Table of Contents

Что определяет форму земли? Геоморфологическая перспектива

Формы суши являются естественными топографическими особенностями, которые составляют поверхность Земли, охватывая широкий спектр форм и размеров - от возвышающихся горных вершин до обширных равнин и глубоких океанских траншей. В области геоморфологии, которая является научным исследованием форм рельефа и процессов, которые их формируют, формы суши характеризуются такими атрибутами, как их физический рельеф, наклон, лежащая в основе стратификация и динамические силы, ответственные за их создание и эволюцию. Эти особенности постоянно меняются, хотя часто в течение геологических временных рамок, в результате взаимодействия между эндогенными процессами (внутренние силы, такие как тектоническая активность и вулканизм) и экзогенными процессами (внешние силы, включая выветривание, эрозию и осадку).

Понимание форм рельефа требует комплексного подхода, который учитывает как их современную морфологию, так и их генетическую историю — как они были сформированы во времени различными геологическими и климатическими процессами. Американский институт геонаук обеспечивает фундаментальные ресурсы, объясняющие, как эти формы рельефа развиваются из слоев пород или осадочных пород и как они трансформируются в ответ на изменения окружающей среды.

Классификация рельефа имеет решающее значение в различных дисциплинах, включая геологию, физическую географию, гражданское строительство, науку об окружающей среде и городское планирование. Точная классификация помогает предсказать характеристики почвы, структуры водоотведения, уязвимости к стихийным бедствиям (такие как оползни, наводнения или землетрясения) и экологические среды обитания. Эта статья расширяет основные типы рельефа, геологические и климатические процессы, которые их генерируют, и иерархические системы классификации, используемые учеными для организации этих особенностей.

Основные категории рельефа: подробный разбивка

В то время как многие источники перечисляют общие формы рельефа индивидуально, более полная классификация группирует их в первичные и вторичные категории на основе их масштаба, происхождения и пространственных отношений. Четыре формы рельефа первого порядка — горы, равнины, плато и холмы — доминируют на континентальных поверхностях. В этих более крупных особенностях находятся формы рельефа второго порядка, такие как долины, каньоны, дюны и дельты рек. Этот раздел обеспечивает расширенное исследование каждого основного типа рельефа, подчеркивая их процессы формирования, отличительные характеристики и заметные примеры во всем мире.

Горы: тектонические гиганты и вулканические пики

Горы являются одними из наиболее визуально поразительных рельефов, определяемых как возвышения, поднимающиеся по крайней мере на 300 метров (приблизительно на 1000 футов) над окружающей местностью. Их формирование тесно связано с тектонической структурой Земли. Основные типы гор включают:

  • Складные горы:] Эти формы, когда две континентальные плиты сходятся, сжимая и складывая земную кору. Гималаи, самый высокий в мире горный хребет, являются примером складчатых гор, созданных столкновением между индийской и евразийской плитами. Аналогично, Альпы в Европе являются классическими складчатыми горами, образованными столкновением африканской и евразийской плит.
  • Горы с разломами:] Созданы напряжёнными силами, которые заставляют большие блоки коры подниматься или наклоняться вдоль разломов.Диапазон Сьерра-Невада в США является ярким примером, характеризующимся крутыми разломами и наклонными блоками.
  • Вулканические горы:] Эти горы образуются в результате последовательных извержений вулканов, осаждая слои лавы и пепла. Иконические примеры включают гору Фудзи в Японии и гору Ренье в Соединенных Штатах.Вулканические горы могут быть стратовулканами (конусы с шириной стороны) или щитовыми вулканами (широкие, слегка наклонные).

Помимо их формирования, горы подвергаются непрерывной скульптуре процессами эрозии и выветривания, которые вырезают такие особенности, как хребты, острые ареты, цирки и ледниковые долины. Ресурс National Geographic на горах подчеркивает, как эти динамические процессы способствуют разнообразию горных ландшафтов. Горы также служат горячими точками биоразнообразия, в которых обитают уникальные флора и фауна, действуют как критические пресноводные резервуары через снежный покров и ледники и влияют на глобальные климатические модели.

Равнины: Плодородные этажи континентов

Равнины — это обширные просторы обычно плоских или мягко волнистых земель, часто встречающиеся на низких высотах. Они покрывают более половины земной поверхности Земли и имеют решающее значение для сельского хозяйства и заселения людей. Равнины можно классифицировать по нескольким типам на основе их формирующих и осадочных характеристик:

  • Аллювиальные равнины:] Созданы накоплением осадков, осаждаемых реками на протяжении тысяч-миллионов лет. Эти равнины характеризуются глубокими, богатыми питательными веществами почвами, весьма благоприятными для сельского хозяйства.Индо-Гангская равнина в Южной Азии является ярким примером, поддерживающим одну из крупнейших популяций человека в мире.
  • Прибрежные равнины: Расположенные вдоль континентальных окраин, эти равнины образуются из морских отложений или поднятых месторождений морского дна. Атлантическая прибрежная равнина в США является классическим примером, характеризующимся песчаными почвами и водно-болотными угодьями.
  • Глациальные равнины: Образуются ледниковой активностью, в том числе вымывными равнинами и лессовыми покровами.Великие равнины Северной Америки были широко сформированы ледниковым осаждением в течение последнего ледникового периода, что привело к плодородным почвам и широким открытым ландшафтам.

Несмотря на их общую плоскостность, равнины часто демонстрируют тонкие топографические особенности, такие как террасы, свалки и ручьи, которые влияют на местную гидрологию и землепользование.Их доступность и плодородные почвы исторически поддерживали плотное население, городское развитие и обширные транспортные сети.

Плато: Поднятые Столовые Земли и Вулканические Месасы

Плато — возвышенные, относительно плоские пространства суши, часто ограниченные крутыми откосами, они значительно различаются по размеру, от небольших мез и брутто до обширных континентальных нагорий. Плато образуются через три основных механизма:

  • Тектонический подъем: Большие области коры поднимаются без значительного сворачивания или разлома, как видно на плато Колорадо на юго-западе Соединенных Штатов.
  • Вулканическое накопление: Обширные потоки лавы создают широкие плоские области, такие как плато Колумбия, образованные базальтами наводнения.
  • Эрозионное рассечение: Плато может быть остатками ранее более высоких ландшафтов, где окружающие районы размыты, оставляя расчлененное плато, такое как плато Декан в Индии.

Плато часто содержат экономически ценные месторождения полезных ископаемых, включая уголь, железную руду и алмазы. Их возвышение влияет на местный климат, часто создавая более низкие температуры и различные модели осадков по сравнению с окружающими низменностями. Например, Тибетское плато, самое высокое в мире, поддерживает уникальные альпийские и тундровые экосистемы и значительно влияет на азиатскую муссоновую систему. Энциклопедия Britannica предоставляет подробные отчеты о геологии и экологии плато.

Холмы: переходные формы умеренной помощи

Холмы представляют собой возвышенные рельефы с закругленными вершинами и, как правило, более низким рельефом и высотой, чем горы. Они часто представляют собой древние эродированные горные остатки или скопления ледниковых отложений. К ключевым типам холмов относятся:

  • Остаточные холмы: Это устойчивые горные массы, оставшиеся после того, как более мягкие окружающие породы размылись.
  • Вулканические холмы: Малые вулканические конусы или лавовые купола, образованные локализованной вулканической активностью.
  • Глациальные холмы: Такие особенности, как барабанные перемычки и камы, образованные из ледниковых отложений.

Холмы создают важные экологические переходные зоны, предлагая разнообразные микроклиматы и места обитания растений и животных. Исторически холмы были предпочтительными для поселения людей из-за их естественного дренажа и живописных преимуществ, хотя они создают технические проблемы для строительства и транспортной инфраструктуры. Различие между холмами и горами несколько произвольно, с некоторыми определениями, использующими минимальную высоту 300 метров, в то время как другие полагаются на местную терминологию или известность.

Долины: линейные депрессии, вызванные водой и льдом

Долины представляют собой вытянутые впадины, лежащие между холмами или горами, обычно содержащие реки или ручьи. Их форма и характеристики показывают их формирующие процессы:

  • V-образные долины: Образующиеся в основном в результате эрозии рек, эти долины имеют крутые стороны, сходящиеся на узком русле реки. Гранд-Каньон Йеллоустоуна является примером, демонстрирующим выраженный вертикальный разрез проточной водой.
  • U-образные долины: Созданные ледниковой активностью, эти долины имеют широкие, плоские полы и крутые, прямые стороны. Долина Йосемити в Калифорнии иллюстрирует этот ледниковый промысел.
  • Передние долины: Образовались в регионах, где тектонические плиты расходятся, в результате чего кора спадает в грабеновом строении. Восточноафриканская рифтовая долина является ярким примером, простирающимся на тысячи километров.

Долины являются важными компонентами гидрологической системы, функционирующей в качестве каналов для потока воды, транспорта осадков и человеческой инфраструктуры, такой как дороги и поселения. Плодородные поймы в долинах исторически поддерживали некоторые из самых ранних цивилизаций в мире из-за богатых почв и доступности воды.

Пустыни: засушливые пейзажи ветра и скудной воды

Пустыни покрывают примерно одну треть поверхности суши Земли и определяются их низкими годовыми осадками, как правило, менее 250 миллиметров. Пустынные формы рельефа в основном формируются ветровыми (эоловыми) процессами, со случайными событиями, управляемыми водой во время редких дождей. Ключевые типы пустынных форм рельефа включают:

  • Эргс: Огромные песчаные моря, в которых преобладают дюны, такие как дюнные поля пустыни Сахара.
  • Реги: Каменные или гравийные равнины, часто с пустынным тротуаром, образованным дефляцией ветра, удаляющей более мелкие частицы.
  • Хамадас: Рокки, бесплодные плато с открытой породой.

Ветровые процессы включают дефляцию, которая удаляет мелкие отложения, и истирание, которое формирует камни в вентифакты и ярданги — удлиненные хребты, выровненные с преобладающими ветрами. Эфемерные потоки или вади иногда производят аллювиальные вентиляторы и бесплодные земли через внезапное наводнение. Педименты, мягко наклонные эрозионные поверхности в горных основаниях, являются общими переходными особенностями в пустынях. Руководство по пустынным формам суши USGS подчеркивает критическую роль спорадического потока воды в геоморфологии пустыни. Несмотря на суровые условия, пустыни содержат значительные минеральные ресурсы и содержат специализированные растения и животных, адаптированные к экстремальным условиям.

Прибрежные и речные формы рельефа: динамические интерфейсы

Прибрежные формы рельефа возникают в результате взаимодействия морских сил — волн, приливов, течений — и изменений уровня моря, в то время как речные формы рельефа являются результатом плавных процессов. Оба они очень динамичны и чувствительны к экологическим и антропогенным изменениям.

  • Эрозионные прибрежные особенности: Включают морские скалы, платформы для вырезания волн, морские стеки и естественные арки.Белые скалы Дувра в Англии, состоящие из мела, являются классическим примером береговой эрозии, формирующей драматические скалы.
  • Депозиционные прибрежные особенности: Пляжи, барьерные острова, косы и томболы образуются там, где осадок накапливается из-за волнового и текущего действия.
  • Речные формы рельефа:] Флювиальные процессы создают меандры в поймах, создают озёра из заброшенных меандровых петлей и строят дельты, где реки входят в стоячие водоёмы (например, дельта Миссисипи). Аллювиальные вентиляторы образуются там, где потоки выходят из горной местности и теряют энергию, откладывая осадок в веерообразных узорах.

Деятельность человека, такая как строительство плотин, строительство дамб и мелиорация земель, значительно влияет на эти формы рельефа, изменяя снабжение осадками и гидрологию.Понимание этих прибрежных и речных форм рельефа имеет решающее значение для управления эрозией, риском наводнений и сохранения среды обитания.

Основные процессы формирования формы земель

Формы суши создаются и модифицируются целым рядом геологических и климатических процессов. Шесть фундаментальных процессов включают тектоническую активность, эрозию, выветривание, вулканизм, оледенение и осаждение. Эти агенты часто взаимодействуют сложными способами для создания разнообразных ландшафтов Земли. Ниже приводится расширенное исследование этих процессов, подчеркивающее их роли и взаимодействия.

Тектоническая активность и вулканизм

Эндогенные процессы происходят внутри Земли и отвечают за создание первичных рельефов. Тектоника плит, движение и взаимодействие литосферных плит, является основным двигателем горного строительства (орогенеза), рифтинг, разломы и землетрясения, которые разрушают и деформируют кору. Вулканизм вводит новый материал на поверхность Земли путем экструдирования магмы, поскольку потоки лавы, пепел и пирокластические отложения, строительство вулканических конусов и обширных лавовых плато. Хотспоты - локализованные мантийные плюмы - генерируют вулканические островные цепи, такие как Гавайские острова.

Эти процессы создают первоначальные архитектуры формы суши, которые впоследствии изменяют экзогенные агенты. Гипотеза тектонической плиты произвела революцию в нашем понимании глобального распределения формы суши, объяснив, как горные хребты, океанские бассейны и вулканические дуги образуются в пограничных зонах плит.

Эрозия и выветривание

Выветривание включает в себя распад пород на месте через физические, химические и биологические механизмы, производя реголит - слой рыхлого, гетерогенного материала, покрывающего твердую породу. Три основных типа выветривания:

  • Физическое выветривание: Процессы, такие как циклы замораживания-оттаивания, тепловое расширение и отшелушивание, механически разрушают породу.
  • Химическое выветривание: включает химические реакции, такие как гидролиз, окисление и растворение, которые изменяют минеральный состав.
  • Биологическое выветривание: Корни и микроорганизмы способствуют разрушению пород.

Эрозия переносит выветрившийся материал через такие агенты, как вода, ветер, лед и гравитация. Пробег воды вырезает рили, овраги и речные каналы; ветер вызывает дефляцию и истирание; ледники выщипывают и истирают коренную породу, создавая отличительные особенности, такие как U-образные долины, полосы и фьорды. Объединенный эффект выветривания и эрозии, известный как денудация , постепенно снижает высоту поверхности земли. Служба национальных парков подчеркивает, как эти процессы создают ландшафты, включая капусты Брайс-Каньона.

Опускание и оледенение

Опускание происходит, когда транспортирующие агенты теряют энергию и сбрасывают свою нагрузку на осадки. Реки откладывают хорошо отсортированные осадки в поймах, дельтах и аллювиальных вентиляторах. Ледники оставляют несортированные до формирования морен, барабанных оболочек и эскеров. Ветровые отложения лосс (тонкий, плодородный ил) и строит песчаные дюны. Ледниковые отложения имеют глубоко сформированные ландшафты северного полушария, создавая такие особенности, как Великие озера, образованные ледниковым рысканием, и Лонг-Айленд, терминальный моренский хребет.

Периглациальные процессы, связанные с циклами замораживания-оттепели в холодном климате, производят узорчатую землю, ледяные клинья и пингос - ледяные холмы. Понимание осаждения и оледенения помогает реконструировать прошлые климатические условия и прогнозировать ландшафтные реакции на продолжающееся изменение климата.

Передовые системы классификации форм рельефа

Геоморфологи используют несколько классификационных структур для систематической классификации рельефов на основе их масштаба, происхождения и морфологии.В оригинальной статье упоминаются геологические, физиографические и геоморфологические классификации; здесь мы подробно рассмотрим эти системы и представим современные достижения.

Генетическая классификация на основе доминирования процесса

Эта широко используемая система группирует формы рельефа доминирующим формирующим процессом, ответственным за их создание.

  • Тектонические формы рельефа: Такие особенности, как трещины, грабены и рифтовые долины, образованные деформацией коры.
  • Вулканические формы рельефа: Кратеры, лавовые купола, кальдеры и вулканические конусы, возникающие в результате экструзии магмы.
  • Плювиальные формы рельефа: Поймы, речные террасы, меандры и аллювиальные вентиляторы в форме проточной воды.
  • Ледяные формы:] Цирки, морены, барабанные перемычки и фьорды, созданные движением ледников и осаждением.
  • Эолийские формы рельефа: Дюны, равнины Лесса и пустынные тротуары, сформированные преимущественно ветром.
  • Прибрежные формы: Пляжи, скалы, косы и приливные плоскости, образованные морскими процессами.

Эта классификация помогает в геоморфологическом картировании и управлении ресурсами, связывая рельефы с их формирующими средами и процессами.

Морфометрическая классификация: форма и размер

Морфометрическая классификация использует количественные измерения атрибутов рельефа, таких как высота, градиент склона, аспект и местный рельеф. Достижения в области дистанционного зондирования и географических информационных систем (ГИС) позволяют автоматизировать классификацию цифровых моделей рельефа (DEM) в категории рельефа, такие как:

  • Пики: Высокие точки или вершины со значительным выдающимся положением.
  • Переход: Линейные повышенные функции, соединяющие пики.
  • Остатки: Низкие точки или седла между пиками.
  • Планы: Плоские или мягко наклонные поверхности.
  • Каналы: Линейные впадины, представляющие речные долины или овраги.
  • Ямы: Депрессии или бассейны, включая воронки.

Система классификации Хаммонда (1964) использует рельеф и склон для определения таких категорий, как равнины, равнины, холмы и горы, обеспечивая стандартизированную основу для анализа ландшафта.Морфометрические подходы облегчают региональное планирование, оценку опасности и экологические исследования.