры, приподнятые на различную высоту (до 8000 м и более) и характеризующиеся значительными, обычно резкими колебаниями высот на коротком расстоянии. Горы, прямолинейно или дугообразно изгибаясь, протягиваются на десятки, сотни и тысячи километров. По гипсометрии их подразделяют на низкие (до 1000 м), средние (от 1000 до 3000 м) и высокие (>3000 м). Этой точки зрения придерживаются не все исследователи. Так, 3. А. Сваричевская горами называет только те поднятия, которые превышают среднюю высоту суши (+875 м). Возвышенные участки с абсолютными высотами до 1000 м она выделяет как холмогорья, участки высотой от 1000 до 2000 м относит к низким горам, от 2000 до 3000 м –к средним, от 3000 до 5000 м – к высоким и >5000 м – к высочайшим горам.

Для гор характерны высотная поясность ландшафтов и ярус-ность рельефа, обусловленные вертикальной дифференциацией климата и рельефообразующих процессов. И поясность и ярус-ность особенно четко проявляются в высоких горах.

Рельеф гор зависит от абсолютной высоты, геологического строения и, что важно подчеркнуть, географического положения. Низкие горы обычно характеризуются мягкими округлыми формами, отсутствием или слабо выраженной вертикальной ландшафтной дифференциацией. Однако в высоких широтах, где в связи с низким положением снеговой границы помимо форм эрозионного расчленения развиты и ледниковые формы, рельеф низкогорий приобретает черты альпийского, свойственного высоким горам² (рельеф Новой Земли и др.). Низкие горы или низкогорья характерны как для областей слабого горообразования, так и для периферических частей средневысотных и высоких гор, испытывающих соответственно умеренное и интенсивное воздымания. Рельеф и природно-территориальные комплексы низкогорий характеризуются особенно большим разнообразием, обусловленным не только различием геологического строения, но главным образом разнообразием физико-географических условий, определяющим «набор» и интенсивность экзогеннных процессов и факторов ландшафтной дифференциации.

Средневысотные горы имеют четко выраженную высотную поясность. Рельеф их верхних ярусов зависит от геологического строения и географического положения. Вершинные поверхности средневысотных гор низких широт, располагаясь ниже снеговой границы, имеют, как правило, мягкие, округлые очертания (Западные и Восточные Гаты, Аннамские горы и др.). Средневысотные горы умеренных широт часто несут следы реликтового ледникового рельефа (Карпаты и др.), а Средневысотные горы высоких широт характеризуются альпийским рельефом (Северный Урал, горы северо-востока СССР и др.). Сходное строение имеет рельеф среднегорий по периферическим частям высоких гор.

Много общего имеет рельеф вершинных поверхностей высоких гор, лежащих выше снеговой границы. Обусловлено это воздействием идентичных, главным образом гляциально-нивальных экзогенных процессе, способствующих образованию альпийского типа горного рельефа (Альпы, Кавказ, Гималаи и др.).

Как уже говорилось, гипсометрию дна морей и океанов называют батиметрией (от «батос» – глубина). По батиметрическим различиям выделяют неритовую зону морского дна (О–200 м глубины), батиальную (200–3000 м), абиссальную (3000–6000 м) и гипабиссальную (глубина более 6000 м).

Описание планетарных форм, а также мега- и макроформ рельефа ведется обычно по обобщающим материалам – картам, сводкам или обработанным данным по геофизическому и геологическому строению. В полевых условиях геоморфолог чаще всего описывает формы рельефа низших порядков. При таком описании фиксируется общий облик рельефа и внешний облик составляющих его форм, отмечаются их площади и линейные размеры (ширина, длина), абсолютные высоты и размах высот между соседними положительными и отрицательными формами рельефа (относительные высоты), описываются составляющие эти формы элементы– склоны и субгоризонтальные поверхности. Замеряются углы наклона поверхностей и указывается характер границ как между элементами в пределах одной формы, так и между соседними формами рельефа. Дается также характеристика плановых очертаний форм, их ориентировка, отмечается, какими породами сложены формы и как залегают эти породы.

Морфографическая (качественная) и морфометрическая (количественная) характеристика рельефа не заканчиваются полевыми наблюдениями. В камеральных условиях на основе полевых материалов, а также топографических карт, аэро- и космических снимков может быть составлена серия морфометрических карт:

1. Карты, густоты горизонтального расчленения. Наиболее простой способ построения такой карты сводится к определению длины эрозионной сети L на единицу площади Р: L/P. Показатели интенсивности расчленения наносят на карту внутри квадратов, по которым велся подсчет длины эрозионной сети, и затем в соответствии с выбранной шкалой квадраты закрашиваются или заштриховываются. Обычно придерживаются правила: чем интенсивнее расчленение, тем темнее окраска или гуще штриховка (рис.2). Интенсивность расчленения можно показать изолиниями, соединяющими отметки с одинаковыми показателями густоты расчленения. Густоту эрозионного расчленения можно показать и способом, основанным на измерении расстояний между линиями водоразделов и днищами (тальвегами) ближайших эрозионных форм.

Рис. 2. Картограмма густоты долинно-балочной сети (км/см², по А. И. Спиридонову)

2. Карты глубины расчленения. Один из способов составления подобного рода карт заключается в следующем: на топографиче-кой основе проводят границы элементарных бассейнов, а затем в каждом из них определяют амплитуду между самой высокой и самой низкой точками. Согласно полученным цифровым показателям и шкале условных знаков площади бассейнов закрашиваются или заштриховываются и также обычно по правилу: чем больше глубина расчленения, тем темнее окраска или гуще штриховка.

Для определения глубины расчленения может быть использован и такой прием: по изучаемому профилю определяется разница относительных высот между соседними положительными и отрицательными формами рельефа, а также разница высот между наиболее низкими и наиболее высокими точками профиля, т. е. максимальный размах относительных высот.

3. Карта общего показателя расчленения рельефа. Составление карты основано на подсчете по условным квадратам сумм длин горизонталей. Затем через центры квадратов, имеющих одинаковую сумму длин горизонталей, проводятся соответствующие

изолинии.

4. Карты крутизны земной поверхности. Показателями крутизны земной поверхности могут быть угол наклона а и отвлеченная величина – уклон i, равный tga. Построение карты углов наклона заключается в следующем. В соответствии с выработанной легендой и шкалой заложения на топографической карте проводят границы участков с соответствующими углами наклона земной поверхности. После выполнения этой работы карта раскрашивается или заштриховывается по указанному выше правилу. Если нужно найти уклон по профилю, находят тангенс угла a – отношения превышения верхней точки над нижней к горизонтальной проекции расстояния между этими точками.

Существуют и другие типы морфометрических карт, как и другие способы составления перечисленных выше карт.

Морфографическая и морфометрическая характеристики рельефа имеют большое прикладное значение. Без знания этих характеристик немыслимо строительство зданий и возведение сооружений, прокладка трасс железных и шоссейных дорог, проведение разного рода мелиоративных мероприятий и т. д.

Тщательное изучение морфографии и морфометрии рельефа имеет и большой научный интерес. Разнообразие морфографиче-ских и морфометрических показателей заставляет искать причину этих различий, которая может заключаться в неоднородности геологического строения изучаемой территории, в характере и интенсивности новейших тектонических движений, а также в неоднородности воздействия экзогенных рельефообразующих процессов.

Последнее обстоятельство следует подчеркнуть особо, так как каждый экзогенный агент создает специфичные, только ему свойственные формы и комплексы форм рельефа. Это позволяет широко использовать топографические карты, аэро- и космоснимки для суждения о генезисе рельефа той или иной территории. Морфографические и морфометрические показатели являются важнейшей составной частью легенд и содержания общих геоморфологических карт.

Однако характеристика рельефа только по морфографическим и морфометрическим показателям недостаточна. Так, при классификации рельефа по этим показателям в одной категории могут оказаться формы, имеющие сходный внешний облик, но раэлич' ные по происхождению (например, моренный холм и эоловый бугор), близкие по генезису, но разные по внешнему облику формы окажутся разобщенными (например, овраг и конус выноса этого оврага).

Поиск по сайту: