Рельеф земной поверхности

Рельеф земной поверхности.

I. Крупные черты рельефа. На земной поверхности можно различить, прежде всего, сушу (материки с островами) и океанические впадины.

Уже давно географы обратили внимание на некоторые правильности, которые наблюдаются в очертаниях материков и в расположении элементов рельефа. Так, к северу материки расширяются, к югу заостряются (Южная Америка, Африка, Индия). Суша расположена по отношению к океанам, как говорят, антиподально. Указанные сейчас особенности послужили поводом к созданию «тетраэдрической» теории формы земли. Эта гипотеза, родоначальником которой является Грин (1875), исходит из предположения, что земля, охлаждаясь, должна стремиться принять форму тетраэдра, ибо тетраэдр из всех правильных тел при одинаковой поверхности имеет наименьший объем. Но вместе с тем, в силу вращения, земля стремится принять сферическую форму. В результате обоих этих влияний земля имеет форму как бы груши. Ребра «тетраэдра» соответствуют материкам, а плоскости — океанам. Лаппаран и Арльдт развили гипотезу Грина. Согласно их воззрениям, вершина земного «тетраэдра» совпадает с южным полюсом, основание же обращено к северу; углы основания упираются в архейские массивы Канады, Финляндии и Сибири. Этой гипотезе противоречит то обстоятельство, что материки располагаются по меридианам лишь с третичного времени, ранее же, в мезозойское и палеозойское времена, расположение материков было совершенно иное — по параллелям.

Весьма замечательны очертания западных и восточных берегов Атлантического океана: выпуклине западного берега северной Африки соответствует вогнутость между Северной и Южной Америкой; выпуклине Южной Америки в области мыса Сан-Рока соответствует вогнутость Гвинейского залива. Удивительно, что этим очертаниям, в общем, соответствует и простирание подводного Атлантического увала. Сходство западного и восточного берегов Атлантики дало в 1907 году Пикерингу повод высказать предположение, что Европа с Африкой и Америка составляли некогда одно целое; впоследствии этот единый материк «разорвался», а на месте разрыва образовался Атлантический океан. К той же идее независимо пришел в 1912 году метеоролог А. Вегенер, и именно — под влиянием параллельности берегов Атлантического океана (А. Wegener, «Die Entstehung der Kontinente und Ozeane», 2 Aufl., Braunschweig, 1920, р. VIII+135; есть русский перевод). По представлению Вегенера, земная кора не сплошь облекает земной шар: на дне глубоких частей морей наружу проступает магма. Таким образом, материки, или литосфера (см. XI, 533), как бы плавают в магме, или барисфере, подобно льдинам на воде. В доказательство автор приводит то обстоятельство, что гипсографическая кривая, или кривая процентного распределения площадей высот и глубин на земной поверхности, показывает два максимума, именно: 36% всей площади земли заняты глубинами от 4 до 5 км, а 22% — высотами между 0 и 1 км. Между тем, если бы распределением глубин и высот руководила случайность, то, согласно закону Гаусса, следовало бы ожидать одного максимума, именно — в области так называемого среднего уровня земной коры (-2 300 м). Раз кривая высот и глубин имеет два максимума, то, заключает Вегенер, и ненарушенный исходный уровень должен был состоять из двух ярусов: материковый уровень принадлежит литосфере, океанический — барисфере.

Нам это заключение не кажется столь бесспорным, как Вегенеру. Наличие двух максимумов в гипсометрической кривой говорит о том, что распределение высот и глубин на земной поверхности подчиняется не случайностям, а находится в зависимости от закономерностей —  в этом Вегенер прав. Но неясно, почему эта закономерность должна быть именно такова, какую предполагает Вегенер. Единственно, что можно сказать, основываясь на рассмотрении гипсометрической кривой, это то, что причины, вызывающие неровности рельефа на суше и на дне океана, различны.

Итак, Вегенер признает, что в открытом океане магма непосредственно слагает собою дно. Так это или нет, но, во всяком случае, по господствующему ныне взгляду, литосфера под океанами гораздо тоньше, чем под материками, и магма под океанами гораздо ближе к поверхности земли, чем под материками; Лукашевич («Неорганическая жизнь земли», I, 1908, стр. 146), например, принимает толщину литосферы в области Гималаев в 133 км, а в самом глубоком месте океана — всего в 79 км. По представлению Вегенера, некогда литосфера покрывала сплошь всю землю, а над ней расстилалось безбрежное море. По неизвестным причинам, эта кора в одних местах разорвалась, а в других сложилась в складки. Вегенер думает, что вышеупомянутый разрыв сопровождался, с одной стороны, образованием Тихого океана, а с другой — формированием складок в гнейсовых массивах Бразилии, Африки, Индии и Австралии. Еще в течение эоцена Америка, как Северная, так и Южная, прилегала к Европе и Африке, а Индия с Цейлоном — к Мадагаскару. Но «вставить» Северную Америку в очертания Западной Европы не так легко, как это кажется. Приходится сделать ряд рискованных допущений. Так, если принять, что Ньюфаундленд был соединен с Ирландией, то дело никак не ладится с Гренландией и Лабрадором; Вегенер поэтому загибает их на северо-запад; такой загиб «должен был» произойти непосредственно перед разрывом Ньюфаундленда и Ирландии.

Из геологии и геоморфологии Вегенер извлекает в пользу своей теории следующие факты. На берегу северо-восточной Гренландии, под 81° северной широты, имеется клочок недислоцированных каменноугольных отложений, коим на противолежащем берегу Шпицбергена соответствуют точно такие же отложения. Альгонкинским складкам Гебрид и северной Шотландии соответствуют  такие же складки в Лабрадоре и далее к югу. Эти складки считали за концы хребта, средняя часть коего погрузилась в море. Но эта погрузившаяся часть должна бы иметь в длину около 3 000 км. В реконструкции Вегенера американская часть составляет прямое продолжение европейской. Равным образом, каледонские складки в Скандинавии и северной Англии находят свое продолжение в Канаде. Наконец, и армориканские (каменноугольные) складки там и здесь составляют одну систему. Что касается южной части Атлантического океана, то Вегенер находит сходство в простирании дислокаций Бразилии и западной Африки (но так как там и здесь есть дислокации разнообразного направления, то подобрать сходные не составляет большого труда). Затем, к югу от Буэнос-Айреса открыты недавно «карбоновые» (на самом деле — пермские) дислокации, по тектонике и геологии соответствующие дислокациям возвышенностей Капской колонии.

Итак, Вегенер принимает, что Гренландия еще в ледниковое время примыкала к Северной Америке, с одной стороны, к северной Европе — с другой, Атлантический океан доходил на север до новой Англии и до северной Испании. Южная Америка отделилась от Африки в верхнеэоценовое время (теперь, впрочем, Вегенер склонен относить образование южного Атлантического океана к меловому времени). По этому поводу можно заметить следующее. Если северная и южная части Атлантического океана образовались в разное время, то необходимо принять, что образование атлантического увала приходится на послеледниковое время; иначе нельзя объяснить, почему северная часть этого увала лежит на продолжении южной. Отметим, что по теории Вегенера совершенно необъяснимо нахождение на дне Атлантического океана подводных русел (Конго и др.), свидетельствующих о крупных опусканиях.

Индия, по Вегенеру, была в соединении с Мадагаскаром вплоть до начала третичного времени. Впереди движущихся массивов, по представлению Вегенера, возникают складчатые хребты, и Гималаи получили начало подобным образом в третичное время, одновременно с отодвиганием Индии на север от Мадагаскара. Если разгладить складки Гималаев, то Индостан приблизится вплотную к Мадагаскару. Эта концепция образования Гималаев совершенно неприемлема, в чем согласны даже авторы, в общем сочувствующие Вегенеру.

По теории расползания материков хорошо объясняется разорванность местонахождений пермо-карбонового оледенения: следы его обнаружены в разных местах Гондванского материка: в Индии, Австралии, Южной Америке, наконец, и в Африке.

Вегенер пытается подтвердить свое предположение о раздвижении Нового и Старого Света точными цифровыми данными. Если этот процесс продолжается по настоящее время, то расстояние между Европой и Северной Америкой должно увеличиваться, и сравнение старых и новых астрономических наблюдений может это обнаружить. В самом деле, определения долгот в Гринвиче и Кембридже (Массачусетс) показали, что за время с 1866 по 1892 годы разность долгот увеличилась на 0,23”, или на 4 м в год. Но впоследствии реальность этих данных не подтвердилась. В настоящее время Вегенер ссылается на астрономические определения Коха (1907) в Гренландии, которые, по сравнению с предыдущими данными, показали, что Гренландия за промежуток времени с 1870 по 1907 годы «отодвинулась на запад» на 1 190 м, то есть на 32 м ежегодно, а с 1823 по 1870 годы —  на 9 м в год. Насколько и эти цифры реальны, должно показать будущее.

Если, полагаясь на Вегенера, проследить перемещения материков в геологической перспективе, то окажется, что материковые массивы имеют тенденцию передвигаться: 1) от полюсов по направлению к экватору, 2) с востока на запад (отметим, что, согласно Лукашевичу, в литосфере, напротив, обнаруживаются движения с характером кручения, и именно — медленное движение с запада на восток полярных областей по отношению к экватору. Причина — замедление вращения земли от приливов и уменьшение сжатия земного сфероида).

В противоположность теории Вегенера многие авторы и раньше (Дэна) и теперь (Уиллис, Шухерт) придерживаются теории постоянства океанов и материков в течение всей геологической истории земли. При этом ссылаются на то, что хотя большая часть суши и покрывалась морем неоднократно, но все эти моря были мелководными, а глубоководных осадков на суше нигде нет. На это Кобер (L. Kober, «Der Bau der Erde», 2 Aufl., Berlin, 1928) возражает, что глубоководных осадков нет на суше только в областях древних массивов или, как он их называет, кратогенов, а в областях геосинклиналей они имеются. Под именем кратогенов, или археид, Кобер подразумевает области, подвергавшиеся процессам складкообразования в древние времена истории земли, а затем как бы застывшие и оставшиеся в неизмененном виде до настоящего времени. В противоположность этим, областям, орогены — это области, где горообразовательные процессы совершались и в позднейшие времена; к числу таковых относятся, например, Альпы, Кавказ, Гималаи, Верхоянский хребет и др. Примерами же археид могут служить: русская равнина, значительная часть Сибири, Индия, Австралия, Бразилия, Канада и др. По взглядам Кобера, как области орогенов, так и кратогенов являются постоянными в истории земли, но материки и океаны не постоянны. Орогены оказываются вместе с тем геосинклиналями, под каковым именем Ог (Haug; 1900) понимает такие места в земной коре, в которых сначала отлагались морские осадки; затем эти осадки были сложены в складчатые горные цепи; таким образом, геосинклинали являются пластичными, подвижными зонами. Надо лишь заметить, что пространства, занимаемые орогенами Кобера, значительно больше, чем площади под геосинклиналями Ога; так, весь Атлантический океан Кобер считает за геосинклиналь или ороген. Как видим, взгляды Ога и Кобера трудно совместить е теорией перемещения материков Вегенера.

II. Перейдем теперь к более мелким формам рельефа. Формы рельефа суши можно классифицировать с разных точек зрения, но предпочтительнее положить в основу следующие три момента: высоту (абсолютную и относительную), геометрическую форму и происхождение.

А. Классификации по высоте общеизвестны, и мы на них не останавливаемся. По абсолютной высоте различают низменности и возвышенности, по относительной — низины и возвышенности.

В. Классификация по форме. Формы рельефа суши можно разделить на три категории: 1) нейтральные: равнины (и плато), скаты (и берега); 2) положительные, или возвышенности: холмы и горы, горные поднятия; 3) отрицательные, или углубления: трещины, ложбины и долины, котловины, бассейны (моря, океаны), пещеры. Эти формы рельефа мы определяем следующим образом.

1) Нейтральные формы. Равнины (см.) — такие обширные пространства земной поверхности, в которых разница высот на всем поле зрения ничтожна, почему поверхность кажется горизонтальной или почти горизонтальной. Плоскогорье (плато) есть равнина, рассеченная глубокими долинами или подымающаяся уступом над соседними низинами. Плоскогорье не следует смешивать с нагорьем (нагорьем следует называть обширные возвышенности значительной средней высоты, где хребты и отдельные горы чередуются с обширными низинами; например, Памир). Скаты (обрывы, берега, береговые террасы) — наклонные поверхности, имеющие небольшое вертикальное, но значительное горизонтальное протяжение.

2) Положительные формы. Холмы — небольшого размера возвышенности, не более 200 м относительной высоты. Горы (см.) — это отдельно стоящие (изолированные) возвышенности, с ясно выраженным подножием и более 200 м относительной высоты. Горные поднятия — обширные возвышенности или системы возвышенностей более 200 м относительной высоты.

3) Отрицательные формы. Трещины — длинные, очень узкие и сравнительно глубокие углубления, получившиеся не в результате работы текущей воды. Ложбины — два ската, обращенные друг к другу, но разделенные небольшим участком более или менее ровной поверхности. Типом ложбины является канал. Если эта поверхность, в результате работы текучей воды, падает в одном определенном направлении, мы имеем перед собой долину (см.). Котловины, или впадины, — замкнутые или почти замкнутые углубления, скаты коих падают со всех сторон к одному месту (к дну). Тип — воронка. Бассейны (см.) — обширные углубления со скатами неправильной формы (то есть не типа долин и не типа котловин), например, речной бассейн. Пещеры (см.) — полости в земной коре.

С. Классификация по происхождению (генетическая). Каждую из вышеперечисленных (п. В) форм рельефа можно классифицировать по происхождению, имея в виду, что формы поверхности земной коры, вообще говоря, могут быть обязаны:

1) перемещениям отдельных частей земной коры путем складов, сбросов, сдвигов, перекрытий, поднятий и опусканий;

2) изменениям в количестве масс, слагающих данный участок земной коры. Эти изменения могут произойти: а) путем уноса массы вследствие работы текучей воды, морского прибоя, льда, ветра и т. п. — денудационные формы; б) путем приноса массы вследствие тех же причин, а также вследствие деятельности организмов, вулканов, грязевых сопок и др., — аккумуляционные формы или формы накоплений;

3) совокупному действию всех или части из перечисленных причин.

Вопросами классификации форм рельефа занимались: Рихтгофен (1886), Пенк (1894, 1896), Пассарге (1912,1926), Филиппсон (1924), Берг (1929).

Л Берг.