Тема 2. 7. Криогенные формы рельефа

1. Формирование криогенного рельефа, деятельный слой и процессы происходящие в нём.

Многолетняя мерзлота грунтов – это такое их состояние, при котором грунты сохраняют отрицательные температуры от несколько десятков лет до многих тысячелетий.

Криогенный рельеф формируется в многолетней мерзлоте – верхнем слое земной коры, где температура на протяжении всего года не поднимается выше 0°С и встречается подземный лёд.

На многолетней мерзлоте лежит слой грунта, оттаивающий летом и замерзающий зимой. Он

называется деятельным слоем, мощностью от нескольких сантиметров до 7 метров, которая зависит от климатических условий, состава горных пород, растительного покрова и экспозиции склонов.

В условиях многолетней мерзлоты поверхностные воды, попадающие в грунт от дождей, а также таяния  снега и льда в самом  деятельном слое,  не могут  проникнуть  дальше на глубину  из-за

находящейся ниже многолетней мерзлоты, а испарение воды здесь вследствие низких летних температур весьма незначительное. В связи   с этим деятельный слой перенасыщается водой, грунт разжижается и превращается в подвижную вязкую массу, которая сползает по многолетней мерзлоте в направлении уклона поверхности. Этот процесс носит название солифлюкция.

Многолетняя мерзлота на Земле охватывает 40 млн. км², или почти 25% суши. Она занимает значительную часть Евразии, Северной Америки, полностью Антарктиду и её шельфовую зону, все острова Северного Ледовитого океана и часть высокогорных областей.

По характеру распространения и мощности выделяют три типа многолетней мерзлоты:

         Сплошная многолетняя мерзлота занимает районы с очень суровыми климатическими условиями, наиболее низкими зимними температурами. Мощность мёрзлой толщи в этой зоне превышает 300 м, но наибольших значений достигает в Якутии – до 1 350 м.

Многолетняя мерзлота с участками талых грунтов полосой различной ширины окаймляет зону сплошной мерзлоты. Её мощность составляет от 10 до 300 м. В местах циркуляции подземных вод и лучшего прогрева земной поверхности мёрзлые грунты растаяли. Там образовались сквозные или несквозные талики – участки земной коры с положительными температурами.

Островная многолетняя мерзлота встречается в широкой полосе вдоль её южной границы, а также в горных странах. Отдельные участки многолетней мерзлоты, расположенные среди талых грунтов, имеют мощность от нескольких метров до десятков метров. Температура в их пределах близка к 0˚С.

В многолетней мерзлоте по пустотам и талым слоям циркулируют межмерзлотные воды. Они опускаются сюда с земной поверхности или поднимаются из горизонтов, залегающих ниже мёрзлых пород. Пресные воды в слоях многолетней мерзлоты могут замерзать и пополнять запасы подземного льда. Подмерзлотные воды часто минерализированы, поэтому они не всегда замерзают.

Большинство учёных считают, что основная масса многолетней мерзлоты является реликтом ледникового периода. Она сформировалась в суровых условиях очень холодных малоснежных зим. Многочисленные находки в мерзлоте останков мамонтов и других животных ледникового периода подтверждают это мнение. Наличие мощных пластов ископаемого льда, перекрытых ледниковыми наносами, также указывает на то, что многолетняя мерзлота существует непрерывно с ледниковой эпохи.

2. Формы рельефа, образующиеся при сезонном промерзании деятельного слоя.

Многолетнемёрзлые породы и особенно деятельный слой являются зоной активного образования мелких и средних форм рельефа.

При промерзании деятельного слоя зимой, формируются полигональные поверхности, бугры пучения и наледи, которые к лету исчезают.

В северных районах мерзлотной зоны на плоских поверхностях местами встречаются участки со слабо развитым растительным покровом и густой сеткой грунтовых трещин. Такая поверхность называется полигональной.

Полигональные поверхности образуются при промерзании деятельного слоя, в результате чего появляются трещины, формирующие сеть многоугольников на поверхности деятельного слоя.

Бугры  пучения    образуются  в   результате   замерзания   линз   воды  в  деятельном  слое,   в результате чего, при переходе воды в твёрдое агрегатное состояние, объём деятельного слоя увеличивается, и на земной поверхности образуются бугры различного размера.

Бугры пучения могут быть однолетними и многолетними.

Однолетние бугры пучения имеют относительно небольшие, образовавшиеся зимой линзы льда, которые летом полностью стаивают, в результате чего на земной поверхности бугор полностью исчезает.

Многолетние бугры пучения, благодаря мощным линзам льда, в тёплое время года лишь оседают, уменьшаются в высоте, а зимой они снова вырастают при замерзании поднимающихся подземных вод.

Наледи – это ледяные образования, возникающие в результате замерзания воды, выходящей на поверхность реки или почвы.

Наледи могут быть речными и грунтовыми.

Речные наледи формируются на малых и средних реках при промерзании их русел до дна во время сильных морозов. Одновременно с замерзанием рек с поверхности на их дне образуется донный лёд. На отдельных участках русло реки, в результате промерзания, сильно сужается, превращаясь в ледяную трубу, не вмещающую поток воды, или перекрывается льдом совсем. Поступающая по руслу вода через трещины во льду или через проломы в нём выходит на поверхность, растекается и замерзает. В результате многократных излияний воды на поверхность за зимний сезон наледи могут покрывать огромные площади и достигать многометровой мощности. Небольшие наледи тают в течение лета, а крупные сохраняются много лет.

Грунтовые наледи образуются в результате сильного увеличения напора грунтовых вод, циркулирующих в замерзающем деятельном слое. Грунтовые наледи располагаются чаще по склонам холмов или у их подножия, т.е. в местах, где летом выходят на поверхность грунтовые воды в виде источников, которые в холодное время года замерзают.

Учебное занятие №7