Планетарные и тектонические формы рельефа

Планетарные и тектонические формы рельефа в своем возникновении и развитии обусловлены процессами формирования земной коры и тектоническими движениями.

Наиболее крупными величайшими формами рельефа планеты являются материковые выступы и океанические впадины. Они возникают в результате глобальных процессов тектогенеза и отражают коренные различия не только в строении земной коры, но и верхней мантии. Материки представляют собой обширные возвышенности со средней высотой около +0,8 км над уровнем моря, океаны — еще более грандиозные впадины со средней глубиной — 4,2. Границы их не совпадают с береговой линией, так как в пределы материков входят шельфы и континентальные склоны до изобаты — 2500 м. Материкам отвечает более мощная (до 40—70 км) трехслойная земная кора, включающая «гранитный» слой до 10—20 км мощности. В океанах земная кора утоняется до 5—15 км, «гранитный» слой выклинивается и основную часть коры слагает «базальтовый» слой, также сильно уменьшающийся в мощности. Коренные различия между материками и океанами проявляются и глубже в верхней мантии — в глубинной литосфере и астеносфере. Под континентами толщина литосферы вдвое возрастает по сравнению с океанами, меняется и ее состав.Астеносфера, наоборот, под океанами оказывается более мощной — до 300 км, а под материками сокращается до 130—150 км. Именно указанные соотношения — большая мощность и меньшая плотность литосферы в пределах материков обеспечивают их более высокое положение над ложем океанов вследствие изостатического «всплывания» материков.

Вторая категория эндогенных форм, имеющая очень много общего с предыдущей — это крупнейшие формы рельефа планеты — мегарельеф, осложняющий строение и материковых и океанических пространств. Ряд исследователей большинство этих форм рассматривает как планетарные и относит к предыдущей категории. Однако развитие крупнейших форм рельефа более тесно связано с собственно тектоническими процессами. Местами эти формы переходят из океанической области в континентальную, как бы накладываясь на них.

Сюда относятся материковые платформенные равнины, крупнейшие системы высоких гор и глубоких впадин, системы островных дуг и глубоководных желобов, срединно-океанические хребты и абиссальные океанические равнины. Эти формы рельефа связаны с развитием тектонических структур второго порядка — подвижных поясов и устойчивых платформ. Платформам в рельефе отвечают равнины: материковые — со средним уровнем +0,5 км, океанические—с глубинами —4,5 км. Они имеют соответствующий тип строения, земной коры и верхней мантии. Подвижные пояса характеризуются своеобразным и сильно расчлененным рельефом. Выделяют четыре основных типа подвижных поясов, которым отвечают особые типы мегарельефа. Все они отличаются также и по особенностям строения земной коры и верхней мантии. Морфологически подвижные пояса характеризуются огромной протяженностью, достигающей нередко десятков тысяч километров, и большой расчлененностью рельефа, амплитуда которого по экстремальным точкам доходит до 20 км, причем резко возрастают градиенты высот. Например, к востоку от Филиппин они достигают 12 км на 130 км. Отмечаются резкие колебания мощности земной коры и литосферы. С подвижными поясами связаны зоны крупнейших глубинных и сверхглубинных разломов, уходящих в мантию на 700 км от поверхности. В связи с этим подвижные пояса проявляют и наиболее высокую сейсмичность, и высокую вулканическую активность.

На континентах выделяют эпигеосинклинальные и эпиплатформенные орогенные пояса, которым отвечают горные системы.

Эпигеосинклинальные орогенные пояса развиваются на складчатых сооружениях геосинклинальных областей на заключительном, или орогенном этапе их развития. Они характеризуютсясочетанием наиболее высоких горных систем и глубоких впадин, резкой расчлененностью земной коры, в строении которой выделяются участки максимальных мощностей (до 70 км) с типичным континентальным строением, отвечающие высочайшим поднятиям (Гималаи), и глубокие впадины (Черное; Тирренское моря) с резко утонченной корой субокеанического типа, т.е. лишенной гранитного слоя, но имеющей большой мощности осадочный чехол. К этому типу относится Средиземноморский горный пояс, развившийся на межматериковом геосинклинальном поясе, и горный пояс Кордильер Америки, образовавшийся на окраинно-материковом поясе.

Эпиплатформенные орогенные пояса отличается тем, что в горообразование вовлекаются участки, пережившие длительное платформенное развитие. Эти связаны с процессами вторичной тектонической активизации земной коры. Эти пояса развиваются на коре материкового типа повышенной мощности (до 55—65 км) и характеризуются преобладанием поднятий, однако местами имеются и крупные опускания (Южный Тянь-Шань). Крупнейший внутриконтинентальный пояс этого типа тянется от Памира через Тянь-Шань, Алтай и Прибайкалье. Пояса сходного рода примыкают к эпигеосинклинальным поясам (Скалистые горы США) и к океаническим впадинам (Аравийско-Африканский пояс).

К зоне, переходной от материков к океанам, приурочены горные сооружения «островных дуг, глубоководные желоба и впадины окраинных морей. Они соответствуют окраинно-материковым геосинклинальным поясам и обладают особым переходным типом земной коры с промежуточной и сильно изменчивой мощностью, с полосами нечетко выраженного гранитного слоя (субконтинентальный тип коры, характерный для зрелых островных дуг), или с утоненным базальтовым слоем и довольно мощным осадочным чехлом (субокеанический тип, характерный для впадин). Важная особенность этих поясов выражена в сильном разуплотнении под ними верхней мантии, что связано, возможно, с выступами астеносферы, обусловливающими высокую тектоническую и вулканическую активность островных дуг. Размах рельефа между островными дугами и сопровождающим их глубоководными желобами составляет 10—11 км. Над впадинамиокраинных морей (Берингова, Охотского) они возвышаются на 4,5—-6,5 км. Более молодые дуги, типа Алеутской или Марианской, — глубоко погружены и выступают над уровнем океана лишь в виде отдельных островов. Зрелые дуги, типа Японской или Индонезийской, представляют цепи сложно построенных горных хребтов, образующих крупные острова.

Срединно-океанические хребты или рифтогенные пояса представляют собой грандиозные по размерам мегаформы. Их общая длина превышает 60 000 км, а в ширину они достигают 1500 км, местами до 4000 км. Над уровнем океанических впадин они возвышаются на 1-4 км и обладают очень сложным рельефом. В ложе земной коры им соответствует обширное поднятие, так что на дно океана выходит, как предполагают, непосредственно базальтовый слой. По строению верхней мантии они близки к островным дугам и также отличаются высокой сейсмичностью и вулканической активностью.

Характерной чертой срединно-океанических и некоторых эпиплатформенных поясов является возникновение вдоль их осевой части необычайно протяженных рифтовых впадин — сравнительно узких линейных грабенов — рифтов. К рифтам приурочены озеро Байкал, Красное море, озера Восточной Африки. Континентальные рифты смыкаются с рифтовыми зонами срединно-океанических хребтов, образуя единую планетарную систему, что позволяет выделять рифтогенез как особый тип развития земной коры. Пояса образования рифтов носят название рифтогенов.

Корни мегарельефа уходят, таким образом, в глубины верхней мантии и, следовательно, в своем образовании он связан с эволюцией литосферы и мантии и развитием тектонических процессов. Происхождение последних чрезвычайно дискуссионно. Существует много гипотез, объясняющих тектогенез. Они рассматриваются в курсах геотектоники (В. В. Белоусова, В. Е. Хаина и др.). В развитии мегарельефа важнейшую роль, несомненно, играет вертикальная составляющая тектонических движений. Однако в конфигурации и взаимном расположении форм мегарельефа в плане определяющее значение горизонтальных движений литосферы. Время существования этих форм определяется сотнями миллионов и первыми миллиардами лет.

Таким образом, горный и равнинный рельеф нашей планеты отражает основные черты тектонического развития Земли — положение областей консолидации земной коры в виде платформ и зональное распределение подвижных поясов разного типа.

Морфоструктуры. Поверхность мегарельефа осложняется самыми разнообразными тектоническими формами меньшего масштаба, относимыми к категории морфоструктуры. Подморфоструктурами мы будем понимать формы рельефа горных стран и равнин, обязанные своим происхождением образованию тектонических структур в их взаимодействии с экзогенными процессами, ход которых существенно направляется самим развитием морфоструктур. Выделяют три порядка морфоструктур, различаемых по их величине и глубине проникновения порождающих их тектонических процессов.

Необходимо отметить, что термин «морфоструктура» имеет неоднозначное толкование. Нередко к морфоструктурам относят формы рельефа, образованные на пассивных в тектоническом отношении структурах, как, например, отпрепарированные денудаций дайки, интрузивные массивы, долины на антиклиналях или хребты на синклиналях («обращенные морфоструктуры»). Определяют морфоструктуру как геолого-тектоническое образование, ясно выраженное в рельефе, включая сюда заведомо структурно-денудационные формы рельефа. В связи с этим многие исследователи не используют термин «морфоструктура» или рассматривают его как термин свободного пользования, отражающий любое проявление тектонического фактора в рельефе. Однако в динамическом понимании термин «морфоструктура» является очень ценным, объединяя большой круг крупных, средних и малых форм рельефа, непосредственно отображающих тектонические движения земной коры.

Большинство морфоструктур связано с новейшими (неоген-четвертичными) движениями, т. е. являются неотектоническими. Однако имеются и значительно более древние — палеогеновые и даже мезозойские морфоструктуры, особенно многочисленные в пределах платформ и океанов. Кроме того, подобные формы древнего, уже исчезнувшего рельефа, служат предметом изучения палеогеоморфологии.

К наиболее крупным из морфоструктур в пределах платформ относят денудационные равнины на щитах и аккумулятивные равнины на плитах. В подвижных поясах геосинклинального типа — это системы хребтов, отвечающих горным поднятиям типа Большого Кавказа, системы впадин, отвечающих межгорным прогибам типа Закавказской депрессии, или межгорные равнины на срединных массивах типа Средне-Дунайской низменности. В орогенах платформ – это система горстов и грабенов (типа горного Алтая), или крупных разрывно-складчатых структур (типа гор Тянь-Шаня).

Рис. 2. Мелкая антиклинальная морфоструктура (а-б), прорезаемая антецедентными долинами; пунктир — подошва террасы. Четвертичная Карамарьянская антиклиналь. Малый Кавказ (по В. А. Гроссгейму).

 

Более мелкие морфоструктуры, осложняющие строение крупных, еще более разнообразны. На платформах это глыбовые поднятия, нередко выраженные значительными горами, и впадины (например, Тенизская впадина в Казахстане), в подвижных поясах — это отдельные хребты, например Туркестанский или Алайский в Тянь-Шане, межгорные впадины (типа впадины озера Иссык-Куль). Они отвечают крупным разрывно-складчатым структурам — горст-антиклинориям, грабен-синклинориям, мегаскладкам. Все эти типы морфоструктур, как показывают геофизические исследования, уходят корнями в литосферу и могут быть названы, по В. Е. Хаину, литосферными и региональными.

Еще более мелкие морфоструктуры отвечают отдельным длительно развивающимся складкам (рис.), валам, куполам, мелким прогибам и впадинам, горстам и грабенам. Особенно разнообразны различные неравномерно поднятые блоковые морфоструктуры. Нередко в рельефе непосредственно выражаются сбросовые уступы, надвигающиеся блоки. Эти виды тектонических структур не выходят за пределы земной коры или даже осадочной оболочки. Поэтому их относят к коровым или чехольным формам, а по величине — к локальным морфоструктурам. Несмотря на их малую величину, они имеют важнейшее практическое значение в связи с поисками нефти и газа и при изучении структур рудных полей.