Возраст рельефа

в геологии возраст пород является одной из важнейших геологических характеристик. Основное содержание общих геологических карт составляет, по существу, отражение на них возраста пород. Определение геологического возраста пород основывается на данных палеонтологии, литологии и абсолютной геохронологии.

важной задачей геоморфологии, может быть, даже более сложной, чем в геологии, особенно, когда речь идет об определении возраста форм денудационного рельефа, является выяснение возраста рельефа. В геоморфологии, как и в геологии, обычно используют понятия относительный и абсолютный возраст.

Относительный возраст рельефа имеет в геоморфологии несколько аспектов.

1. Определение стадии развития рельефа по комплексу характерных морфологических и динамических признаков.

2. Изучение временных взаимоотношений одних форм с другими.

3. Установление геологического отрезка времени, когда рельеф приобрел черты, аналогичные его современному облику.

Итак, в отношении первого аспекта. Как показал еще Вильям Дэвис в конце позапрошлого века, развитие рельефа какой-либо территории или отдельно взятой формы, является стадийным процессом. Поэтому под относительным возрастом рельефа можно понимать определение стадии его развития. примером может служить развитие рельефа морских берегов или речных долин. Во время последнего покровного оледенения (около 20 тыс.лет назад) уровень океанов и морей был ниже современного на 100-150 м. По мере таяния материковых ледниковых покровов уровень Мирового океана постепенно повышался и достиг современной отметки. Воды океанов и морей затопили прибрежные равнины. Возникли береговые линии, характеризующиеся сильной изрезанностью. Образование изрезанных берегов, называемых ингрессионными, может рассматриваться как начальная стадия современного берега. Далее абразионные процессы способствовали образованию уступов в высоких склонах мысов и постепенному их срезанию разрушительной работой волн. В это же время в вершинах заливов возникают первые береговые аккумулятивные формы. Это стадия юности развития берега. Позднее мысы срезаются, а бухты (заливы) полностью отшнуровываются от моря аккумулятивными образованиями, берег выравнивается. Выравнивание береговой линии знаменует стадию зрелости берега. Дальнейшее развитие ведет к затуханию абразионного процесса. У мысов начинается аккумуляция. Сокращение поступления обломочного материала приводит к частичному размыву аккумулятивных форм, образовавшихся ранее в устьях бухт. Это стадия дряхлости или старости.

Теперь рассмотрим другой пример – формирование речной долины на поверхности, освободившейся недавно из-под ледникового покрова. На первых порах река имеет слабо врезанное в подстилающие породы, невыработанное русло. В процессе развития русло постепенно врезается в подстилающие породы, но в его продольном профиле еще остаются многочисленные неровности. Это стадия юности речной долины. Дальнейшее врезание ведет к выработке закономерно вогнутого продольного профиля, врезание русла по вертикали сменяется размывом бортов долины. Наряду с руслом формируется пойма. Речная долина вступает в стадию зрелости. далее боковая эрозия приводит к расширению поймы, река блуждает в пределах этой поверхности, течение ее становится замедленным, а русло извилистым. Наступает стадия старости речной долины.

Понятие относительный возраст рельефа применяется также для установления взаимоотношений одних форм с другими. В общем случае любая форма является более древней по отношению к формам, осложняющим ее поверхность, и, следовательно, сформировавшимся в более позднее время.

Определение относительного геологического возраста рельефа означает установление того геологического отрезка времени, когда рельеф приобрел черты, в основном аналогичные его современному облику. Если речь идет об аккумулятивных формах рельефа, то вопрос сводится к определению обычными геологическими методами возраста слагающих эту форму отложений. Так, например, аллювиальная терраса, сложенная среднечетвертичными отложениями, имеет среднечетвертичный возраст, а древние дюны, сложенные эоловыми плиоценовыми отложениями, имеют плиоценовый возраст. Но это, я подчеркиваю, относится к аккумулятивным формам рельефа.

Значительно сложнее обстоит дело с установлением возраста выработанных форм рельефа. Известный палеогеограф и геоморфолог К.К.Марков рекомендует несколько способов определения возраста денудационных форм рельефа.

1. Определение возраста по коррелятным отложениям. при образовании какой-либо денудационной формы, например, оврага, в его устье накапливаются продукты разрушения пород, в которые врезается данный овраг, в виде аккумулятивной формы рельефа – конуса выноса. Здесь остается лишь установить геологическими методами возраст осадков, слагающих конус выноса, что дает ключ и к определению возраста выработанной формы – оврага.

2. Метод возрастных рубежей. суть его заключается в определении возраста двух горизонтов отложений, фиксирующих верхний и нижний рубежи образования данной выработанной формы рельефа. например, долина реки врезана в поверхность, сложенную отложениями неогена (N). На дне долины под современным аллювием залегают ледниковые осадки раннечетвертичного времени (Q_I). Следовательно, рассматриваемая долина сформировалась на границе N-Q_I: она врезана в N отложения, т.е. она моложе их, и выполнена нижнечетвертичными ледниковыми образованиями, т.е. старше их. Это метод применим и для определения геологического (относительного) возраста и аккумулятивного рельефа.

3. Определение времени "фиксации" денудационного рельефа. В ряде случаев денудационные поверхности бывают перекрыты (фиксированы) корой выветривания. Определение возраста коры выветривания дает ответ на вопрос о возрасте денудационной поверхности.

4. Определение относительного геологического возраста рельефа путем прослеживания фациальных переходов. Этот метод применяется при решении задачи о возрасте тех аккумулятивных форм, которые сложены осадками, не содержащими палеонтологических остатков, т.е. "немыми" толщами. Прослеживая в пространстве данную пачку отложений до фациальной смены ее осадками, содержащими палеонтологические остатки, устанавливают одновозрастность обеих пачек отложений и, следовательно, одновозрастность образуемых ими форм рельефа. Так, например, можно установить возраст аллювиальной террасы, если ее удается проследить до перехода в прибрежно-морские отложения, возраст которых определяется палеонтологическим методом. Таким же образом можно определить возраст некоторых денудационных форм рельефа, например, путем прослеживания абразионной морской террасы до ее сопряжения с аккумулятивной.

Абсолютный возраст рельефа. В последние десятилетия благодаря развитию радиоизотопных методов исследования широко применяется определение возраста отложений и форм рельефа в абсолютных единицах – в годах. В настоящее время для определения абсолютного возраста широко используются калий-аргоновый (K-Ar), рубидий-стронциевый (Rb-Sr), радиоуглеродный (¹⁴C) и прочие методы, каждый из которых имеет свои пределы применимости. Кроме того, для определения абсолютного возраста пород и форм рельефа используются и другие физические методы: палеомагнитный, термолюминесцентный, амино-кислотный (это, скорее, химический метод) и др.