Минералы и горные породы – строительные материалы природы.

История Земли. Образование гор.

 

История планеты Земля, формирования и изменения ее рельефа изучается несколькими самостоятельными науками: геоморфологией, геотектоникой, геологией и рядом других. В рамках конспекта одной единственной лекции, рассчитанной на 2-3 часа, вести подробное их изложение бессмысленно, поэтому мы выбрали наиболее наглядные и простые для понимания неспециалистов примеры и аналогии, отнюдь не претендуя при этом на научную строгость повествования.

Начнем с очень давнего периода, когда не было еще ни равнин, ни гор и, если следовать священному писанию, лишь дух Божий летал над водой. Впрочем, наука утверждает, что тогда и воды в жидком состоянии на Земле еще не было.

Примерно пять с половиной миллиардов лет назад, по одной из гипотез, из пылевидной туманности сформировалась Солнечная система. При сближении частиц энергия их движения переходила в тепловую и начинались ядерные реакции. Надо вспомнить, что в те далекие времена содержание изотопа урана-235, способного участвовать в цепной реакции, было значительно выше и поэтому ядерные реакции моги идти на необогащенном, природном уране. Вещество планет, таким образом, разогревалось и переходило в жидкое или полужидкое состояние. Можно предположить, что пять миллиардов лет назад Земля была жидким светящимся шаром. По другим гипотезам планеты сформировались холодными, а разогрев их шел изнутри. По этой гипотезе верхние слои вещества оставались твердыми.

Рисунок 1

Так или иначе, но на поверхности Земли образовалась кора из твердых горных пород. Ближайшая аналогия - образование льда на поверхности замерзающего моря. При этом следует отметить, что температура на поверхности Земли в то время достигала +800°С. Толщина твердой коры была неодинакова. На ней выделялись гигантские острова. Геологи называют их платформами. Эти острова, дрейфуя, как льдины по океану расплавленной мантии Земли, сталкивались, дробились, изменяли размеры и форму, пока, наконец, около трех и семи десятых миллиардов лет назад не появились, так называемые, древние платформы, дошедшие до наших дней.

Прошло еще около ста миллионов лет, и Земля остыла настолько, что на ее поверхности сконденсировалась вода. Кончилась "лунная" эра развития планеты, и началась новая геологическая история, известная нам более или менее подробно, благодаря осадочным породам, образовавшимся под воздействием воды и силы тяжести.

Два с половиной миллиарда лет назад древние платформы закончили свое формирование и, с тех пор, практически не менялись. К ним относятся Восточноевропейская, Сибирская, Восточно-Китайская и другие.

Итак, древние платформы, подобно льдинам, дрейфовали, да и теперь дрейфуют со скоростью от 2-3 до 10 см в год, по поверхности полужидкой мантии Земли в окружении более мелких образований, сходные с ледяной шугой. Кто видел ледоход на реках, возможно обращал внимание, что там, где сталкиваются крупные ледовые поля, лед прогибается, трескается, его осколки лезут друг на друга, а в океане при столкновении ледовых полей возникают зоны торосов. Очень похоже формируются и горы. В зонах столкновения платформ земная кора прогибается, сминается в складки, трескается. По трещина, их геологи называют тектоническими разломами, поднимается расплавленная магма, и начинают действовать вулканы. Обратите внимание, вулканы обычно образуются в стороне от линии столкновения платформ, по которым располагаются главные хребты (рис. 3 и 4). Они приурочены к разломам, отделяющим нетронутую часть платформы от вовлеченной в прогибание. Так, например, расположены Эльбрус, Казбек, Арарат, Арагац, вулканы Дальнего Востока. После прогибания, в зоне столкновения платформ, формируются горные хребты.

Зоны столкновения платформ специалисты называют геосинклинальными складчатыми поясами Земли. В пределах этих поясов и происходит горообразование. Взглянем на карту из школьного учебника географии (рис. 1). Вот, например, хорошо известный туристам и альпинистам Альпийский складчатый пояс. Он проходит от Испании через Альпы, Доломиты, Карпаты, Крым, Кавказ, Памир, Гималаи, Гиндукуш, Кара-Корум. Или Урало-Монгольский пояс, он простирается от Новой Земли через Урал, Тянь-Шань, Алтай, часть Саян. Складчатые пояса разделяют либо платформы (Альпийский, Урало-Монгольский), либо материковые и океанические плиты (Тихоокеанский пояс).

Толщина земной коры в различных местах различна. Под древними платформами она составляет 15-20 километров, под горными массивами гораздо больше. Горы, как айсберги, поднимаются над поверхностью Земли, но при этом их основания глубже погружаются в мантию. Под Кавказом, при средней высоте гор от 2,5 до 3,5 километров, толщина земной коры достигает 30-40 километров. Под Тянь-Шанем при высотах 5-6 километров мощность земной коры достигает 70-80 километров. А вот под океанами, где нагрузка значительно меньше, уменьшается и толща горных пород. Здесь она колеблется от 4 до 15 километров (рис. 2).

Рисунок 2

Активное горообразование идет не постоянно и не на всем протяжении складчатых поясов. Периоды горообразования, их называют эпохами складчатости, проявляются на различных участках поясов в разное время. Горы в эпоху складчатости образуются в два этапа. На первом происходит столкновение платформ (рис. 3). Чудовищная энергия их движения приводит в зоне столкновения к прогибанию земной коры. Почему именно к прогибанию? Потому что породам, вытесняемым из зоны столкновения, проще преодолеть выталкивающую (архимедову) силу жидкой мантии, чем силу тяжести. По краям образующихся прогибов возникают тектонические разломы. По ним выдавливается расплавленная магма, образуя многочисленные вулканы и целые лавовые поля. Такие поля можно увидеть, например, в Армении или в Индии на плоскогорье Декан.

Прогибание идет очень медленно, по несколько сантиметров в год и продолжается тысячи и миллионы лет. Прогибы заполняются морской водой. В мелководных теплых морях активно размножаются живые организмы. Отмирая, они образуют своими скелетами и панцирями километровые толщи осадочных пород: известняков, мергелей и др. Но вот энергия сталкивающихся платформ исчерпана. Встречное движение прекращается, прекращается и прогибание коры. Наступает второй этап горообразования.

Рисунок 3

Под действием выталкивающей силы происходит медленное поднятие погруженных в мантию пород, смятие пластов и образование горных хребтов и межгорных впадин. Когда все силы уравновешиваются, горообразование прекращается и эпоха складчатости завершается. Район стабилизируется, превращаясь в молодую платформу (не путать с равниной!) (рис. 4).

Затем, вернее, одновременно, горы начинают разрушаться. Обломки пород переносятся водой к их подножью в межгорные впадины и краевые прогибы. Со временем (миллионы лет!) они могут совершенно исчезнуть под наносами, а последующие геологические процессы способны превратить их в гладкие равнины. Такие разрушенные горы прячутся, например, под степными пространствами Крымского полуострова. Однако, жизнь складчатого пояса на этом не кончается. В его истории может наступить новый этап, способный уничтожить результаты прошедших эпох или дополнить уже существующие горы новыми, как это произошло на Кавказе, где хребты, расположенные севернее Главного Кавказского хребта, относятся к более ранней эпохе.

Рисунок 4

Возможны и другие механизмы горообразования. Например, из-за гидратации, разбухания горных пород, Заалайский хребет со скоростью около 2 сантиметров в год наступает на Алайскую долину, межгорную впадину, разделяющую Памир и Памироалай. По мере остывания Земли увеличивается толщина ее коры, а, следовательно, и объем горных пород. Земля как бы медленно разбухает, что, естественно, приводит к геологическим катаклизмам. В некоторых местах континентальные плиты наезжают на океанические, в этих районах образуются глубоководные впадины и островные дуги. Так сформировался регион озера Байкал и Тихоокеанские впадины. Однако, нам для понимания сути дела достаточно рассматривать столкновения платформ. Еще раз подчеркнем, что реальные процессы в земной коре гораздо сложнее, а приведенная схема служит лишь грубой аналогией.

В пределах молодых платформ под воздействием все той же архимедовой силы могут произойти сдвиги отдельных блоков (рис. 5), что тоже приводит к образованию гор. Так, например, возник район пика Победы на Центральном Тянь-Шане.

Рисунок 5

Районы, где образование гор идет в наше время, находятся, в основном, в пределах Тихоокеанского пояса (кольца) на побережье вокруг Тихого океана. Не завершилось горообразование и в пределах Средиземноморского или Альпийского складчатого пояса. Продолжают развиваться Кавказ, Памир и Гималаи. Свидетельства тому последние землетрясения на севере Италии, в районе Белграда в сентябре 1996 года.

Основные интересы горных туристов и альпинистов сосредоточены на территории Альпийского и Урало-Моногольского складчатых поясов.

Последняя эпоха складчатости началась в пределах Альпийского пояса около 160 миллионов лет назад. В конце ее, примерно миллион лет назад, возник Главный Кавказский хребет. А вот Передовой хребет сформировался значительно раньше. Его возраст достигает 200 миллионов лет.

Иная история у Урало-Монгольского складчатого пояса, к которому относится хорошо известный туристам Тянь-Шань. В пределах этого пояса горообразование завершено. С точки зрения геологов, он состоит из молодых платформ, образовавшихся в разное время. Возраст Урало-Монгольского пояса около полутора миллиардов лет. За это время пояс пережил три эпохи складчатости, в течение которых горы возникали и разламывались до основания. Развитие пояса прекратилось около 200 миллионов лет назад. В настоящем виде Тянь-Шань сформировался после смещения блоков земной коры по линии Пик Победы - Мраморная стена - Хан-Тенгри. Здесь возникли многокилометровые скальные стены. Произошло это уже в пределах молодой платформы, около 26 миллионов лет назад. Материал, слагающий указанный массив - мрамор, который в виде известняка образовался в залитой морем межгорной впадине, а затем был преобразован и поднят на огромную высоту.

Горные реки.

 

Быстрое течение рек способно нести песок и гальку, перекатывать валуны. Ударная энергия речной воды в верховьях размывает дно и берега, переносит обломки и откладывает их в низовьях, на равнинах, где скорость течения падает. Если река протекает по мягким породам, дно размывается быстро, и русло заметно углубляется. При этом формируется долина с крутыми берегами V-образного профиля. Когда скорость размыва дна замедляется, и из-за смыва обломков со склона и подмывания берегов, дно долины расширяется, она приобретает U-образный профиль. В твердых, не склонных к разрушению породах, река пропиливает каньоны с, практически, отвесными склонами. На Западном Кавказе, в Абхазии река Бзыбь, ниже села Псху, образовала каньон глубиной 50-70 метров при ширине 5-7 метров. Туристам известен каньон реки Гуамки близ Майкопа. В Таджикистане река Зеравшан, имеющая в среднем течении ширину до 500 метров, прорывает скальный пояс, состоящий из вертикально распложенных сланцев, каньоном шириной около пяти метров. В Копетдаге притоки реки Сакисяб пропилили в предгорьях извилистые узкие каньоны. Их линии, следуя изгибам складок горных пород, нередко меняют направление на 270 и более градусов, поэтому, начинаясь на расстоянии 3-5 километров от русла реки, они имеют протяженность 15 километров и более.

Рисунок 8

Если текущая вода встречает на пути крупный валун или участок твердых пород, она вынуждена отклоняться в сторону от линии наибольшего уклона, и ее русло изгибается. Сила тяжести возвращает поток обратно, при этом река поворачивает, но по инерции отклоняется от оптимального пути в другую сторону. Процесс повторяется, пока вода не выйдет на наибольший уклон или не встретит новое препятствие. По мере размыва препятствий, излучины (из называют меандрами, по реке Меандр, где этот процесс был впервые описан учеными) смещаются вниз по течению. При этом движущиеся изгибы русла расширяют дно долины (рис. 8). Вот поэтому горные реки нередко текут по широким галечным поймам, в десятки и сотни раз превышающим ширину водного потока. Особенно впечатляют реки Восточного Памира (Маркан-су, Уй-су) буквально теряющиеся в километровой ширине долин.

Если скорость течения реки не меняется, пойма существует без особых изменений столетиями. Но вот происходит поднятие гор или опускание предгорных равнин. При этом скорость потока возрастает, начинается активный размыв и углубление дна. Бывшая пойма оказывается высоко над рекой, которая уже известным способом, разрабатывает новую пойму. Остатки прежней поймы образуют надпойменную террасу. У равнинных рек таких террас может быть 2-3. У Москвы-реки их две. У горных рек террас может быть значительно больше. Кстати, склоны или берега, расположенные над верхней террасой, не тронутые рекой называются коренными берегами.

Как уже отмечалось, в низовьях реки по мере уменьшения скорости течения, река откладывает сначала крупные обломки, затем мелкую гальку, песок и, наконец, глину. За счет такого переноса обломков, например, водохранилище Нурекской ГЭС будет заполнено наносами за 50 лет.

Горные реки.

 

Быстрое течение рек способно нести песок и гальку, перекатывать валуны. Ударная энергия речной воды в верховьях размывает дно и берега, переносит обломки и откладывает их в низовьях, на равнинах, где скорость течения падает. Если река протекает по мягким породам, дно размывается быстро, и русло заметно углубляется. При этом формируется долина с крутыми берегами V-образного профиля. Когда скорость размыва дна замедляется, и из-за смыва обломков со склона и подмывания берегов, дно долины расширяется, она приобретает U-образный профиль. В твердых, не склонных к разрушению породах, река пропиливает каньоны с, практически, отвесными склонами. На Западном Кавказе, в Абхазии река Бзыбь, ниже села Псху, образовала каньон глубиной 50-70 метров при ширине 5-7 метров. Туристам известен каньон реки Гуамки близ Майкопа. В Таджикистане река Зеравшан, имеющая в среднем течении ширину до 500 метров, прорывает скальный пояс, состоящий из вертикально распложенных сланцев, каньоном шириной около пяти метров. В Копетдаге притоки реки Сакисяб пропилили в предгорьях извилистые узкие каньоны. Их линии, следуя изгибам складок горных пород, нередко меняют направление на 270 и более градусов, поэтому, начинаясь на расстоянии 3-5 километров от русла реки, они имеют протяженность 15 километров и более.

Рисунок 8

Если текущая вода встречает на пути крупный валун или участок твердых пород, она вынуждена отклоняться в сторону от линии наибольшего уклона, и ее русло изгибается. Сила тяжести возвращает поток обратно, при этом река поворачивает, но по инерции отклоняется от оптимального пути в другую сторону. Процесс повторяется, пока вода не выйдет на наибольший уклон или не встретит новое препятствие. По мере размыва препятствий, излучины (из называют меандрами, по реке Меандр, где этот процесс был впервые описан учеными) смещаются вниз по течению. При этом движущиеся изгибы русла расширяют дно долины (рис. 8). Вот поэтому горные реки нередко текут по широким галечным поймам, в десятки и сотни раз превышающим ширину водного потока. Особенно впечатляют реки Восточного Памира (Маркан-су, Уй-су) буквально теряющиеся в километровой ширине долин.

Если скорость течения реки не меняется, пойма существует без особых изменений столетиями. Но вот происходит поднятие гор или опускание предгорных равнин. При этом скорость потока возрастает, начинается активный размыв и углубление дна. Бывшая пойма оказывается высоко над рекой, которая уже известным способом, разрабатывает новую пойму. Остатки прежней поймы образуют надпойменную террасу. У равнинных рек таких террас может быть 2-3. У Москвы-реки их две. У горных рек террас может быть значительно больше. Кстати, склоны или берега, расположенные над верхней террасой, не тронутые рекой называются коренными берегами.

Как уже отмечалось, в низовьях реки по мере уменьшения скорости течения, река откладывает сначала крупные обломки, затем мелкую гальку, песок и, наконец, глину. За счет такого переноса обломков, например, водохранилище Нурекской ГЭС будет заполнено наносами за 50 лет.

Элементы горного рельефа.

 

Рисунок 13

Гребень ¹⁴ – линия наибольших высот горного хребта, узкий, ярко выраженный водораздел, образованный пересечением склонов. Он может быть зубчатым, ровным, острым, округлым, платообразным, осыпным, скальным, снежно-ледовым, травянистым. Очень острые, круто обрывающиеся гребни называются ножами. Гребни нередко являются источниками камнепадов и обвалов снежных карнизов. Выступающие элементы гребней и слагающие их скальные плиты значительных размеров могут быть легко сдвинуты человеком и, падая, увлечь его за собой. Гребень во время грозы – наиболее вероятное место поражения молнией. Вместе с тем гребень не подвержен камнепадам и лавинам, и нередко служит путем к вершине или перевалу. На посещаемых гребнях встречаются оборудованные площадки для палаток.

Ребро ¹⁵ – острый гребень, имеющий значительный уклон.

Контрфорс ¹⁶ – короткий боковой хребет, длина которого приблизительно равна высоте.

Плечо ¹⁸ – относительно пологий участок гребня между двумя взлетами или ступенями.

Жандарм ¹⁹ – значительный резкий скальный выступ гребня.

Склон ²⁰ – участок горного рельефа между дном долины и гребнем хребта или вершиной. По форме различают прямые ²⁰, выпуклые ²¹, вогнутые ²² и ступенчатые ²³, террасированные склоны. По характеру поверхности – залесенные, травянистые, осыпные, скальные, снежные, фирновые, ледовые. В практике путешествующих склоны принято характеризовать шириной, протяженностью и крутизной, определяемым по карте или на глаз (см. приложение 6.2).

По крутизне различают пологие, до 20°, склоны, где страховка, как правило, не требуется. При падении на таком склоне человек остается на месте или легко останавливается самозадержанием. Исключение составляют участки закрытого льда. Склоны средней крутизны – до 30-35°, где необходима самостраховка. Взаимная страховка применяется, если самозадержание затруднено (лед, близкие трещины или сбросы). На склонах большой крутизны (до 45°) требуется взаимная, обычно попеременная страховка или коллективная страховка (перила). Очень крутые склоны (до 60°) требуют для преодоления всего арсенала снаряжения и горной техники. Более крутые склоны называют стенами.

Взлет ¹⁷ – однородный участок склона или гребня, выделяющийся значительной крутизной. Нередко наиболее сложный, ключевой участок пути. Взлет, выводящий на перевал или вершину, называется перевальным или предвершинным (см. "Сброс").

Сброс – с точки зрения геологии – разрыв в толще горных пород со смещением блоков. У путешествующих – скальный или ледовый относительно короткий и крутой, возможно, вертикальный участок склона при движении на спуск. Может быть наиболее сложным участком маршрута.

Обрыв – крутой, отвесный или близкий к отвесному участок склона значительной высоты между двумя относительно пологими участками. Например: обрывы Крымских яйл к морю, обрывы берегов Волги в районе Жигулей. Нередко обрывом или сбросом называют ступень при прохождении ее на спуск.

Ступень – участок склона или гребня большой крутизны, почти отвес, может рассматриваться как очень крутой взлет. Ступень, пересекающая значительную часть склона, называется поясом.

Терраса – относительно пологий, ровный, вытянутый участок склона, образовавшийся в результате деятельности реки или ледника.

Стена ³⁰ – склон крутизной более 60°.

Стенка – скальная плита или небольшой нерасчлененный участок снежного, фирнового или ледового склона крутизной более 60°.

Плита ³¹ – небольшой нерасчлененный участок скального склона, имеющий одинаковую крутизну.

Осыпь ⁵⁸ – место сосредоточения обломочного материала, снесенного со склона водой или обвалом. Осыпи наиболее характерны для молодых гор (Памир, Памиро-Алай), где разрушение горных пород и сглаживание рельефа особенно интенсивны.

Осыпи по размеру обломков делятся на крупные, где размер обломков близок или превышает размер тела человека, средние – в 2-3 раза меньше размеров человека, но крупнее ботинка, и мелкие – меньше размеров ботинка. Участки мелкой осыпи на склонах располагаются обычно в верхних частях, а наиболее крупные обломки скатываются в самый низ. На плоскогорьях осыпи возникают на горизонтальной поверхности, образуя, так называемые, каменные моря. В зависимости от подвижности обломков различают живые и мертвые осыпи. Чем мельче осыпь, тем вероятнее ее сползание под нагрузкой. Отдельные подвижные обломки называются живыми.

Осыпь, особенно живая, опасна камнепадами, вызванными естественными причинами и падением камней из-под ног животных и людей. Осыпь, лежащая на твердом, гладком, наклонном основании (скалы, лед) легко сдвигается под нагрузкой и может увлечь за собой неосторожного путешественника. Особенно опасна осыпь над скальным сбросом, плохо заметном при спуске.

Перевал ⁷ – наиболее простой путь из одной самостоятельной долины в другую при условии, что обходной путь более трудоемок или опасен. В практике путешествующих спортивный перевал – наиболее простой путь из одного элементарного водного бассейна в другой.

Цирк – глубокая впадина в форме амфитеатра, окруженная с трех сторон крутыми склонами, образовавшимися в результате разрушительной деятельности ледника. Ледниковый цирк – наиболее характерная форма рельефа на пути к перевалу, удобное место для исходного бивуака перед началом подъема на перевал.

Кар ¹¹ – чашеобразное углубление, окруженное крутыми склонами, образовавшееся в результате разрушительной деятельности небольшого бессточного ледника. На дне кара может быть ледник, снежник или озеро.

Мульда – значительное чашеобразное углубление на снежном склоне, а также углубление, образующееся на леднике в результате подвижки. Склоны мульды, отражая солнечный свет, действуют как вогнутое зеркало, создавая в центре зону повышенной солнечной радиации. Летом пересечение мульды связано с риском получить тепловой удар или солнечные ожоги. Зимой в солнечные дни в мульдах может создаваться микроклимат, позволяющий загорать, несмотря на низкую температуру.

Ледопад ⁵⁰ – участок ледника со многими трещинами, расчленяющими лед на отдельные глыбы. Возникает на участках, где уклон долины ледника велик или в ложе имеются выступы из твердых скал, ригели. См. также раздел "Ледниковые трещины".

Мост ледовый, снежный ⁵⁵ – остаток снежного покрова или лавинный вынос, перекрывающий трещину, бергшрунд, иногда русло реки – наиболее удобный и естественный путь перехода через них.

Трещина скальная ^{25, 26} – разрыв в толще горных пород без смещения блоков. В практике путешествующих – разрыв в скалах, куда можно забить скальный крюк, но нельзя просунуть пальцы.

Щель ²⁷ – трещина, в которую можно просунуть пальцы, но нельзя вставить ботинок.

Расщелина ²⁸ – трещина, в которой можно расклинить ботинок, но нельзя поместиться человеку.

Камин ²⁹ – вертикальная, свыше 60° крутизной трещина, по которой можно передвигаться на распорах.

Желоб – трещина крутизной менее 60° с вертикальными стенками, по которой можно передвигаться. Может быть ледовым и снежным. Желоб обычно служит путем схода камнепадов и лавин, поэтому передвижение по нему требует особой осторожности.

Кулуар ¹² – бывает скальным, ледовым и снежным – широкий желоб или узкая короткая долина, образовавшаяся в результате выветривания горных пород или неравномерного таяния или деформации ледника. Служит каналом стока талых вод, схода лавин и камнепадов, формируется под их воздействием. На дне кулуара может быть желоб – его наиболее опасная часть. Безопаснее всего движение по кулуару вдоль бортов, а при повороте – вдоль выпуклого бора.

Сай (тюркск.) – сухая долина, в практике путешествующих – узкая долина, овраг с крутыми обрывистыми склонами, прорытый водой или селем в моренных отложениях, конгломератах или других мягких породах. Сай – серьезное, иногда непреодолимое препятствие, вынуждающее искать обходные пути.

Конус выноса ¹³ лавины, селевого потока, ручья, дельта реки – скопление снега или обломочного материала в нижней части долины, кулуара или на пути схода лавины, где их крутизна резко падает. Не рекомендуется для остановок и организации бивуаков, особенно в периоды схода лавин, сильных дождей, бурного таяния снега. Например, в 1984 году после обильного дождя разрушен селевым потоком альпалгерь Джайлык на Кавказе, стоявший на конусе выноса речной долины Куллумкол-су в Приэльбрусье.

Балкон ³⁴ скальный – значительный, ровный, близкий к горизонтальному участок склона над обрывом, на котором возможен бивуак сидячий или в палатке.

Полка ³³ скальная, ледовая – протяженный, выступающий над обрывом, участок склона, по которому можно идти, используя взаимную страховку.

Карниз ³⁶ скальный, ледовый – длинный, узкий, ровный, близкий к горизонтальному участок склона, нависающий над обрывом или сбросом, где можно ночевать сидя. Карниз – серьезное препятствие при прохождении на подъем, как правило, требующее создания искусственных точек опоры. Снежный карниз – свисающий с гребня или возвышающийся на ним участок снежного склона. Опасен внезапным обрушением.

Выступ ³⁵ – (обычно скальный) выделяющаяся часть склона, имеющая горизонтальную площадку, на которой можно стоять. Закрепление страховочной веревки на выступе считается более надежным.

Уступ ³² – выступ, на котором можно стоять двумя ногами или сидеть, но нельзя организовать бивуак.

Внутренний угол (cр. камин) – участок склона, образованный двумя сходящимися внутрь массивами гранями, по которому можно передвигаться, используя технику внутреннего лазания (распоры).

Внешний угол (ср. ребро) – выступающий участок склона, образованный двумя сходящимися гранями, по которому можно передвигаться, используя одновременно обе грани.

Бараньи лбы ²⁴ ("курчавые скалы") – выступающие участки скал, сглаженные ледником. См. также раздел "Работа ледника". Крутизна бараньих лбов быстро возрастает вниз по долине. Бараньи лбы характерны для устьевых ступеней висячих долин и цирков, а также ригелей. Поверхность бараньих лбов бывает покрыта тонким слоем дерна и мелкой осыпи, легко сдвигающимися под нагрузкой и скользкой из-за сочащейся воды. Неосторожное движение по ним может привести к падению по склону с возрастающей крутизной, кончающемуся сбросами. Особая внимательность требуется здесь при спуске без хорошо заметной тропы.

Нунотак ⁵³ (перевод с эскимосского "кит") – выступающий над ледником скальный остров, обычно сложенный из более твердых пород, чем ложе ледника. Ледник, обтекая нунотак, образует зоны трещин и разрывов. Крупные нунотаки пригодны для организации бивуаков, например, нунотак на леднике Абдукагор на Северо-Западном Памире, носящий шутливое название Пик руководящих указаний Центрального совета по туризму.

Ригель – выступающий участок дня или склона ледниковой долины. Образуется, как и бараньи лбы, при выпахивании ложа ледника вмерзшими обломками. При этом мягкие породы разрушаются и уносятся ледником, а более твердые остаются, образуя ригель. Обтекая его, лед вспучивается, образуя ледопад или зону трещин. Ригель может быть полностью скрыт льдом или выступать над ним, образуя нунотак. На ригеле ледника Федченко расположена самая высокогорная в мире метеостанция.

Останцы – отдельно стоящие образования, возникшие в результате выветривания и размыва менее прочных окружающих пород. Например, Красноярские столбы.

6. Приложения.

 

Приложения.

 

Приложения.

 

История Земли. Образование гор.

 

История планеты Земля, формирования и изменения ее рельефа изучается несколькими самостоятельными науками: геоморфологией, геотектоникой, геологией и рядом других. В рамках конспекта одной единственной лекции, рассчитанной на 2-3 часа, вести подробное их изложение бессмысленно, поэтому мы выбрали наиболее наглядные и простые для понимания неспециалистов примеры и аналогии, отнюдь не претендуя при этом на научную строгость повествования.

Начнем с очень давнего периода, когда не было еще ни равнин, ни гор и, если следовать священному писанию, лишь дух Божий летал над водой. Впрочем, наука утверждает, что тогда и воды в жидком состоянии на Земле еще не было.

Примерно пять с половиной миллиардов лет назад, по одной из гипотез, из пылевидной туманности сформировалась Солнечная система. При сближении частиц энергия их движения переходила в тепловую и начинались ядерные реакции. Надо вспомнить, что в те далекие времена содержание изотопа урана-235, способного участвовать в цепной реакции, было значительно выше и поэтому ядерные реакции моги идти на необогащенном, природном уране. Вещество планет, таким образом, разогревалось и переходило в жидкое или полужидкое состояние. Можно предположить, что пять миллиардов лет назад Земля была жидким светящимся шаром. По другим гипотезам планеты сформировались холодными, а разогрев их шел изнутри. По этой гипотезе верхние слои вещества оставались твердыми.

Рисунок 1

Так или иначе, но на поверхности Земли образовалась кора из твердых горных пород. Ближайшая аналогия - образование льда на поверхности замерзающего моря. При этом следует отметить, что температура на поверхности Земли в то время достигала +800°С. Толщина твердой коры была неодинакова. На ней выделялись гигантские острова. Геологи называют их платформами. Эти острова, дрейфуя, как льдины по океану расплавленной мантии Земли, сталкивались, дробились, изменяли размеры и форму, пока, наконец, около трех и семи десятых миллиардов лет назад не появились, так называемые, древние платформы, дошедшие до наших дней.

Прошло еще около ста миллионов лет, и Земля остыла настолько, что на ее поверхности сконденсировалась вода. Кончилась "лунная" эра развития планеты, и началась новая геологическая история, известная нам более или менее подробно, благодаря осадочным породам, образовавшимся под воздействием воды и силы тяжести.

Два с половиной миллиарда лет назад древние платформы закончили свое формирование и, с тех пор, практически не менялись. К ним относятся Восточноевропейская, Сибирская, Восточно-Китайская и другие.

Итак, древние платформы, подобно льдинам, дрейфовали, да и теперь дрейфуют со скоростью от 2-3 до 10 см в год, по поверхности полужидкой мантии Земли в окружении более мелких образований, сходные с ледяной шугой. Кто видел ледоход на реках, возможно обращал внимание, что там, где сталкиваются крупные ледовые поля, лед прогибается, трескается, его осколки лезут друг на друга, а в океане при столкновении ледовых полей возникают зоны торосов. Очень похоже формируются и горы. В зонах столкновения платформ земная кора прогибается, сминается в складки, трескается. По трещина, их геологи называют тектоническими разломами, поднимается расплавленная магма, и начинают действовать вулканы. Обратите внимание, вулканы обычно образуются в стороне от линии столкновения платформ, по которым располагаются главные хребты (рис. 3 и 4). Они приурочены к разломам, отделяющим нетронутую часть платформы от вовлеченной в прогибание. Так, например, расположены Эльбрус, Казбек, Арарат, Арагац, вулканы Дальнего Востока. После прогибания, в зоне столкновения платформ, формируются горные хребты.

Зоны столкновения платформ специалисты называют геосинклинальными складчатыми поясами Земли. В пределах этих поясов и происходит горообразование. Взглянем на карту из школьного учебника географии (рис. 1). Вот, например, хорошо известный туристам и альпинистам Альпийский складчатый пояс. Он проходит от Испании через Альпы, Доломиты, Карпаты, Крым, Кавказ, Памир, Гималаи, Гиндукуш, Кара-Корум. Или Урало-Монгольский пояс, он простирается от Новой Земли через Урал, Тянь-Шань, Алтай, часть Саян. Складчатые пояса разделяют либо платформы (Альпийский, Урало-Монгольский), либо материковые и океанические плиты (Тихоокеанский пояс).

Толщина земной коры в различных местах различна. Под древними платформами она составляет 15-20 километров, под горными массивами гораздо больше. Горы, как айсберги, поднимаются над поверхностью Земли, но при этом их основания глубже погружаются в мантию. Под Кавказом, при средней высоте гор от 2,5 до 3,5 километров, толщина земной коры достигает 30-40 километров. Под Тянь-Шанем при высотах 5-6 километров мощность земной коры достигает 70-80 километров. А вот под океанами, где нагрузка значительно меньше, уменьшается и толща горных пород. Здесь она колеблется от 4 до 15 километров (рис. 2).

Рисунок 2

Активное горообразование идет не постоянно и не на всем протяжении складчатых поясов. Периоды горообразования, их называют эпохами складчатости, проявляются на различных участках поясов в разное время. Горы в эпоху складчатости образуются в два этапа. На первом происходит столкновение платформ (рис. 3). Чудовищная энергия их движения приводит в зоне столкновения к прогибанию земной коры. Почему именно к прогибанию? Потому что породам, вытесняемым из зоны столкновения, проще преодолеть выталкивающую (архимедову) силу жидкой мантии, чем силу тяжести. По краям образующихся прогибов возникают тектонические разломы. По ним выдавливается расплавленная магма, образуя многочисленные вулканы и целые лавовые поля. Такие поля можно увидеть, например, в Армении или в Индии на плоскогорье Декан.

Прогибание идет очень медленно, по несколько сантиметров в год и продолжается тысячи и миллионы лет. Прогибы заполняются морской водой. В мелководных теплых морях активно размножаются живые организмы. Отмирая, они образуют своими скелетами и панцирями километровые толщи осадочных пород: известняков, мергелей и др. Но вот энергия сталкивающихся платформ исчерпана. Встречное движение прекраща