Формы рельефа обуславливаемые ею

Общие сведения о многолетней мерзлоте грунта.

Многолетняя (вечная) мерзлота грунтов – это такое их состояние, при котором грунты сохраняют отрицательные температуры от нескольких лет до многих тысячелетий (приблизительно 25% всей территории суши Земли) и встречается подземный лёд (все острова Северного Ледовитого океана, Антарктида, значительная часть Северной Америки, Евразии).

Рельеф в местах многолетней мерзлоты называется криогенным. По характеру распространения и мощности выделяют три типа многолетней мерзлоты:

- сплошная – мощность мерзлотной зоны свыше 300 метров;

- многолетняя – с участками талых грунтов (таликов) – мощность её составляет 10-300 метров. В местах циркуляции подземных вод лучшего прогрева поверхности мёрзлые грунты растаяли. Образовались сквозные и несквозные талики (положительные температуры грунта);

- островная – в горных странах и полосе южной границы. Бывают участки среди грунтов от нескольких метров до десятков метров. Температура около ноля градусов.

Толща многолетнемерзлых грунтов неоднородна. Особенно крупными бывают слои ископаемого (каменного) льда. На многолетней мерзлоте лежит слой грунта, оттаивающий летом. Он называется деятельным слоем. Его мощность составляет от нескольких сантиметров до 5-7 метров. Он зависит от состава пород, растительного покрова, климата и т.д. (например, в песках и галечниках мощность деятельного слоя 2-4 метра, в торфяниках – 0,3-0,8 метра).

Ниже деятельного слоя залегает собственно вечномёрзлый слой. Слои отличаются друг от друга в летнее время, зимой они не имеют чётко выраженной границы.

Лёд в мёрзлом грунте присутствует в различных формах: в форме ледяного цемента (замёрзшие поровые и капиллярные воды), ледяных включений и крупных ледяных тел – линз или жил. По условиям образования вечномёрзлые грунты могут быть сингенетические и эпигенетическими. Сингенетические мёрзлые грунты образуются одновременно с осадконакоплением. Эпигенетическими мёрзлыми грунтами называются такие отложения, которые промёрзли уже после накопления.

По характеру распространения и мощности выделяют три типа многолетней мерзлоты:

- сплошная мерзлота;

- многолетняя мерзлота с участками талых грунтов;

- островная многолетняя мерзлота

Одним из важнейших факторов денудации в областях распространения вечной мерзлоты является солифлюкция (лат. Solum – почва, грунт; fluxus – течь) – медленное течение протаивающих переувлажнённых почв и дисперсных грунтов по поверхности мёрзлого основания. При низких температурах в условиях полярного климата даже летом преобладает физическое, преимущественно морозное выветривание. Полярный климат свойственен в основном зоне тундры. В континентальных условиях распространяется и на более южные ландшафтные зоны (Восточная Сибирь и др.).

Солифлюкция – течение переувлажнённых жидких и пластичных мелкообломочных пород по многолетней (вечной) мерзлоте грунта (плывун).

Солифлюкция развивается на склонах от 3 до 25 градусов. На склонах меньшей крутизны течения грунта обычно не происходит вследствие большого трения о поверхность не растаявших пород.

Процесс солифлюкции происходит при условиях:

1 – преобладание мелкозёма глинистого и суглинистого состава в поверхностных грунтах;

2 – определённая крутизна склонов;

3 – большая увлажнённость поверхностных грунтов.

Скорость солифлюкционных потоков колеблется от нескольких сантиметров до 2 метров в год. Медленное течение мелкозёма происходит незаметно под слоем мха и дернины, почти не нарушая растительного покрова. Лишь в отдельных местах уплывающий грунт захватывает за собой растительный слой, разрывая его. В трещинах и разрывах просматривается разжиженная масса, которая иногда выливается на поверхность. Обычно быстрая солифлюкция (до сотен метров в час) проявляется на ограниченных участках, развивается неожиданно, но быстро затухает (пример тому может служить ст. метро проспект Непокорённых).

В результате солифлюкционного течения на склонах образуются специфические формы рельефа в виде потоков и террас. Потоки обычно концентрируются в неглубоких ложбинах, вытянутых строго в направлении падения склона и хорошо видны.

Солифлюкция создаёт различные формы микрорельефа, о чем мы изложено далее.

Наиболее распространённый тип деформации мёрзлых грунтов – пучение, связанное с увеличением объёма грунта в результате перехода воды из жидкой фазы в твёрдую.

Возникающие при этом положительные формы рельефа называются буграми пучения. Высота их обычно не более 2,0 метра. Часто в вершинной части они разбиты радиальными морозобойными трещинами. Если бугры пучения образовались в пределах торфянистой тундры, возникают условия, благоприятствующие нарастанию торфа, и ледяные или мёрзлые ядра таких бугров, а вместе с ними и сами бугры, получившие название торфяных, могут существовать долгое время. Торфяные бугры образуют группы, но встречаются и одиночные бугры. Высота их от 3 до 7 метров, форма различная, но чаще округлая, склоны и вершины обычно изрезаны трещинами. Торфяные бугры часто отделены друг от друга извилистыми болотистыми каналами (ерсеи).

При подтоке к месту пучения межмерзлотных или подмерзлотных вод образуются очень крупные бугры с ледяным ядром. Из трещин в торфяном покрове бугров в летнее время вытекает вода. Такие бугры нередко называют гидролакколитами. Высота их до 70 метров, диаметр основания до 200 метров. На топографических картах для обозначения этих бугров применяют термин «булгуннях».

Если подземные воды (межмерзлотные или подмерзлотные) находят выход на поверхность, они образуют особые ледяные формы рельефа – наледи.

Наледями называют ледяные образования, возникающие в результате замерзания воды, выходящей на поверхности реки или почвы.

Наледи бывают речные и грунтовые.

Речные наледи образуются зимой, во время сильных морозов, и достигают размеров в несколько квадратных километров, имея толщину льда в несколько метров. Зимой реки покрываются слоем льда, который постепенно утолщается и водный поток оказывается зажатым в ледяной трубе с водоупорными стенками. По мере нарастания льда эта ледяная труба сужается, вода выходит на поверхность, взламывая речной лёд или, просачиваясь в ещё не промёрзшие речные наносы по бокам русла, вода замерзает; лёд покрывается вновь поступившей тем же путём водой и образуется в результате этого толстый лёд.

Летом наледи тают, но наиболее крупные по площади и толщине ледяного слоя, сохраняются, заметно уменьшаясь в своих размерах. Нередко русло реки (летом) располагается под наледью, и река течёт как бы в ледяном туннеле. Как правило, наледи образуются ежегодно на одних и тех же местах.

Грунтовые наледи образуются в результате сильного увеличения напора грунтовых вод, (в местах выхода грунтовых вод), циркулирующих в замерзающем деятельном слое. Располагаются они чаще по склонам холмов или у их подошв, т.е. в местах, где летом выходят на поверхность грунтовые воды в виде источников.

В районах развития вечной мерзлоты характерны пучения грунтов, при которых деформируются асфальтовые и бетонные одежды дорог, разрушаются рельсовые пути и нарушаются положения геодезических знаков (грунтовых реперов) вплоть до их выбрасывания на поверхность. Поэтому, при установке реперов, применяются специальные меры и особые конструкции геодезических знаков.

Термокарстовые явления представляют собой процесс местного проседания поверхности почвы и образования отрицательных форм рельефа за счёт вытаивания подземного льда, содержащегося в рыхлых горных породах.

Эти явления развиваются на горизонтальных или слегка наклонённых поверхностях и в понижениях.

Скопления вод атмосферных осадков или талых грунтовых вод в замкнутом водоёме и его прогревание за летний сезон вызывает протаивание грунта, что обуславливает его просадку, вследствие уменьшения объёма растаявшего грунта.

Термокарстовые процессы в областях распространения вечной мерзлоты в ряде случаев развиваются под влиянием деятельности человека: после рубки леса, под пашней, при рытье канав, на участках лесных пожаров и т.д. Типичные карстовые формы в условиях вечной мерзлоты редки, а на равнинах с маломощным деятельным слоем – отсутствуют.

В результате термокарстового процесса образуются западины, блюдца, котловины оседания, провалы, воронки, озера. Сухие и заполненные водой ложбины и другие замкнутые отрицательные формы рельефа.

Рельеф образованный морозобойными трещинами делится на поверхность плоско-полигональную и валико-полигональную.

Полигональная поверхность – это формы микрорельефа, представляющие собой правильные многоугольники (пяти-шести угольники) диаметром до нескольких метров, разделённые трещинами.

Их образование связано сдавливанием мелкозёмного грунта со всех сторон. Морозобойным трещинам соответствуют понижения в рельефе. Эти формы рельефа возникают в случае, если трещины не проникают глубже сезоннопромерзающего слоя грунта.

Если морозобойные трещины проникают глубже, в них образуются ледяные клинья, не успевающие растаять за тёплый сезон года. С течением времени они растут (и в глубину, и в ширину), разбивая мёрзлую породу на отдельные блоки. Если вмещающая растущие клинья порода достаточно пластична, она выжимается в стороны и вверх по контакту с ледяными клиньями, образуя валики. Так возникают валиковые вогнутые полигоны. Высота валиков колеблется от 0,2 до 0,75 метра, ширина трещин, разделяющих блоки, достигает 1,0 метр, а поперечник полигонов – 25-30 метров.

Среди структурных грунтов различают: каменные многоугольники, каменные кольца, каменные полосы.

Каменные многоугольники – слегка выпуклые участки (пятна) вязкого мелкозёма, окружённые валиками камней. Если каменные валики соседних пятен не касаются друг друга, образуются каменные кольца. Поперечник каменных колец и многоугольников в полярных тундрах колеблется чаще всего от 1 до 2 метров, в гольцовом поясе гор – от 0,25 до 0,5 метра. Ширина каменного бордюра 30-50 см. Сортировка материала при образовании каменных колец и многоугольников происходит путём вымораживания более крупных обломков и смещения их к краям пятен, состоящих из мелкозёма. На наклонных поверхностях под влиянием солифлюкции каменные многоугольники приобретают продолговатую форму, вытягиваясь сверху вниз по склону в виде фестонов, при более крутом падении они превращаются в каменные полосы, чередующиеся с полосами из мелкозёма. Ширина полос может варьировать в значительных пределах – от 5 см до 5 метров.

В подзоне лесотундры широко распространены участки, поверхность которых осложнена буграми различной формы, высоты которых колеблются от 1,5 до 7 метров, а поперечник обычно не превышает 30 метров.

Вершины бугров выпуклые, кочковатые, иногда изображённые трещинами в несколько десятков сантиметров глубиной и до 20 сантиметров шириной. Склоны бугров довольно крутые, покрыты растительностью: полярной берёзой, багульником, вереском, голубикой, брусникой и другими растениями.

В верхних частях склонов эта растительность сменяется лишайниками, что придаёт буграм беловатую или светло-серую окраску.

Бугры сложены или сплошь торфом, или же суглинком, прикрытым слоем торфа. Внутри бугра имеется мёрзлое ядро, которое залегает на глубине 1-1,5 метра и повторяет в общих чертах поверхность бугра.

На понижениях заболоченных участках вследствие избыточного увлажнения развивается богатая растительность: сфагновый мох и др.

Неровная поверхность вечномёрзлого грунта, перегибы склонов и всякие другие неровности задерживают движущийся плывун на склоне. Следовательно, образуются плоские вздутия в виде бугорков и валиков.

Вечная мерзлота тормозит процесс глубинной эрозии. Склоны оврагов обрывистые вследствие систематического обрушивания грунта в пределах деятельного слоя. Ниши обрывов пологие, V-образные, типичные для комплекса водно-эрозионных форм.

Изображение криогенных форм рельефа на топографических картах имеет свои особенности. Так многие бугры, выражающие в масштабе карты, наносятся горизонталями. Если не выражаются горизонталями, то их изображают знаками курганов коричневым цветом. При этом указывают их относительную высоту в метрах и дают пояснительную подпись (например, булгуннях).

Термокарстовые формы рельефа отображаются условными знаками ям, воронок или специальным площадным условным знаком. При этом делают пояснительную подпись (например, термокарст).

Площади, занятые наледями, на картах заполняют точками синего цвета. Синими подписями дают пояснительные подписи: наледь, грунтовая наледь, сезонная наледь. Реки под наледями изображаются точечным пунктиром синего цвета.

Дата добавления: 2014-11-29