Лекция 9. Мерзлотные (криогенные) процессы и криогенный рельеф

Мерзлота – горные породы, находящиеся в мерзлом состоянии и имеющие температуры не выше 0. Если грунты промерзают зимой и оттаивают летом, то это сезонно-мерзлые, а если не оттаивают, то вечномерзлые. В северной Евразии и С. Америке климатические условия способствуют сохранению вечной мерзлоты: здесь мало осадков, низкие температуры (холодно и сухо). По площади распространения выделяют области сплошной вечной мерзлоты, таликовой и островной.

Мерзлотный процесс – процесс перехода почв и горных пород из талого состояния в мерзлое и обратно, вследствие чего происходят разные деформации. Различают три группы ведущих процессов:

1 - вызванных промерзанием пород

2 - связанных с сезонными температурными колебаниями в мерзлых толщах

3 - связанных с протаиванием мерзлых пород.

Первая группа. При промерзании скальных пород в результате морозного выветривания образуются врезанные формы – желоба, карнизы, нивальные формы. Желоба, карнизы – это начальные формы выветривания. Они приурочены к трещинам, разломам. Если морозный забой отступает широким фронтом, то образуются нагорные (гольцовые) террасы – серия пологонаклонных площадок, высота уступов которых достигает десятков метров. Отступание уступов морозного забоя приводит к образованию вершин усеченной конической формы. При их разрушении возникают останцы выветривания – столбы, кекуры, кигилляхи. Аккумулятивные формы представлены каменными морями, курумами, каменными реками и каменными глетчерами. Каменные моря образуются на плоских водоразделах, бронированных устойчивыми породами. При этом крупные обломки и глыбы выжимаются из вмещающего их мелкозема наверх, образуя глыбовый микрорельеф. Курумы, каменные реки и глетчеры относятся к подвижным формам и образуются на склонах.

При промерзании рыхлых пород ведущую роль играет пучение. При пучении мерзлые породы растягиваются, изгибаются, местами разрываются, образуя трещины напора или пучения. Это происходит и в многолетней мерзлоте, и в сезонной. Наиболее активному пучению подвергаются поверхностные горизонты (0-30м). Бугры пучения, связанные с промерзанием переувлажненных пород (торфяников) без подтока воды имеют овальные очертания, высотой до 8м, диаметром 10-20м. Иногда вся поверхность болот бывает покрыта буграми, образуя бугристые болота. Пучение при промерзании с подтоком вод к фронту промерзания под давлением способствует образованию бугров пучения, называемых гидролакколитами. Их высота 10-20м, в поперечнике достигают десятков метром, но могут быть гораздо большими. Бугры пучения, связанные с промерзанием таликов, называют булгуняхами, пинго. Это округлые холмы диаметром до 100м, высотой 10-25м, конической формы с усеченной вершиной. Их образование связано с обмелением термокарстовых озер и промерзанием донных осадков.

С сезонными температурными колебаниями в мерзлых толщах связано образование трещинно-полигонального микрорельефа - «структурные почвы», пятна-медальоны. При его формировании ведущими являются процессы трещинообразования, пучения и морозной сортировки в переделах сезонно протаивающего слоя. Полигональные образования возникают на основе развития морозобойных трещин вследствие неравномерного изменения объема поверхностной части грунта при сильном и быстром охлаждении или усыхании – трещинные полигоны. Трещины глубиной до 3-5м разбивают грунты на полигоны размером от десятка сантиметров до 25-50м. Трещины заполнены водой. Осенью при замерзании воды в трещинах образуются ледяные клинья(жилы), которые увеличиваясь в объеме и нарастая в стороны давят на стенки трещин, отжимают грунт вверх и вызывают образование продольных валиков по краям полигона высотой до 1м. При вытаивании льда образуются рвы, которые заполняются минеральным грунтом. Такие грунты могут сохраняться в ископаемом состоянии и свидетельствовать о мерзлотных процессах в условиях холодного климата прошлых времен. Пятна-медальоны или медальонная тундра представляют собой округлые плоские слабовыпуклые пятна непокрытого грунта. Пятна разделены трещинами, отмеченными бордюром из растительности. Образуются при мерзлотной дифференциации только мелкоземистого материала при отсутствии крупнообломочного – в центральной части пятна концентрируется глина и крупная пыль.

Процессами протаивания обусловлены солифлюкция и термокарст. Солифлюкци я – течение переувлажненного грунта по склону. Она проявляется на склонах разной крутизны и в горах, и на равнинах, где на поверхности имеется слой рыхлого мелкозема достаточной мощности. Движение начинается при крутизне 2-3 градуса. При этом образуется специфический комплекс форм микро- и мезорельефа: солифлюкционные языки(натечные террасы), солифлюкционные валы, солифлюкционные террасы, каменные полосы. С болотной солифлюкцией связано возникновение грядово-мочажинного рельефа болот. Термокарст – оседание пород после вытаивания подземных льдов. Этот процесс приводит к образованию разнообразных форм рельефа от мелких термокарстовых западин до обширных термокарстовых озер и глубоких котловин-аласов.

Атмосферные воды, стекающие по поверхности вместе с водой от таяния грунтовых льдов, производят значительную эрозионную работу, называемую термоэрозией. Она формирует системы оврагов, ложбин. Там, где льдов было много, термокарст и термоэрозия создают сильно расчлененный бугристо-овражный рельеф байджерахов- аналогов бедлендов аридных стран. На берегах морей и океанов происходит термоабразия с образованием ниш вытаивания и термоабразионных клифов.

Дата добавления: 2014-01-04