Иван Ефремов - Тайны прошлого в глубинах времен
Таким образом, движения земной коры, создающие неровности нашей планеты, ее рельеф, являются основной первопричиной геологических процессов. Дальнейшее развитие этих процессов получается в результате солнечной теплоты и земного тяготения или силы тяжести.
Солнечная теплота вызывает к жизни круговорот воды на земной поверхности. Испарения океана под действием солнечных лучей насыщают нижние слои атмосферы водяными парами, которые в виде облаков разносятся воздушными течениями и осаждают избыток воды на поверхность материков. Пресная дождевая вода насыщает подпочвенные слои суши, образуя большие запасы грунтовых вод, а избыток воды стекает в моря или большие озера.
Сила, движущая течением воды в реках, есть как раз сила тяжести. Разность высоты поверхности материка и уровня моря и дает возможность проявиться силе тяжести, обращающейся в поступательное движение воды. Чем больше разность высот материка и моря, тем круче падение воды и тем больше скорость ее течения. Всем известно, что в горах реки бурные, бешено несущиеся, а на равнинах, как скажем, у нас в европейской части Союза, реки отличаются медленным спокойным течением.
Человек давно пользуется силой текущей воды, до изобретения паровых машин основной двигательной силой заводов, фабрик, мельниц были водяные колеса.
Там, где течение воды слишком медленное, человек его ускоряет путем постройки плотин. Плотины поднимают воду в реке и тем создают короткий участок крутого спада, по которому вода устремляется с большой скоростью и оказывается в состоянии вращать колеса мельниц или турбины электростанций.
Действие текущей воды на протяжении больших отрезков времени огромно. Вода размывает поверхность материка, разрушает горы, прорезает глубокие и широкие долины и сносит в море колоссальные количества размельченных горных пород в виде песка, глины и ила или частично в растворенном состоянии. Так, Волга только за период половодья (меньше двух месяцев) уносит в Каспийское море около миллиона кубических метров рыхлого материала, а Терек — горная река Кавказа — за один месяц около 20 млн. м 3 осадков. Огромные реки Сибири — Енисей, Обь, Лена — несут еще большие массы пород, Миссисипи ежегодно — 400 млн. т осадков. Растворенные в воде минеральные вещества переносятся в гораздо меньшем количестве, но тоже составляют немалую массу. Дунай в течение года приносит в Черное море углекислой извести около 4,5 тыс. т.
Текущие по поверхности материка воды неуклонно размывают и постепенно понижают его поверхность. Это действие воды называется эрозией, или размыванием. Но не только разрушающей силе проточной воды мы обязаны понижением высоты материков.
Горные породы на поверхности суши разрушаются еще действием так называемого выветривания, опять-таки обязанного совокупности сил солнечной теплоты и земного притяжения. Солнце нагревает обнаженные я горах, казалось бы, несокрушимые, породы и медленно, но верно заставляет их растрескиваться, терять свою плотность. Всякая горная порода состоит из смеси зерен различных минералов с неодинаковыми физическими свойствами, в частности, с неодинаковой способностью расширяться при нагревании. Нагреваясь днем и охлаждаясь ночью, порода растрескивается и под действием силы тяжести скатывается с горных склонов вниз в долины рек, которые затем транспортируют размельченную породу в море.
Немалую роль играет кислород воздуха, заставляющий распадаться минералы горных пород и также опять-таки вода, проникающая по трещинам в глубь породы и ускоряющая разрыхление.
В странах с резкими переменами температуры, с большой дневной жарой и холодными ночами, как, например, в пустынях, процессы разрушения пород выветриванием происходят на глазах наблюдателя. В Сахаре давно известны поющие и ревущие скалы — горные породы, растрескивающиеся от нагрева и издающие разнообразные звуки. Кочевники-арабы, тонкие наблюдатели природы, говорят: «Солнце нашей родины заставляет кричать даже камни», подчеркивая страшную силу солнечного нагрева.
Большую работу по разрушению поверхности материка производят льды, сползающие на склоны гор, выпахивающие глубокие долины и сносящие огромное количество разрушенных пород. Еще большие разрушения производили крупные оледенения, неоднократно покрывавшие огромные площади суши сплошным покровом в прошлые геологические эпохи.
Движения воздуха — ветры, бури и ураганы, представляющие собой тепловые токи в атмосфере и поэтому также обязанные своим возникновением излучению Солнца, тоже разрыхляют породы на поверхности материка и сносят значительные массы горных пород в виде пыли или мелкого песка. Меньшую роль играют размывы берегов морским прибоем, разрыхления пород живыми организмами и работа подземных вод, хотя и эти процессы вносят свою долю в общее разрушение материков.
Вся совокупность перечисленных процессов носит название денудации (от латинского слова denudo — обнажаю). Денудация, следовательно, есть процесс непрерывного разрушения поверхности материка и снос продуктов разрушения в море. Чем выше поднимается материк над уровнем моря, тем круче и выше его горы, тем энергичнее, быстрее будет идти денудация материка.
Действительно, скорость течения рек будет быстрее, снос материала будет идти в большем количестве, соответственно скорее будет снижаться его поверхность. Наоборот, при плоских и низких материках с медленно текущими реками денудация пойдет гораздо медленнее. Мы можем себе представить почти полную остановку денудации в момент, когда высота материка приблизится к уровню моря. Реки перестанут течь и на материке образуется обширная болотистая равнина, едва-едва выступающая над уровнем моря.
Денудационные процессы именно и стремятся к такому выравниванию, к понижению материков. Если бы тектонические движения земной коры не поднимали бы снова и снова материки над уровнем океана, то давно бы земной рельеф представил описанную выше однообразную и безотрадную картину.
Геологические процессы связаны с денудацией — разрушением пород на суше. Это лишь одна сторона исторических преобразований лика Земли. Другая сторона — накопление новых осадков, сносимых с материка в морские бассейны.
Скорость движения воды в верховьях любой реки больше, чем в ее нижнем течении. Подходя к морю или к большому озеру, в которое она впадает, река все больше замедляет свое течение, так как перестает действовать ускорение силы тяжести, проявляющееся вследствие неравенства уровней. Между тем количество переносимого водой рыхлого (нерастворимого) материала, равно как и размеры переносимых частиц находятся в прямой зависимости от скорости течения. Чем больше скорость течения, тем больше и передвигаемые водой частицы. Всем известно, что в горных реках русло загромождено крупными валунами, у быстро текущих рек на дне мы видим нагромождение галек, а в медленных реках нашей русской равнины — Волге, Оке, Москве-реке мы не находим других осадков, кроме песка и ила. Сила земного тяготения заставляет все осадки распределяться в зависимости от скорости течения. Едва только скорость течения воды в реке замедлится хотя бы на самую незначительную величину, из нее сразу же выпадает материал, который по размерам и весу частиц уже не может переноситься дальше.
Исходя из этих соображений, мы можем уже заранее сказать, что в море преимущественно сносится наиболее сильно размельченный материал. Действительно, поверхность морей и океанов на всей Земле представляет для речных вод наиболее низкий уровень, ниже которого никакое течение воды под действием силы тяжести не может иметь места (океанические течения, другое дело). Поэтому по мере приближения к морю реки должны настолько замедлить свое течение, что весь более или менее крупный материал должен выпасть из воды значительно раньше. В действительности мы и наблюдаем, что в дельтах (устьях) рек все принесенные в море осадки состоят из мелкого песка и ила. Исключения составят реки, низвергающиеся непосредственно с гор в море и не проходящие большого пути по равнине, но такие реки, естественно, не могут быть большими.
Впадая в море, река еще некоторое время продолжает течь, образует подводное устье или дельту и откладывает там осадки. Скорость течения все более падает, пока не дойдет до нуля. В строгом соответствии с падением скорости течения, откладываются и осадки. Ближе к берегу моря оседает песок, дальше глина и, наконец, еще дальше растворенные в воде минеральные соли. Если бы поверхность материка оставалась на неизменной высоте над уровнем моря, то такое распределение осадков осталось бы неизменным и по периферии суши кольцевидно залегали бы громадные толщи песка, дальше такая же толща глины и еще дальше известняков. Но с постепенным понижением материка общая скорость реки будет падать и соответственно этому дальность выноса ею осадков в море будет сокращаться. Постепенно на месте глины станут отлагаться известняки, на месте песков — глины, а отложения песка переместятся внутрь материка в устья рек.
