Мерзлотное (криогенное) рельефообразование

Если грунты деятельного слоя не содержат крупных обломков, механизм морозной сортировки приводит к образованию широко распространенной пятнистой (или медальонной) тундры. Пятна-медальоны располагаются внутри трещинных полигонов и имеют округлую или овальную форму, их поверхность глинистая и лишена растительности. Некоторые из таких пятен образуются в результате излияния на поверхность разжиженной глинистой массы, которая в ходе промерзания деятельного слоя местами оказывается под большим давлением.

2.3. Пучение и  образование наледей.

У морозной сортировки много общего с процессами криогенного пучения, однако они в большей степени связаны с замерзанием свободной воды, нежели с замерзанием сильно увлажненных мелкоземистых грунтов. Различают сезонные и многолетние бугры пучения. Сезонные бугры пучения возникают при зимнем промерзании деятельного слоя: грунтовая вода в нижней его части оказывается под давлением (снизу находится мощная постоянная мерзлота) и вспучивает над собой верхний промерзший слой. В случае большого давления может произойти взрыв и излияние воды на поверхность с образованием грунтовой наледи. Сезонные бугры пучения невелики по размерам (высота обычно не более 0,5 м при поперечнике 2 —3 м); в теплое время года ледяное ядро таких бугров вытаивает, и они разруша-

ются.

У многолетних торфяных бугров мерзлое ядро летом сохраняется благодаря низкой теплопроводности торфа (рис. 6); год от года они могут нарастать и достигают высоты в несколько метров. Менее крупные (обычно не более 1 м) многолетние бугры пучения развиваются в глинистых и суглинистых грунтах, обладающих лучшей теплопровод-ностью. Как и торфяные бугры, они часто встречаются большими скоплениями и получили название «бугров-могильников». Летом мерзлота в «буграх-могильниках» вытаивает, но насыщенный водой глинистый грунт набухает и удерживает форму небольшого холма.

Наиболее  крупные многолетние бугры пучения  образуются в пределах низменных

 

Рис. 6. Схема  строения (разрез) торфяного бугра (И.С.Щукин,1964)

 

заболоченных  участков, особенно на днище бывших озерных котловин, богатых грунтовыми водами (рис. 7). Их высота может достигать десятков метров при поперечнике основания в первые сотни метров

— это единичные  куполообразные холмы с довольно крутыми склонами и приплюснутой вершиной. Под торфяной оболочкой у таких бугров залегает ледяное ядро, с возникновением и ростом которого и связано вспучивание поверхности.

Эти крупнейшие многолетние формы пучения называют гидролакколитами из-за сходства строения с лакколитами (разно-видность интрузивных магматических структур). Часто используются также местные названия: якутское булгуннях и эскимосское пинго. Развитие гидролакколитов может продолжаться сотни лет, при этом годовой прирост составляет от нескольких до десятков сантиметров. Склоны этих холмов часто расчленены глубокими радиальными трещинами, на вершине может быть кратерообразное углубление термокарстового или, реже, взрывного происхождения

Рис. 7. Схема образования  и роста булгуннях (пинго) на дне  крупного озера до спуска из него воды (А), после спуска (Б) и через 21 год после спуска (Б) (И.Д.Данилов,  1990):

/ — талый грунт; 2 — мерзлота; 3 — ледяное ядро. Стрелками показано направление промерзания

.

В отличие  от форм пучения наледи образуются в результате излияния воды на поверхность и ее замерзания там (а не в толще грунта) в виде более или менее обширного ледяного тела. Речные наледи возникают на мелководных участках русла, которые зимой промерзают быстрее. Значительное сужение живого сечения реки создает в этом месте сильный напор, приводя к взламыванию водой речного льда. Наледи чаще возникают на сравнительно небольших реках, особенно на горных реках с обильным подземным питанием. На крупных глубоких реках равнин наледи встречаются реже, но достигают гигантских размеров, что часто приводит к катастрофическим весенним наводнениям. Пример — катастрофа на р. Лене (г. Ленек).

В течение  одной зимы наледь может наращиваться неоднократными излияниями и достигнуть мощности б несколько метров. Площадь крупнейших наледей составляет десятки квадратных километров. Такие наледи (в Якутии их называют тарынами) стаивают лишь во второй половине лета. Нередко они играют роль естественных плотин, прорыв которых приводит к паводкам и сопровождается интенсивной эрозией. Регулярно возникающие на одном и тем же месте крупные наледи способствуют фуркации русла и образованию расширенных участков поймы — наледных полян, лишенных древесной растительности.

Грунтовые наледи (наледи подземных вод) образуются в местах выхода на поверхность вод деятельного слоя или подмерзлотных вод. В первом случае наледи не достигают больших размеров и формируются только в начале зимы, пока деятельный слой еще не до конца промерз. Во втором случае источник питания постоянный (часто это сильные ключи, приуроченные к зонам тектонических разломов), и поэтому могут развиться очень крупные наледи, сравнимые по размерам и мощности с речными. Грунтовые наледи серьезно осложняют устройство и функционирование многих инженерных сооружений, особенно транспортных коммуникаций.

2.4. Морозное  выветривание.

 На плоских  вершинах гор в лишенной растительности гольцовой зоне, а также на междуречьях плато и плоскогорий в результате активного физического (температурного и морозного) выветривания развиваются щебнисто-глыбовые каменные моря. Неравномерность криогенной денудации и различия в петрографическом составе подвергающихся выветриванию пород отражаются в рельефе в виде столбообразных останцовых скал неправильной формы, получивших якутское название киги-ляхов. Наиболее широко кигиляхи развиты на гранитах, где они нередко встречаются группами. Более крупные вершинные останцы массивной формы называют тумпами.

2.5. Крип и  солифлюкция.

 На склонах  каменные моря сменяются каменными реками, обломочный материал которых медленно перемещается вниз посредством криогенного крипа и морозной сортировки. Еще шире распространены в криолитозоне процессы со-лифлюкции. Они развиты на склонах различной крутизны и происхождения и активизируются в теплое время года, когда деятельный слой оттаивает и его грунты на длительное время приобретают текучую консистенцию. В зависимости от характера солиф-люкции на склонах возникают описанные ранее натечные солиф-люкционные террасы, солифлюкционные полосы, вытянутые вниз по склону, или солифлюкционные валы, расположенные поперек к склону в его нижней части.

Солифлюкция принимает участие и в развитии таких специфических форм гольцовой зоны, как нагорные террасы (рис. 8). Эти террасы представляют собой серии выработанных в коренных породах пологонаклонных площадок шириной до сотен метров и высотой уступа от нескольких до десятков метров. Поверхность площадок покрыта чехлом рыхлого материала (глыбы, щебень, мелкозем) мощностью обычно в первые метры. Ярусы нагорных террас занимают определенные высотные уровни только б пределах данного склона; увязка по высоте ступеней на разных склонах обычно затруднена или невозможна ввиду отсутствия упорядоченности в их расположении. По мнению многих исследователей, нагорные террасы — это продукт алыпипланации (вершинного нивального выравнивания): морозное выветривание, наиболее активное у подножия склона благодаря задержке там снега (морозный забой), разрушает твердые коренные породы, а роль солифлюкции заключается в сносе рыхлых продуктов выветривания. Однако относительно происхождения и развития этих ступеней существуют и другие точки зрения.

2.6. Термокарст.

 Этот процесс,  упоминаемый ранее (в связи  с характеристикой псевдокарстовых  процессов и явлений), образуется в результате оттаивания подземных льдов, которое может быть связано с потеплением климата, ведущим к деградации многолетней мерзлоты, или с местными причинами, такими, как отепляющее воздействие водоемов, крупные пожары, хозяйственная деятельность человека и т.д. Термокарстовые формы рельефа имеют просадочное происхождение: земная поверхность проседает над образовавшимися подземными полостями.

Морфологическое проявление термокарста зависит  от общей льдистости мерзлых толщ и формы залегания подземных льдов. Кроме того, термокарстовый рельеф в большинстве случаев осложняется сопутствующими процессами: суффозией, солифлюк-цией, эрозией. В зависимости от облика и размера различают термокарстовые блюдца, воронки, провалы, ложбины, озерные ванны, котловины и другие полые формы. Наиболее крупные среди них — пологие котловины оседания, получившие якутское название ала-сов. Их поперечник может достигать нескольких километров, а максимальная глубина — 20 — 30 м. Аласы широко распространены на древних аллювиальных равнинах центральной и северной Якутии, понижения их днища обычно заняты озерами, а склоны нередко расчленены эрозионными рытвинами и оврагами.

Эрозия в  криолитозоне обычно имеет значительную термическую составляющую (отсюда термин термоэрозия). За счет теплового воздействия текучей воды на мерзлые дно и берега эрозионные рытвины и овраги часто растут очень быстро. Закладываются

эрозионные формы по трещинам полигональных грунтов  и вдоль термокарстовых углублений. После вытаивания ледяных клиньев  образовавшиеся рвы быстро расширяются водой, превращаясь в овраги, тогда как центральные части полигонов сохраняются в виде небольших холмов высотой в несколько метров. Такие холмы известны под якутским названием байджарахи. Сильно расчлененный бугристо-овражный рельеф байджарахов представляет собой своеобразный бедленд криолитозоны. Развитие речных долин в криолитозоне имеет ряд характерных особенностей. Летом полноводность рек резко возрастает, соответственно возрастает и их эрозионная способность. Речные долины быстро расширяются, участки поймы превращаются в невысокие надпойменные террасы. Склоны речных долин, обращенные на север, летом протаивают слабее и поэтому

дольше сохраняют  свою крутизну, чем склоны южной  экспозиции, на которых активнее протекает солифлюкция.

В криолитозоне в береговых частях морей и  озер абразионные процессы также имеют термическую составляющую, т. е. существует термоабразия. У подножия абразионного уступа за счет теплового воздействия воды на береговые подземные льды вырабатывается ниша вытаивания. Рост этой ниши приводит к обрушению уступа и его более быстрому отступанию, нежели в случае одной только механической абразии.

Таким образом, в связи с широким распространением сезонных и многолетнемерзлых пород криогенные процессы оказывают значительное прямое и косвенное влияние на развитие мор-фоскульптуры земной поверхности

 

 

 

Заключение

 

 

 

 

 

Список использованной литературы

 

1. Геоморфология:  Учеб. пособие для студ. высш. учеб. заведений / С. Ф. Болтрамович, А. И.Жиров, А. Н. Ласточкин и др.; Под ред. А. Н.Ласточкина и Д. В.Лопатина. — М.: Издательский центр «Академия», 2005. — 528 с.