Эндогенные и эндо-экзогенные процессы рельефообразования

Энергия, сосредоточенная в недрах Земли, влияет на появление самых крупных неровностей на ее поверхности. Однако строгую границу между эндогенными и экзогенными процессами рельефообразования провести невозможно. К тому же эндогенные превращения вещества и динамика земной коры сказываются на появлении и развитии рельефа далеко не всегда. Особенности верхней мантии слабо отражены в планетарном рельефе, не говоря уже о рельефе небольших горных областей или целых материков. Многие геологические и тектонические структуры и рельеф на равнинах и плоскогорьях едва различаются между собой.

Облик рельефа, обусловленного эндогенными процессами, может быть различным и зависит, прежде всего, от внутреннего строения территории. Платформенные тектонические структуры земной коры имеют в своем основании кристаллический фундамент, который либо выступает на поверхность, либо скрыт под толщей осадочных пород. Умеренный тектонический режим платформ не приводит к созданию контрастного рельефа. Поэтому в рельефе прослеживаются невысокие глыбовые горы и нагорья, цокольные и пластовые равнины, а также плато. Антиклиналии и синклиналии редко бывают выражены в крупных формах рельефа. Сильная раздробленность горных пород в зонах разломов и податливость таких участков к размыву текучими водами приводят к появлению здесь сначала небольших эрозионных рытвин, а впоследствии речных долин. Значительные тектонические подвижки в земной коре ведут к образованию орогенов (от греч. oros — гора и genes — рождение) — горных сооружений, возникших на месте бывшей геосинклиналии, либо на платформе.

Смятие в складки толщ горных пород, появление блоков и глыб, разбитых разломами, вулканизм и землетрясения — обычные признаки орогена. Так возникли горные страны (Альпы, Карпаты, Кавказ) и горные пояса (например, Альпийско-Гималайский). Расположение подвижных горных поясов во многом определено первичными активными тектоническими зонами, куда входят и системы планетарных разломов земной коры. Этим объясняется длительное существование Андийско-Кордильерского, Альпийско-Гималайского и других горных поясов. Наиболее крупные формы рельефа на дне океанов также созданы эндогенными силами. К ним относятся глубоководные котловины, срединно-океанические и вулканические хребты, рифтовые долины и грабены на месте трансформных разломов.
Для того чтобы понять роль эндогенных процессов, необходимо знать продолжительность их деятельности и скорости самих процессов. Период времени с особенно интенсивными тектоническими движениями земной поверхности геологи называют периодом тектонической активизации. В истории Земли их было много, и каждый продолжался от 15 до 20 млн. лет.

В последние 100 лет скорости поднятий поверхности в разных регионах Земли неодинаковы: от 0,05 до 12 мм в год. При этом, например, скорость горообразования колеблется от 0,01 до 1 мм в год. Самыми быстрыми являются эндогенные процессы, связанные с сейсмическими подвижками. Они обладают скоростью до нескольких метров в секунду, но длятся недолго. Помимо эндогенных процессов, существуют промежуточные, эндо-экзогенные процессы рельефообразования. Среди них первое место занимает вулканизм. Вулканический процесс состоит из двух частей. Глубинный разогрев и истечение магмы по каналам в толще земной коры — эндогенный процесс в «чистом» виде. Но соприкосновение лавы при извержении вулкана с воздухом и водой на поверхности Земли вызывает появление лавовых потоков, озер, пепловых равнин — всего того, что в недрах Земли образоваться не может.

Результатом эндо-экзогенной деятельности вулканов являются, прежде всего, вулканические и шлаковые конусы. Наиболее типичны в вулканических областях стратовулканы. Они имеют вид усеченного конуса с вогнутыми склонами. Привершинная часть конуса заканчивается кальдерой, или кратером. В Курило-Камчатской зоне таких вулканов за последние 40 лет возникло около двух десятков.

Разнообразие видов вулканизма часто определяется составом и степенью вязкости магматического вещества. Так, у Этны и Везувия подвижные лавы образуют волнистые равнины. Бывают лавы в виде скрученных канатов. При небольших скоростях движения лавы на фоне волн видны участки с плитовидной поверхностью, пустоты в виде туннелей. Глыбовые равнины обычно образованы более вязкими лавами. При короблении лавового потока возникают трещины, обусловливающие дробление на глыбы и блоки поперечником в несколько метров.

Еще одна форма рельефа, образующаяся при извержениях вулканов, — купола. Разрушение вулканических конусов происходит довольно быстро. Пепловые равнины разрушаются за сотни — тысячи лет, конусы стратовулканов — за 4 — 10 тыс. лет; шлаковые конусы — за несколько тысяч лет. Исключение составляют лавовые плато, которые существуют несколько миллионов лет.

Увеличение внутрипластового давления в недрах осадочных пород приводит к «извержению» потоков полужидкого обломочного материала на поверхность и образованию низких (до 400 м) усеченных конусов, похожих на щитовые вулканы. В природе встречаются надводные и подводные грязевые вулканы. Грязевая равнина у подножия вулканов обычно отличается холмисто-западинным рельефом.
Грязевые вулканы распространены в тех областях, где наблюдаются мощные толщи рыхлых отложений и отмечаются активные движения земной коры. Поэтому значительная часть грязевых вулканов встречается в Альпийско-Гималайском и Андийско-Кордильерском горных поясах. Особенно много, около 170, действующих грязевых вулканов в Азербайджане, где есть наземные, подводные и даже погребенные вулканы. Происхождение многих островов Бакинского и Апшеронского архипелагов связано с грязевым вулканизмом. Под действием огромного давления газов и воды морское дно нередко приподнимаются на 5 — 10 м, а площадь таких поднятий достигает 8 га. Интересно, что в этом районе Альпийско-Гималайского горного пояса в периоды снижения уровня Каспийского моря грязевой вулканизм усиливается, а при подъеме морских вод — стихает. Другая область, где извергаются грязевые вулканы, находится на северо-западе Куринской впадины, вблизи границы Азербайджана и Грузии. Здесь насчитывается около 20 вулканов. За период с 1810 по 1839 г. тут произошло 7 извержений, с 1839 по 1868 г. — 20 извержений, с 1868 по 1906 г. — 24 извержения.

Грязевые вулканы действуют на дне Черного моря, к югу от Крымского полуострова. Их насчитывается более десятка.

Помимо вулканизма к эндо-экзогенным процессам относятся ударно-взрывные процессы. Они связаны с падением на Землю крупных метеоритов. Наряду с едва видимой пылью на поверхность планеты падают и крупные космические тела, вызывающие появление огромных кратеров и котловин. Первая стадия — столкновение метеорита с Землей. Эта стадия может считаться экзогенной. Но через доли секунды создается не только рельеф, но и горная порода. Эта стадия может считаться эндогенной. Поверхность Земли сохранила до наших дней многие сотни «звездных ран», их часто называют метеоритные кратеры. При этом остались, конечно, самые большие кратеры. Об этом можно судить по диаметру кратеров. Аризонский кратер в Северной Америке достигает в поперечнике 1200 м, Госез-Блаф в Австралии — 4000 м, Нордлингер-Рис в Германии — 24 000 м, Болтышский на Украине — 25 000 м, Карский — 60 000 м. Встречаются также гигантские кратеры, диаметр которых превышает сотни километров. Их называют астроблемами. Попигайская астроблема на севере Сибири имеет диаметр более 100 км, Приаральская — 700 км. На Украине найдены следы падения очень крупного каменного метеорита, которое произошло около 100 млн. лет назад. Диаметр кольцевого вала по окраине кратера составил около 4 км, а энергия, выделившаяся при ударе о землю, такая же, как при взрыве 120-мегатонной ядерной бомбы. При ударе горные породы были разрушены до глубины 100 м. Столкновение метеорита с поверхностью Земли происходит со скоростью около 16 км/с, кратер образуется в несколько фаз. Первая — фаза сжатия, в течение которой космическое тело испытывает торможение в толще горных пород. Это длится несколько секунд. Вторая фаза — образование кратера. Третья фаза — трансформация кратера и заполнение его обломками.