Рельеф Земли: Структура, Формирование и Классификация
Рельеф Земли — это совокупность всех неровностей поверхности нашей планеты, как на суше, так и на дне океанов. Это динамическая система, которая постоянно меняется под воздействием внутренних сил планеты (тектоника, вулканизм) и внешних процессов (эрозия, выветривание, деятельность ледников и человека).
Изучение рельефа является задачей науки геоморфологии. Понимание структуры земной поверхности критически важно для климатологии, геологии, строительства, сельского хозяйства и навигации. Рельеф определяет распределение тепла и влаги, направление течения рек, размещение полезных ископаемых и условия жизни человечества.
В данной статье мы подробно рассмотрим классификацию форм рельефа, процессы их образования, гипсометрию (распределение высот) и приведем статистические данные в таблицах.
1. Классификация рельефа по размерам (Морфометрическая)
Рельеф Земли неоднороден. Ученые делят его на иерархические уровни в зависимости от масштаба неровностей. От глобальных континентальных выступов до мелких оврагов — все это части единой системы.
Таблица 1. Морфометрическая классификация форм рельефа
Речные долины, дюны, моренные холмы, пещеры, овраги, дельты рек
Антропогенные (Искусственные)
Деятельность человека
Строительство, добыча ископаемых, мелиорация
Карьеры, терриконы, дамбы, насыпи, города, каналы
Взаимодействие сил: Эндогенные силы стремятся создать неровности (поднять горы, опустить впадины), увеличивая контрастность рельефа. Экзогенные силы стремятся сгладить эти неровности (разрушить горы, заполнить впадины осадками), стремясь к выравниванию поверхности (пенеплену).
3. Рельеф Суши: Горы и Равнины
Суша занимает около 29% поверхности Земли. Основными формами рельефа суши являются горы и равнины.
3.1. Горы
Горы — это сильно расчлененные возвышенности с перепадом высот более 200 метров. По возрасту и строению они делятся на:
Складчатые: Образуются при столкновении литосферных плит (Гималаи, Альпы, Анды).
Глыбовые (Складчато-глыбовые): Возникают при поднятии блоков земной коры по разломам (горы Южной Сибири, Тянь-Шань).
Таблица 3. Высочайшие вершины мира (по континентам)
Континент
Горная система
Вершина
Высота над у.м. (м)
Примечание
Евразия
Гималаи
Джомолунгма (Эверест)
8 848
Высшая точка Земли
Южная Америка
Анды
Аконкагуа
6 961
Высшая точка Западного полушария
Северная Америка
Кордильеры
Денали (Мак-Кинли)
6 190
Африка
Килиманджаро
Ухуру (пик Кибо)
5 895
Вулканический массив
Европа
Кавказ
Эльбрус
5 642
Граница Европы и Азии (геогр.)
Антарктида
Массив Винсон
Винсон
4 892
Покрыта льдом
Австралия
Австралийские Альпы
Косцюшко
2 228
Если считать Океанию: Пунчак-Джая (4 884 м)
3.2. Равнины
Равнины — это обширные участки суши с малыми колебаниями высот. Они классифицируются по высоте над уровнем моря:
Низменности: до 200 м (Амазонская, Прикаспийская).
Возвышенности: от 200 до 500 м (Среднерусская, Валдайская).
Плоскогорья: выше 500 м (Среднесибирское, Бразильское).
Равнины часто соответствуют древним платформам — устойчивым участкам земной коры.
4. Рельеф Дна Мирового Океана
Океаническое дно покрывает 71% поверхности планеты и имеет сложное строение, не уступающее суше. До середины XX века оно считалось плоским, но эхолотирование открыло подводные хребты и глубоководные желоба.
Структура океанического дна:
Шельф (Материковая отмель): Продолжение континента под водой, глубина до 200 м.
Материковый склон: Резкий уклон от шельфа к ложу океана (до 3000 м).
Срединно-океанические хребты: Глобальная система подводных гор, где образуется новая океаническая кора.
Глубоководные желоба: Зоны субдукции, где одна плита уходит под другую.
Таблица 4. Глубочайшие точки Мирового океана
Океан
Название желоба
Максимальная глубина (м)
Координаты (примерно)
Тихий
Марианский желоб
10 984 (Бездна Челленджера)
11° с.ш., 142° в.д.
Атлантический
Желоб Пуэрто-Рико
8 376
19° с.ш., 68° з.д.
Индийский
Яванский (Зондский) желоб
7 729
10° ю.ш., 109° в.д.
Южный
Южно-Сандвичев желоб
7 432
60° ю.ш., 25° з.д.
Северный Ледовитый
Желоб Моллой (в Гренландском море)
5 527
79° с.ш., 2° в.д.
Интересный факт: Если бы воду из океанов откачали, мы бы увидели самый высокий горный хребет Земли — Срединно-океанический, протяженностью более 60 000 км.
5. Гипсометрия Земли
Гипсометрия — это описание рельефа по высотам. Распределение поверхности Земли по высоте не является случайным. Оно подчиняется закону бимодальности: есть два основных уровня — уровень материков и уровень океанических впадин.
Таблица 5. Распределение поверхности Земли по высотам и глубинам
Диапазон высот/глубин (м)
% от общей площади Земли
Характеристика зоны
Глубже -6000 м
1.5%
Глубоководные желоба
-6000 до -4000 м
6.5%
Абиссальные равнины (ложе океана)
-4000 до -2000 м
22.0%
Основное ложе океана
-2000 до 0 м
21.0%
Материковый склон и шельф
0 до 200 м
27.5%
Прибрежные низменности, шельф
200 до 1000 м
15.5%
Возвышенности, плоскогорья
1000 до 2000 м
4.5%
Низкие горы
2000 до 4000 м
1.4%
Высокие горы, нагорья
Выше 4000 м
0.1%
Высочайшие пики (Гималаи, Анды)
Анализ данных:
Около 75% поверхности Земли находится ниже уровня моря.
Большая часть суши (около 80% площади суши) расположена на высоте менее 1000 метров.
Средняя высота суши над уровнем моря составляет около 875 метров.
Средняя глубина океана составляет около 3730 метров.
Если сложить объем суши над водой и объем впадин под водой, то «средний уровень» Земли находится примерно на 2400 метров ниже современного уровня моря.
Рельеф не статичен. Скорость его изменения зависит от типа процессов.
6.1. Скорость тектонических движений
Вертикальные движения: От 1 мм до 10 мм в год (скандинавское поднятие после таяния ледников достигает 1 см/год).
Горизонтальные движения плит: От 1 до 10 см в год (Атлантический океан расширяется на 2-3 см в год).
6.2. Скорость экзогенных процессов
Химическое выветривание: Растворение известняка может достигать нескольких мм в столетие.
Эрозия почв: При неправильном земледелии может достигать нескольких см в год.
Оползни: Мгновенные события, перемещающие миллионы тонн породы за минуты.
Цикл Дэвиса
Американский геоморфолог Уильям Дэвис предложил теорию «географического цикла», описывающего эволюцию рельефа:
Юность: Резкое поднятие, глубокие ущелья, большие перепады высот.
Зрелость: Вершины сглажены, речная сеть развита, долины широкие.
Старость: Поверхность почти выровнена (пенеплен), текут медленные реки.
Омоложение: Новое тектоническое поднятие запускает цикл заново.
7. Антропогенный Рельеф (Техногенный)
В последние столетия человек стал мощной рельефообразующей силой. Объем перемещенной горной массы в результате хозяйственной деятельности сопоставим с естественными геологическими процессами. Основные формы антропогенного рельефа:
Негативные (выемки): Карьеры, котлованы, траншеи, шахты. Самый глубокий карьер — «Бингем-Каньон» (США), глубина более 1200 м.
Трансформированные: Террасирование склонов для сельского хозяйства (рисовые террасы в Азии), осушение болот, создание островов (Пальмовые острова в Дубае).
Проблемы:
Активизация оползней и карста из-за нарушения устойчивости пород.
Просадка грунта при добыче воды или нефти (например, в Мехико или Венеции).
Запыленность территорий вокруг карьеров.
8. Значение рельефа для жизни и хозяйства
Климат: Горы служат барьерами для воздушных масс. Наветренные склоны получают много осадков, подветренные — сухи (дождевая тень). Высота определяет температурные пояса (высотная поясность).
Водные ресурсы: Рельеф определяет направление течения рек и границы водосборных бассейнов.
Почвы и растительность: На крутых склонах почвы смываются, они тонкие. На равнинах формируются мощные черноземы.
Транспорт и строительство: В горах строительство дорог и городов дороже и сложнее. Равнины благоприятны для инфраструктуры.
Полезные ископаемые: С определенными формами рельефа и тектоническими структурами связаны месторождения (нефть в осадочных бассейнах, руды в складчатых областях).
Рельеф Земли — это результат миллиардов лет геологической истории. Это «лицо» нашей планеты, которое постоянно меняется. От столкновения континентов, рождающих высочайшие пики, до незаметной работы дождевой капли, точащей камень, — все процессы взаимосвязаны.
Понимание рельефа необходимо не только для фундаментальной науки, но и для выживания цивилизации. Изучение опасных экзогенных процессов (лавин, селей, оползней), рациональное использование земельных ресурсов и учет тектонических рисков при строительстве — все это базируется на знаниях о земной поверхности.
В будущем, с развитием технологий, мы сможем еще детальнее картировать дно океанов и мониторить изменения ледникового покрова, что даст новое понимание динамики рельефа в условиях глобального изменения климата.
Изостазия — состояние гравитационного равновесия земной коры и мантии.
Орогенез — процесс горообразования.
Денудация — совокупность процессов разрушения горных пород и сноса продуктов разрушения.
Абиссаль — глубоководная зона океана (от 3000 м и глубже).
Пенеплен — почти равнина, возникшая в результате длительного разрушения гор.
Бывая в туристских походах или путешествуя, ты, наверное, замечал, что поверхность Земли неровная. Подъемы и спуски, глубокие овраги и широкие речные долины, холмы и горы, ущелья и острые вершины - все это образует рельеф Земли.
Рельеф материковой и океанической земной коры разнообразен. На суше и дне океана выделяют две основные формы: горы и равнины.
Равнины - это равные или холмистые большие участки земной поверхности, на которых высоты соседних точек мало отличаются друг от друга.
Горы - это участки земной поверхности с очень расчлененным рельефом, высоко поднимаются над окружающей местностью.
Горы и равнины суши различают по высоте над уровнем моря, происхождению, возрасту и внешним видом.
Горы бывают: низкие - с абсолютной высотой до 1000 м (Крымские); средние - от 1000 до 2000 м (Карпаты, Скандинавские); высокие - выше 2000 м (Гималаи, Памир, Анды) (рис. 6).
На карте они обозначаются соответственно светло-коричневым, коричневым и темно-коричневым цветом (см. Шкалу высот и глубин на физической карте).
Равнины подразделяют на: низменности - абсолютная высота не превышает 200 м над уровнем Мирового океана (например, Амазонская. Причерноморская); возвышенности - от 200 до 500 м (Приднепровская, Волынская, Подольская) (рис. 45); плоскогорья - более 500 м (Средне, Аравийское).
На карте равнины обозначают соответственно зеленым, желтым, коричневым цветами. Если равнина лежит ниже уровня моря, то она закрашена на карте в темно-зеленый цвет (например, Прикаспийская низменность).
По возрасту горы бывают молодые и старые. Условно молодыми называют горы, процесс образования которых не завершен, Их возраст, как правило, не превышает 60 млн лет. Горы, образовавшиеся до этого времени, считают старыми. их возраст может достигать 600 млн лет. В основном молодые горы высокие. Например, Памир, Гималаи, Альпы. Впрочем нет правила без исключения.
По происхождению различают складчатые, вулканические (вспомни, как они образуются) и складчато-глыбовые горы. Равнины по происхождению и возрасту разделяют на первичные и вторичные. Вследствие возрастных вертикальных движений литосферы отдельные прибрежные участки морей и океанов поднимались, образуя обширные низменности (Причерноморская, Западно). Такие равнины называют первичными.
Некоторые равнины образовались на месте бывших гор, которые разрушились за сотни миллионов лет, например Восточноевропейская. Другие сформировались речными наносами (Амазонская, Месопотамская, Индо-Гангская, Прикаспийская). Их называют вторичными.
Возраст равнин разный: от 1 - 2 млрд лет (Восточно) до нескольких десятков тысяч (Причерноморская). По внешнему виду различают равнины плоские, с ровной поверхностью (Причерноморская), и бугристые, на которых холмы чередуются с впадинами, оврагами.
В горах выделяют отдельные вершины, горные хребты, состоящие из последовательно расположенных гор, а также горные долины - понижение между хребтами. Узкие и глубокие горные долины называют горными ущельями.
Горы со остроконечными вершинами высокие, по возрасту - молодые, обычно с узкими горными ущельями. К таким гор принадлежат Кавказ, Анды, Памир, Гималаи с высочайшей вершиной мира Эверест (Джомолунгма) - 8850 м.
Горы с округлыми вершинами состоят из мягких горных пород, поэтому имеют сглаженные очертания, похожие на волны. Горные долины неглубокие, в основном с пологими склонами. По высоте такие горы бывают средние и низкие. Например, Украинские Карпаты, самой высокой вершиной которых является Говерла (2061 м), - средневысокие. Бывают горы с плоскими вершинами, обрывистыми или ступенчатыми склонами.
По внешнему виду горы и равнины очень различаются: пики Кавказа и Анд покрыты снегом и ледниками; уровне, как стол, вершины Крымских гор; плоская Западно-Сибирская равнина; холмистые равнины Украины. Как они не похожи друг на друга! А неповторимости им предоставляют мелкие формы рельефа.
Чтобы обеспечить разумные взаимосвязи между человеком и природой в интересах нынешнего и будущего поколений, надо заниматься проблемами охраны окружающей среды. Природоохранные мероприятия включают защиту уникальных территорий, изъятых из хозяйственного использования (заповедники, национальные парки и т.д.), рациональное использование земных недр, прежде всего полезных ископаемых.
По расчетам ученых, уже к середине XXI в. иссякнут запасы нефти, газа, руд многих металлов. В то же время изменяются рельеф земной поверхности, уровень грунтовых вод, загрязняются другие оболочки Земли - гидросфера и атмосфера, исчезают навсегда некоторые виды растений и животных.
Еще примеры бесхозяйственности. Для получения 1 т железной руды в открытом карьере используют 40 т горной породы, остается в отвалах. Так, в Донбассе у шахт возвышаются терриконы из горных пород, которые дымят и выбрасывают в атмосферу вредные газы, а это сотни гектаров пахотных земель, изъятых из сельскохозяйственного производства. Ежегодно из недр Земли добывают более 120 млрд тонн полезных ископаемых. Часто предприятия разрабатывают только богатые слои, оставляя все остальное в земле или в отвалах. Поэтому одним из важнейших направлений охраны недр является безотходное использование их богатств.
Породы терриконов, возможно, следует использовать как строительный материал в дорожном строительстве, шлаки (отходы) металлургического производства перерабатывать на цемент, пластмассы, строительные материалы. Замена одних полезных ископаемых на другие (в частности, угля на урановые руды), применение альтернативных источников энергии и сырья (переработка мусора на строительные ресурсы, топливо и т.д.) позволят сохранить ценные полезные ископаемые для будущих поколений.
