Почвоведение и инженерная геология

Рельеф областей преобладания ледникового сноса представлен формами ледниковой обработки, штриховки и полировки: курчавыми скалами, бараньими лбами – и формами ледникового выпахивания: впадинами, котловинами.

Рельеф областей преобладания ледниковой аккумуляции представлен холмисто-моренным, конечноморенным, друмлинным ландшафтами (рисунок 8).

Рисунок 8 – Типы морен: 1 – поверхностная морена; 2 – внутренняя Морена; 3 – донная морена; 4 – боковая морена; 5 – коренные породы

Рельеф внеледниковых областей связан с деятельностью талых ледниковых вод и представлен зандровыми равнинами, приледниковыми озерами, озами и камами.

В послеледниковое время произошло изменение моренного и водно-ледникового рельефа под влиянием плоскостного смыва, солифлюкции, эрозии и тектонических движений (сглаживание холмов и заполнение озерных впадин, спуск озер, развитие овражно-балочной сети, образование пойм и террас, образование дюн).

Под вечной мерзлотой понимают такое состояние горных пород, при котором они в течение длительного времени (сотни и тысячи лет) сохраняют отрицательные температуры.

Наличие на небольшой глубине мерзлых горных пород вызывает развитие особых явлений (термокарст и солифлюкция) и создает своеобразный комплекс форм рельефа – солифлюкционные террасы (натечные формы), нагорные террасы (ступенчатые формы горных склонов), крупные торфяные бугры (при процессах пучения), наледи, гидролакколиты, полигональные образования.

Вопросы для выполнения задания и самостоятельной подготовки

1. Что изучает динамическая геология? Что понимают под эффузивным магматизмом? 2. Перечислите группы вулканов? 3. Какие геологические процессы называют эндогенными? 4. Какие геологические процессы называют экзогенными? 5. Какую роль в формировании рельефа играют эндогенные и экзогенные процессы? 6. Что понимают под тектоническими движениями земной коры? 7. На какие типы делятся тектонические движения? 8. Какую роль играют тектонические движения при формировании рельефа месторождений полезных ископаемых? 9. Что понимают под выветриванием горных пород? 10. Перечислите типы выветривания и факторы, под влиянием которых происходит процесс выветривания горных пород. 11. Что понимают под корой выветривания? 12. В чем заключается разрушительная деятельность ветра? 13. Что представляют собой процессы дефляции и коррозии? 14. Что представляют собой эоловые отложения? 15. В чем заключается разрушительная деятельность ледников? 16. Что такое морена? Какие виды морен встречаются? 17. Что такое флювио-гляциальные отложения? 18. Что такое водная эрозия? Перечислите типы водной эрозии. 19. В чем заключается разрушительная деятельность рек? 20. Какую геологическую работу совершают подземные воды? 21. Дать определение понятий «элювий», «делювий», «аллювий», «пролювий». 22. Что такое лесс и лессовидные породы? 23. При содержании каких минералов почва вскипает от HCl? 24. При содержании каких минералов глины бывают белые, желтые, красно-бурые? 25. Чем отличается горная порода от минералов? 26. Чем отличается горная порода от почвы? 27. Перечислите главнейшие формы рельефа земли. 28. На какие генетические группы подразделяются глобальные формы рельефа? 29. Перечислите основные типы рельефа суши. 29. В чем состоит связь геологии с почвоведением?

Оборудование и материалы. Образцы почвообразующих пород, лупы, 10 % раствор соляной кислоты в капельнице.

1.3 Рельеф, его роль в почвообразовании

Рельеф – это совокупность форм земной поверхности разных масштабов. Наука о рельефе, его строении и происхождении – геоморфология. В зависимости от размеров форм земной поверхности различают мегарельеф, макрорельеф, мезорельеф и микрорельеф. Мегарельеф – это наиболее крупные неровности земной поверхности – материковые массивы и океанские впадины. Макрорельеф – крупные формы земной поверхности, занимающие большую площадь, с колебаниями высот, измеряемыми сотнями метров и километрами (горные хребты, плоскогорья, равнины). Мезорельеф – формы рельефа средних размеров с колебаниями высот, измеряемыми метрами и десятками метров (склоны, ложбины, балки, террасы и др.). Микрорельеф – мелкие формы рельефа, занимающие незначительные площади, с колебаниями высот в пределах одного метра (западины, блюдца, бугорки и др.). Разновидностью микрорельефа является нанорельеф – самые мелкие формы рельефа с колебаниями высот в пределах 30 см: кочки, неровности, связанные с обработкой почвы (борозды, гребни и др.).

Рельеф создается в результате одновременного воздействия на земную поверхность эндогенных (тектонических) и экзогенных сил, возбуждающих деятельность денудационных процессов: текущей воды, ветра, льда и т.д., гравитационных сил и пр. Те и другие силы действуют антагонистически. Эндогенные – создают крупные неровности, экзогенные – разрушают и понижают положительные формы рельефа и заполняют продуктами разрушения отрицательные формы.

Рельеф играет большую роль в процессах функционирования биосферы и в почвообразовании. Мега- и макроформы рельефа (материки, океаны, горные системы) участвуют в формировании воздушных масс и перераспределении тепла и влаги по земной поверхности, определяя климатические и погодные условия, а через них – макроэкосистемы с характерным почвенным покровом. Наглядным примером этого является вертикальная поясность в горах.

Мезо- и микроформы рельефа перераспределяют тепло и влагу в пределах склонов, повышений и понижений. Они определяют особенности микроклимата и глубину залегания грунтовых вод, тем самым формируя мезо- и микроэкосистемы с характерными особенностями почвенного покрова. Мезо- и микрорельефы определяют размер и форму элементарных почвенных ареалов, образующих различные почвенные комбинации (сочетания, комплексы и др.) в структуре почвенного покрова.

Большое влияние рельеф оказывает на формирование агроэкосистем и хозяйственную деятельность человека. В качестве примеров можно привести земледелие горное и на равнинах, противоэрозионные системы земледелия на склонах. В последние годы разрабатываются адаптивно-ландшафтные системы земледелия, в которых рельеф является одним из ведущих факторов выбора культуры и технологий их выращивания.

С перераспределением влаги по элементам рельефа связана миграция твердых веществ с поверхностным стоком и растворенных – с поверхностным и внутрипочвенным стоком. Эти процессы обусловливают геохимические особенности ландшафтов, интенсивность процессов денудации и антропогенной эрозии.

1.3.1 Типы рельефа и их распространение

С учетом внешнего вида (морфологии) и происхождения (генезиса) выделяются следующие морфогенетические типы рельефа (по К.К. Маркову): 1) горный (структурно–тектонический); 2) структурный (пластовый); 3) скульптурный (эрозионный); 4) аккумулятивный (насыпной).

Горный, или структурно-тектонический тип рельефа подразделяется на несколько подтипов.

Высокогорный рельеф характеризуется самой высокой амплитудой колебаний высот и самыми высокими абсолютными высотами, значительной крутизной склонов с острыми вершинами, лишенными растительности. Рыхлые отложения здесь не накапливаются, и формируются слаборазвитые маломощные почвы. Этот тип рельефа характерен для горных систем Кавказа, Памира, Алтая и др.

Альпийский рельеф имеет черты высокогорного, но со значительным участием рыхлых ледниковых отложений в нитеобразных понижениях на склонах и в долинах, на которых широко распространены альпийские луга, используемые под пастбища. Альпийский рельеф распространен в горах Кавказа, Памира, ТяньШаня, встречается в более низких горных системах на Урале и в горах Сибири.

Нагорья представляют собой высокогорные выровненные поверхности со значительной мощностью рыхлых отложений и сформированными почвами. Распространены в Закавказье, Восточном Памире, Алтае, Саянах, Становом хребте, горах северо-восточной Сибири. Здесь широко распространены альпийские луга и местами развито высокогорное земледелие.

Среднегорный рельеф характеризуется более низкими абсолютными высотами с амплитудой относительных колебаний высот от 0,5 до 2,0 км. Склоны менее крутые, поэтому покрыты щебнистым материалом и, как правило, находятся под лесами. Распространены практически во всех горных системах России.

Низкогорный рельеф характеризуется низкими абсолютными отметками и амплитудой относительных колебаний менее 0,5 км. Распространен этот тип по окраинам высоких и среднегорных систем.

Сельговый рельеф характеризуется амплитудой относительных колебаний в пределах 100-200 м. Межгрядовые долины заполнены ледниковыми отложениями. Встречается в Карелии и на Кольском полуострове.

Структурный, или пластовый тип рельефа представлен плоскими, горизонтально залегающими пластами осадочных пород, устойчивыми к процессам денудации. В этом типе рельефа также выделяется несколько подтипов.

Плоскогорья высотой до 1 км, наибольшее распространение имеют в Средней Сибири.

Плато имеют высоту до 400 м. Распространены на северозападе и востоке Европейской части России.

Куэсты – узкие плато, имеющие наклон в одну сторону. Распространены в Крыму и на Северном Кавказе.

Скульптурный, или эрозионный тип рельефа представлен равнинами, которые образовались в результате речной и плоскостной эрозии, морской абразии. Они имеют разную степень расчленения. Мощность четвертичных отложений более высокая в нижних частях склонов и в понижениях. Эрозионный тип рельефа характерен для Среднерусской, окраинных частей Окско-Донской и Среднеднепровской возвышенностей и Западно-Сибирской низменности.

Аккумулятивный, или насыпной тип рельефа характеризуется накоплением рыхлых четвертичных отложений в областях погружения. Он включает несколько подтипов.

Аллювиальные равнины – это слабо пониженные плоскохолмистые и плосковолнистые территории, охватывающие значительные части бассейнов крупных рек и их притоков. Они имеют мощную толщу четвертичных отложений, до нескольких десятков метров, представленных современными и древнеаллювиальными песчаными и суглинистыми отложениями. Аллювиальные равнины слабо расчленены, часто заболочены. К аллювиальным равнинам относятся Ярославско-Костромская, Марийская. Огромная озерноаллювиальная равнина расположена на юге Западной Сибири в бассейнах рек Иртыша и Тобола.

Ледниковый и водно-ледниковый аккумулятивный рельефы представлены холмистыми, холмисто-увалистыми равнинами, сложенными моренными и водно-ледниковыми отложениями. Такие рельефы занимают большие площади на северо-западе и севере европейской части России и на севере Западно-Сибирской низменности. Они представлены зандровыми равнинами в виде плоских конусов выноса подледниковых потоков и специфических моренных образований в виде холмов и валов высотой 20–25 м, получивших название озы, камы, друмлины.

Морской аккумулятивный рельеф представлен плоскими и плоско-волнистыми формами на побережье Северного Ледовитого океана и в Прикаспийской низменности. Они сложены морскими отложениями.

Эоловый аккумулятивный рельеф имеет наибольшее распространение в песчаных пустынях Средней Азии, а также на побережьях морей и озер. Для них характерны такие формы, как барханы, бугристые и грядовые пески. Приморские, приозерные и приречные пески образуют дюны.

Перечисленные типы и подтипы характеризуют основные формы макрорельефа.

1.3.2 Формы и виды мезорельефа

Формы мезорельефа складываются из различных элементов рельефа. При расчленении территорий в системе междуречий выделяются следующие элементы рельефа: вершины водоразделов, склоны, подошвы склонов, шельфы склонов, днища межсклоновых западин, днища оврагов и балок, террасы, уступы и склоны террас.

Сочетания элементов рельефа образуют положительные формы мезорельефа: холмы, бугры, гривы, увалы, гряды, дюны, барханы, озы, камы, друмлины – и отрицательные: балки, ложбины, лощины, овраги, карстовые понижения, промоины (рисунок 9).

Холмом называется небольшое возвышение округлой формы с широким основанием, постепенно сливающимся с равниной. Высота холма 40–100 м, иногда до 200 м.

Бугор характеризуется меньшей высотой (10–25 м) и более крутыми склонами.

Рисунок 9 – Схема соотношения ледниковых и водно-ледниковых форм материковых отложений

Грива, гряда, увал – удлиненные возвышения, отличающиеся от холма тем, что их длина в несколько раз превышает ширину.

Гряды, имеющие форму длинных (до 30–40 км) узких валов моренного происхождения, называют озами. Их ширина 40–100 м; высота 25–30 м.

Друмлины – моренные холмы продолговато-овального очертания длиной до 25 км, шириной 10–150 м, высотой 5–25 м.

Камы – холмы моренного происхождения высотой до 100 м.

Овраги – линейно вытянутые понижения с крутыми или отвесными склонами, не задернованными растительностью, образовавшиеся в результате водной эрозии. Небольшие овраги глубиной до 1–2 м называются промоинами.

Балка отличается от оврага пологими задернованными склонами. В верховьях балка сужается, становится мельче и переходит в лощину, которая, в свою очередь, переходит в плоское понижение, называемое ложбиной.

Размеры оврагов и балок – до нескольких километров в длину, десятков метров в ширину и глубину.