Береговой рельеф
Береговой рельеф (абразионно-аккумулятивный). Формирование рельефа берегов идет под воздействием абразии и аккумуляции. Абразия – это разрушение берегов волнами. Аккумуляция – это накопление продуктов разрушения волнами. В формировании рельефа берегов, кроме волн, участвуют океанические течения, течения рек, прибрежная растительность, береговые льды, колебания суши и моря.
На переходе от суши к воде (морю и т.п.) выделяют три параллельные полосы: 1) побережье – суша, не затронутая деятельностью моря; 2) берег – береговая полоса – зона непосредственного контакта суши и воды, представляет собой узкую полосу; 3) прибрежье (литораль) – прибрежная часть моря; периодически осушаемая во время отливов.
В зависимости от того, является береговой склон крутым или пологим, различают приглубные берега и отмели. На приглубных берегах сильнее проявляется процесс абразии, на отмелях – процесс аккумуляции. При абразионных процессах у основания склона берега появляется выемка. Волны увеличивают ее и превращают в волнообразную нишу. Породы, нависающие над ней, обрушиваются, поэтому возникает береговой обрыв – клиф. Постепенно под действием волн береговый обрыв отступает в сторону суши, а поверхность выравнивается. Ниже волноприбойной ниши находится слабо наклоненная поверхность – бенч. На бенче откладываются продукты разрушения, которые непрерывно перетираются морским прибоем и превращаются в гальку и песок. Так образуется пляж.
Абразионные процессы усложняют очертания берегов. Аккумулятивные процессы сильнее проявляются на отмелых берегах. Волны перемещают наносы во взвешенном состоянии и перекатывают их по дну. Таким образом, наносы передвигаются то к берегу, то от берега. Вода подхватывает песок и гальку и тащит их вверх по склону, к берегу, и, так как обратный ток воды замедлен, галька и песок не возвращаются на старое место, а постепенно перемещаются волнами в сторону берега. В местах, где направление берега изменяется (у мысов), происходит образование полосы наносов – косы. Косы возникают сначала под водой, а затем, постепенно нарастая, появляются и над ее поверхностью. Длинные узкие косы называются стрелками. Длина кос достигает 40-60 км. Косы есть у берегов Балтийского, Черного, Азовского морей, на берегах Мексиканского залива, на Каспии.
Крупная и очень распространенная форма аккумулятивного рельефа – береговой бар – гравийный песчано-ракушечный вал, идущий параллельно берегу. Бар отделяет от моря лагуны. Длина бара сотни километров, ширина 200-300 м.
Процессы аккумуляции также ведут к заполнению наносами заливов. В конечном итоге аккумулятивные процессы ведут к выравниванию берегов.
Процесс разрушения берегов волнами (абразия) и процесс накопления наносов (аккумуляция) протекают одновременно на разных участках одного и того же берега и могут сменять друг друга на одном и том же участке. Берега, подвергающиеся разрушению, называются абразионными; берега, формирующиеся в результате накопления наносов, – аккумулятивными. Как правило, на выступах берега идут абразионные процессы, на береговых заливах – аккумулятивные процессы.
По степени расчлененности берега делятся на бухтовые (имеют сложную конфигурацию) и ровные (имеют простую конфигурацию).
1. Риасовые (от rio – «река») – это берега, возникшие при затоплении возвышенного или горного массива, расчлененного речными долинами перпендикулярно берегу. Риасы – это затопленные глубокие устья речных долин; хребты между ними образуют острова и полуострова. Они распространены на полуострове Корея, в Восточно-Китайском море, на Японских островах, острове Ирландия, на северо-западе Пиренейского полуострова.
2. Далматинские (от названия области на Адриатическом побережье) – это берега, возникшие при затоплении участков побережья, испытавших сбросово-глыбовые движения. Вдоль берега расположены узкие заливы и проливы, между которыми находятся узкие длинные острова и полуострова. Они имеют место на Адриатическом море, в Скандинавии, на западе Тихоокеанского побережья.
3. Лопастные – берега с глубоким и сложным тектоническим расчленением. Широкие лопастные заливы сочетаются с такими же массивными полуостровами. Они характерны для Охотского моря, Средиземного и других.
4. Фиордовые – это берега, сформировавшиеся в горных и возвышенных структурах, переживших материковое оледенение. Фьорды – узкие, длинные и очень глубокие заливы, представляющие древние троги. Длина их может составлять несколько сот километров, ширина – до 1-3 км, глубина – до 1000 м. Они распространены на Скандинавском полуострове, Новой Земле, в Северо-западной Америке, на юге Чили, на северных берегах Ладожского и Онежского озер.
5. Шхерные – берега, около которых расположены мелкие скалы и каменные острова, бараньи лбы, обработанные материковым оледенением. Они имеют место в Швеции, Канаде, на о. Исландия, в Ладожском и Онежском озерах, на западе Белого моря.
6. Лиманные (лиман – гавань, бухта) – берега, формирующиеся при затоплении устьевых частей речных долин и балок низменных равнин. Они схожи с риасовыми берегами, но формируются на отмелых берегах. Они имеют место на северных берегах Черного и Азовского морей, встречаются на берегах Карского и Чукотского, на Сахалине.
1. Сбросовые – берега, имеющие относительную прямолинейность. Они первично ровные, т.к. заложены самой тектоникой суши. Это берега Гондванских материков – Африки, Аравии, Индостана, Австралии.
2. Лагунные – берега, образующиеся при выравнивании низменных берегов и имеющие узкие лагуны. Их можно встретить на Атлантическом побережье Северной и Южной Америки, в Гвинейском заливе, на Балтике.
3. Маршевые – в результате выравнивания лагунные берега превращаются в маршевые. Лагуны заполняются наносами рек и превращаются в заболоченные и сырые низменные луга. Они есть на побережье Голландии, Германии, Англии, на Атлантическом побережье США.
4. Мангровые – берега, аналогичные маршевым, но находящиеся в жарком поясе. Это низкие илистые берега с мангровой растительностью.
5. Дельтовые – представляют собой внешнюю окраину речной дельты. Такой берег образован многочисленными островами и протоками.
6. Коралловые берега. Коралловые берега характерны для жаркого пояса.
7. Ледяные – берега Антарктиды.
В распространении основных типов берегов на Земле существует определенная зональная закономерность. Так, берега Гондванских материков (Африка, Австралия, Южная Америка, Аравия, Индостан) преимущественно ровные (первично ровные). Северные материки (Евразия и Северная Америка) имеют бухтовые берега. В районах господства гляциальных процессов существуют фиордовые и шхерные берега, в районах влажного климата, где есть сильное эрозионное расчленение, – риасовые, долматинские, лопастные, лиманные берега. В районах теплого и влажного климата — коралловые и мангровые берега. Ледяные берега приурочены к полярным широтам.
Определенная зональность проявляется и в распространении типов морфоскульптурного рельефа суши. Так, абразийно-аккумулятивный рельеф приурочен к зоне контакта океан-материк. Эоловый рельеф преимущественно в аридных (в тропических и умеренных пустынях) и на морских побережьях. Криогенный рельеф развит в районах многолетней и сезонной мерзлоты, гляциальный – в умеренных и высоких (полярных) широтах, а также в высокогорных районах. Флювиальный рельеф имеет самое широкое распространение (кроме полярных ледовых зон).
4.8. Береговые формы рельефа
Берег моря, или береговая зона, – это узкая полоса вдоль современной береговой линии, в которой осуществляется взаимодействие между сушей и морем (океаном). Она установилась около 6 тыс. лет назад в конце позднеледниковой трансгрессии Мирового океана, когда закончился послеледниковый подъем его уровня (почти на 100 м) и были затоплены окраины континентов.
Границей современной береговой зоны со стороны суши служит линия, которой достигают брызги прибоя во время самых высоких приливов и штормов, а со стороны моря – изобата, ниже которой прекращается действие волн на дно.
Береговая зона принадлежит к самым мобильным участкам на Земле, где развитие рельефа происходит на глазах человека, постоянно и на больших пространствах.
В этой зоне осуществляется сложное взаимодействие всех четырех оболочек земного шара: литосферы, гидросферы, атмосферы и биосферы. Ведущая роль в процессе этого взаимодействия принадлежит гидросфере, различным формам движения воды: ветровому волнению, волновым течениям и приливам-отливам. Но берег не пассивен: большое значение имеют его крутизна и глубина моря, вещественный состав и трещиноватость пород, характер тектонических движений, конфигурация контура береговой линии и др. Влияние атмосферы косвенное: под действием ветра возникает волнение моря. Но на песчаных побережьях бризы производят и непосредственную ветровую работу, образуя береговые валы и дюны. Роль биоты скромная, но тем не менее некоторые берега образуются при участии растений (мангровые, тростниковые) и морских организмов (коралловые). В целом биоклиматическая зональность создает определенную зональность побережий.
Современная береговая зона включает надводную и подводную части, в пределах которых образовались различные формы рельефа. На зрелых, хорошо развитых берегах в пределах надводной части, в зоне прибоя, могут встречаться клиф (обрыв), современная надводная терраса и пляж; под водой – подводный береговой склон. Но так как уровень моря в течение длительного времени (тысяч лет и более) изменялся, формы рельефа, созданные некогда на берегу, оказались либо поднятыми (древние береговые формы), либо погруженными (погребенные формы рельефа) и в разной степени сглаженными последующими процессами. Всю зону, включающую современную береговую зону, приподнятые и погруженные береговые формы, называют побережьем.
Рис. 31. Схема развития и основные элементы абразионного берега (по О.К. Леонтьеву и Г.И. Рычагову)
В формировании береговой зоны основную роль играют ветровые морские волны. Рельеф волнового происхождения бывает двух типов: абразионный (лат. abrasio – соскабливание) – там, где волны разрушают коренные породы и удаляют обломочный материал, и аккумулятивный – там, где происходит накопление рыхлых наносов. Распространение этих двух типов берегов зависит от уклонов поверхности в береговой зоне.
Абразионные берега возникают там, где береговой склон крутой и море глубокое. При этом волны подходят к берегу с большими запасами энергии, производя в зоне прибоя разрушение берега. Разрушительная работа моря называется абразией. Абразия подразделяется на три вида: механическая – разрушение пород под действием ударов волн и бомбардировки обломочным материалом; химическая – растворение пород морской водой; термическая – разрушение берегов, сложенных мерзлыми породами или льдом.
Основными элементами абразионного берега являются клиф, волноприбойная ниша, бенч и подводная аккумулятивная терраса (рис. 31).
Образование абразионного берега начинается с появлением выемки у основания склона, которая постепенно увеличивается, в результате чего образуется волноприбойная ниша. Породы, нависающие над ней, обрушиваются, возникает береговой абразионный уступ – клиф. За счет углубления волноприбойной ниши и попятного отступания уступа в сторону суши создается слабо наклоненная в сторону моря подводная площадка, сложенная коренными породами, – бенч. Между клифом и бенчем на определенной стадии иногда появляется прислоненный к подножию клифа пляж – полоса, заливаемая во время приливов и штормов, сложенная обломочным материалом. Большая же его часть сносится за пределы абразионной террасы и откладывается на подводном склоне, образуя подводную аккумулятивную террасу. В формировании абразионных берегов велика роль склоновых процессов: обвалов, осыпей, оползней.
По мере отступания клифа площадка бенча расширяется, берег выполаживается, и на определенной стадии волны уже не в состоянии преодолевать широкую полосу мелководья над бенчем – абразия прекращается. Скорость отступания берегового обрыва различная (от нескольких сантиметров до нескольких метров в год) и зависит прежде всего от состава пород и энергии волн. На побережье Азовского моря, сложенного лёссовидными суглинками, зафиксированы случаи отступания берега до 10 м/год.
Аккумулятивные берега характерны для низких побережий в местах относительно устойчивого длительного накопления морских наносов. На мелководьях, в отличие от открытого моря, где частицы воды совершают лишь колебательные движения, происходит возвратно-поступательное движение воды по очень уплощенным орбитам. При этом вода производит транспортировку и аккумуляцию наносов в сторону берега. Это обусловлено тем, что скорость движения воды к берегу больше, чем в обратном направлении, так как часть воды просачивается в песок и галечник.
Аккумулятивные формы береговой зоны весьма разнообразны, причем зависят от путей миграции наносов, т. е. их поперечного или продольного перемещения относительно берега.
Если волна перпендикулярна к берегу, то перемещение наносов происходит в прямом направлении, и в зоне прибоя возникает пляж, хотя часть обломочного материала уносится обратно. Пляж – это скопление наносов в зоне действия прибойного потока в верхней части берегового склона. Пляжи бывают сложены песком, гравием, галькой, ракушечником. В случае поднятия берега пляжи становятся аккумулятивными террасами.
При частичном разрушении волны в море на мелководье (забурунивании), параллельно основному направлению берега на некотором расстоянии от него образуется подводный бар в виде вала из песка, гравия и др. По мере понижения уровня моря он становится островным баром. При постепенном передвижении к берегу и причленении к нему в нескольких точках образуются береговые бары, которые отделяют от моря заливы – лагуны. Бары могут достигать в длину сотен километров, в ширину 20–30 км, в высоту нескольких десятков метров. Протяженность берегов с барами составляет почти десятую часть общей протяженности берегов Мирового океана.
Если волна подходит к берегу под некоторым углом, происходит продольное перемещение наносов вдоль берега по своеобразной ломаной линии. Это происходит потому, что вода, подходя под углом, стекает по линии наибольшего уклона и увлекает с собой часть наносов, которые со следующей волной проделывают тот же путь: под углом – к берегу, по прямой – от берега. Потоки из гальки и песка достигают десятков и сотен километров в длину, сотен метров в ширину. На Балтике песчаный поток достигает длины 600 км и тянется от Куршской косы до Риги. Самый длинный песчаный поток «течет» от полуострова Лабрадор до полуострова Флорида в Атлантике (около 3000 км).
В зависимости от контура береговой линии, которая обычно извилистая, и угла встречи волны с берегом возникают определенные пути миграции наносов и образуются различные аккумулятивные формы. По морфологическим признакам их делят на пять групп:
примкнувшие формы, на всем своем протяжении непосредственно примыкающие к берегу: надводные террасы и наволоки;
свободные формы – узкие полосы суши, примыкающие к берегу лишь одним своим концом, а затем отходящие от них под углом: косы, стрелки;
замыкающие формы соединяются с берегом и корневой частью, и растущим концом: пересыпи и томболо (переймы);
окаймляющие формы, образующиеся в результате изгибания кос в сторону берега и даже иногда причленения к берегу: петлевидные косы и двойные косы;
отчленившиеся формы – образования, потерявшие связь с берегом: отчленившиеся устьевые бары и аккумулятивные острова на месте кос и других форм.
Таковы основные типы аккумулятивных форм низкой береговой зоны, создаваемые в результате волновой деятельности.
Там, где волновая деятельность ослаблена, формы рельефа обусловлены неволновыми процессами: приливами, деятельностью рек, организмов.
У приглубых берегов приливы усиливают абразию. На отмелых берегах приливы производят аккумуляцию наносов, в результате чего наращивается суша. Сначала в полосе осушки, заливаемой во время прилива и обнажающейся во время отлива, образуется аккумулятивная форма – ватты, сложенные песками и илом. Они расчленены небольшими желобками стока, образуемыми стекающими в отлив водами. Постепенное нарастание поверхности осушки приводит к тому, что она становится выше средних по высоте приливов, – это так называемые марши. В России на побережьях северных морей их называют лайдами. Марши заливаются только во время самых высоких приливов. Марши – своеобразные ландшафты с луговой галофитной растительностью, т. е. растениями, обитающими на засоленных грунтах. Потом они совсем выходят из зоны приливов и после осушения и рассоления становятся польдерами. Их используют для сельского хозяйства и защищают дамбами, валами на случай внезапных нагонов морской воды ветрами.
В результате абразионных и аккумулятивных процессов на протяжении послеледникового времени происходило и происходит выравнивание исходной изрезанной береговой линии за счет срезания выступов и мысов и накопления наносов на вогнутых участках берегов.
Однако примерно 20% общей протяженности берегов Мирового океана сохранили почти неизменными свое исходное расчленение, возникшее при медленной послеледниковой ингрессии в понижения прибрежной суши (ингрессионные берега). Такие первично-расчлененные берега лучше сохранились в горных странах и на возвышенных цокольных равнинах, сложенных твердыми породами и разбитых разломами. Среди них наиболее распространены следующие типы (рис. 32):
Фьордовые берега, образовавшиеся при затоплении ледниково-тектонических (троговых) долин горных побережий (берега Норвегии, Гренландии, Канады).
Рис. 32. Некоторые типы исходного расчленения береговой линии (по О.К. Леонтьеву и Г.И. Рычагову)
Шхерные берега, образовавшиеся при затоплении цокольных равнин с холмами – бараньими лбами, которые превратились в мелкие скалистые острова. Глубины в проливах и заливах чрезвычайно изменчивы и трудны для судоходства (Финляндия, Швеция, северо-восток США).
Риасовые берега, образовавшиеся при затоплении прибрежных нижних отрезков горных речных долин при простирании хребтов под углом к берегу (Испания, Приморье на Дальнем Востоке, Севастопольская бухта).
Берега далматинского типа, образовавшиеся при подтоплении складчатых гор, имеющих простирание, согласное с направлением берега. При этом острова, полуострова и заливы вытянуты вдоль берега (Адриатическое побережье Балканского полуострова).
Лопастные сбросово-глыбовые берега, возникшие при подтоплении тектонических впадин – грабенов и превращении горстов в массивные полуострова (побережье Эгейского моря).
Лиманные берега, образовавшиеся при подтоплении речных долин равнинных рек (Северное Причерноморье).
Помимо первично-расчлененных, есть и первично-ровные берега. Их прямолинейность – изначальное свойство данного побережья, связанное со строением суши. Эти берега главным образом тектонического происхождения.
Складчато-ровные берега образовались вдоль молодых складчатых гор побережья. Их первоначальная ровная форма береговой линии почти не нарушена (частично Тихоокеанское побережье Южной и Северной Америки).
Сбросовые ровные берега образуются вдоль линий сбросов и характеризуются большими глубинами у побережья. Такие берега обладают прямолинейностью на значительном протяжении (Мурманское побережье Кольского полуострова, берега Африки, Аравии и др.).
Эволюцию берегов можно представить как постепенный переход от первично-расчлененных берегов к выравнивающимся и выровненным и даже – ко вторично-расчлененным при изменении условий, например при подъеме территории и усилении размыва.