Как рождаются горы. Как образуются горы? Как образовываются куполообразные горы
Горные системы - пожалуй, одно из самых монументальных и впечатляющих творений природы. При взгляде на покрытые снегом вершины, выстроившиеся друг за другом на протяжении сотен километров, невольно задаешься вопросом: что за необъятная сила создала их?
Горы всегда кажутся людям чем-то незыблемым, древним, как сама вечность. Но данные современной геологии прекрасно демонстрируют, насколько переменчив рельеф Горы могут располагаться там, где некогда плескалось море. И кто знает, какая точка Земли будет самой высокой через миллион лет, и что станет с величественным Эверестом…
Механизмы образования горных хребтов
Чтобы понять, как образуются горы, необходимо хорошо представлять, что такое литосфера. Этим термином обозначается внешняя оболочка Земли, которая имеет очень неоднородное строение. На ней можно обнаружить и вершины высотой в тысячи метров, и глубочайшие каньоны, и обширные равнины.
Земная кора образована гигантскими которые находятся в беспрерывном движении и время от времени сталкиваются краями. Это приводит к тому, что определенные их участки трескаются, приподнимаются и всяческим образом меняют структуру. В результате образуются горы. Конечно, изменение положения плит происходит очень медленно - всего на несколько сантиметров в год. Однако именно благодаря этим постепенным сдвигам за миллионы лет на Земле образовались десятки горных систем.
Суша имеет как малоподвижные участки (в основном на их месте образуются большие равнины, как, например, Прикаспийская), так и достаточно «беспокойные» области. В основном на их территории когда-то находились древние моря. В определенный момент наступал период интенсивного и давления подступающей магмы. В результате морское дно, со всем его многообразием осадочных пород, поднималось на поверхность. Так, к примеру, возникли
Как только море окончательно «отступает», на оказавшийся на поверхности массив пород начинают активно воздействовать осадки, ветра и перепады температур. Именно благодаря им каждая горная система имеет свой особый, неповторимый рельеф.
Как образуются тектонические горы
Ученые считают движение тектонических плит самым верным объяснением того, как образуются складчатые и глыбовые горы. Когда платформы смещаются, земная кора в определенных участках может сдавливаться, а иногда даже разламываться, приподнимаясь с одного края. В первом случае образуются (отдельные их области можно встретить в Гималаях); другой механизм описывает возникновение глыбовых (например, Алтай).
Некоторые системы отличаются массивными, крутыми, но не слишком разделенными склонами. Это характерный признак глыбовых гор.
Как образуются вулканические горы
Процесс формирования вулканических вершин довольно сильно отличается от того, как образуются складчатые горы. О происхождении их довольно ясно говорит название. Вулканические горы возникают в том месте, где на поверхность прорывается магма - расплавленная горная порода. Она может выходить через одну из трещин в земной коре и скапливаться вокруг нее.
В некоторых точках планеты можно наблюдать целые хребты такого типа - результат извержения нескольких близкорасположенных вулканов. Относительно того, как образуются горы, есть и такое предположение: расплавленные породы, не находя выхода, просто давят на поверхность земной коры изнутри, в результате чего на ней возникают огромные «выпуклости».
Отдельный случай - подводные вулканы, расположенные на дне океанов. Магма, вышедшая из них, способна затвердевать, образуя целые острова. Такие государства, как Япония и Индонезия, располагаются именно на участках суши вулканического происхождения.
Молодые и древние горы
О возрасте горной системы явно говорит ее рельеф. Чем острее и выше вершины, тем позднее она образовалась. Молодыми считаются горы, сформировавшиеся не более 60 миллионов лет назад. К этой группе относятся, к примеру, Альпы и Гималаи. Исследования показали, что они возникли около 10 миллионов лет тому назад. И хотя до появления человека оставалось еще огромное количество времени, в сравнении с возрастом планеты это совсем небольшой срок. Молодыми также считаются Кавказ, Памир и Карпаты.
Пример древних гор - Уральский хребет (возраст его составляет более 4 миллиардов лет). К этой группе также можно отнести северо- и южноамериканские Кордильеры и Анды. По некоторым данным, самые древние горы на планете находятся в Канаде.
Современное формирование гор
В XX веке геологи пришли к однозначному выводу: в недрах Земли заключены огромные силы, а формирование ее рельефа никогда не прекращается. Молодые горы все время «растут», увеличиваясь в высоте примерно на 8 см в год, древние - постоянно разрушаются под действием ветра и воды, медленно, но верно превращаясь в равнины.
Яркий пример того, что процесс изменения природного ландшафта никогда не останавливается - постоянно происходящие землетрясения и извержения вулканов. Другой фактор, влияющий на процесс того, как образуются горы - движение рек. При поднятии определенного участка суши их русла становятся глубже и сильнее врезаются в породы, порой прокладывая целые ущелья. Следы рек можно обнаружить на склонах вершин, наравне с остатками долин. Стоит отметить, что в разрушении горных цепей участвуют те же природные силы, что некогда формировали их рельеф: температуры, осадки и ветра, ледники и подземные источники.
Научные версии
Современные версии орогенеза (происхождения гор) представлены несколькими гипотезами. Ученые выдвигают следующие вероятные причины:
- погружение океанических впадин;
- дрейф (скольжение) материков;
- подкоровые течения;
- вспучивание;
- сокращение земной коры.
Одна из версий того, как образуются горы, связана с действием Поскольку Земля имеет форму шара, все частицы материи стремятся расположиться симметрично относительно центра. Кроме того, все горные породы различаются по массе, и более легкие из них со временем оказываются «вытеснены» на поверхность тяжелыми. В совокупности эти причины приводят к появлению неровностей на земной коре.
Современная наука пытается определить основной механизм тектонических изменений на основе того, какие горы образовались в результате того или иного процесса. С орогенезом пока еще связано много вопросов, до сих пор остающихся без ответа.
Сначала посмотрим, что известно в настоящее время о строении и развитии горных систем. Горам присущи некоторые особенности. Первая из них - стадийность развития. Обычно выделяются три стадии.
Первая - период прогибания и накопления мощных осадочных толщ .
Вторая - стадия формирования и образования гор .
И, наконец, третья - стадия старения и разрушения гор . Такая последовательность процесса горообразования была подмечена еще в период становления учения о геосинклиналях (конец XIX - начало XX века).
Однако, на наш взгляд, в учении о развитии гор пропущена весьма существенная, хотя внешне и малозаметная, стадия, которую можно условно назвать прагеосинклинальной , т. е. предшествующей возникновению геосинклинальной впадины. Выявлена она лишь сейчас, на этапе широкого применения методов глубокого бурения и сейсмики, которые позволили лучше узнать структуру гор и предгорий. Наличие этой стадии подтверждено, например, анализом геологического строения северо-западного участка Аппалачей и Швейцарской Юры. Так, на северо-западной окраине Аппалачей складки располагаются прямо на докембрийском фундаменте (левая часть рисунка). Причем нижние слои лежат почти горизонтально, и если бы они постепенно не погружались к юго-востоку в глубины Аппалачских гор, то нельзя было бы и предположить их связь со складчатой зоной Аппалачей. Но такая связь существует, и, очевидно, слабо нарушенные толщи, лежащие в основании осадочных пород, характеризуют какую-то предварительную фазу формирования геосинклинали. Эта стадия от следующей, собственно геосинклинальной, отличается спокойным, постепенным прогибанием. Таким образом, полный цикл развития гор состоит не из трех, а из четырех стадий.
Вторая особенность гор - сложность и разнообразие структур в пределах одной горной системы.
Структурная пестрота часто так велика, что создается впечатление, будто соседние участки не являются частями единого горного сооружения.
Наконец, третья особенность гор состоит в том, что в их пределах земная кора утолщена. При средней мощности на материках 30-35 км в молодых складчатых системах - Памире, Кавказе, Альпах, Кордильерах, Аидах - она достигает 50-62 км. А так как горы не поднимаются выше 7-8 км над уровнем моря, то кора в их пределах как бы вдавлена в перидотитовую оболочку, образуя «корни гор».
По мнению геофизика И. П. Космииской, утолщение коры в молодых горных цепях происходит за счет более мощного гранитного слоя.
В самом деле, по скорости распространения сейсмических волн эта часть довольно близка к гранитам. Но граниты ли это?
Как уже говорилось, мощность смятых в складки осадочных толщ в горных областях доходит до двадцати и более километров, во всяком случае, она почти всегда не менее пятнадцати. Это, вероятно, как раз та величина, которая соответствует мощности отсутствующей здесь гранитной части коры, и осадочные породы в горных районах залегают, по-видимому, непосредственно на базальтах. Это подтверждается геофизическими данными по типичным геосинклинальным впадинам - Черноморской и Каспийской.
У всех ли гор есть корни? Нет, это принадлежность лишь молодых складчатых систем, поэтому на стадии прогибания и в эпоху старения гор корни отсутствуют. Следовательно, только тогда, когда горы воздымаются кверху, а основания их опускаются вниз, в перидотитовую зону, и возникают корни гор.
Таковы факты. Они требуют объяснения.
Посмотрим в плане названных этапов развития горных систем, как эти факты увязываются с идеей расширения Земли. Первый этап - прагеосинклинальный. Для него характерно накопление, иногда весьма значительное, осадочных толщ, лежащих горизонтально, и полное отсутствие вулканизма. Следовательно, прямая связь с глубинными толщами Земли еще отсутствует. Накопление осадков обусловлено, очевидно, растяжением (но не разрывом) и прогибанием гранитного слоя земной коры.
Второй этап, собственно геосинклинальный,- время длительного прогибания и накопления мощных осадочных толщ, сопровождающееся интенсивными излияниями лав и активной вулканической деятельностью. Рассматриваемый этап обусловлен дальнейшим растяжением и разрывом гранитной части коры, что приводит к непосредственному соприкосновению осадочных пород с глубинными кристаллическими. Из базальтовых толщ, перекрытых теперь раздробившимися породами гранитного слоя и сравнительно рыхлыми осадочными, легко выделяется магма, буквально начиненная расширившимися (вследствие уменьшения давления) газами.
Третий этап - этап формирования складок и гор - также можно объяснить, принимая гипотезу расширения, хотя, казалось бы, именно здесь находится ее ахиллесова пята. Ведь обычно считают, что складки - результат бокового давления или давления, идущего снизу. И вдруг - отрицание и того и другого.
Почему, на наш взгляд, нельзя считать боковое давление за основной фактор, приводящий к образованию складок? Потому, что оно не может передаться на расстояние, равное многим сотням километров, и уже в нескольких километрах от давящего предмета погасится.
Кроме того, встречающееся в некоторых горных районах соседство разнохарактерных участков может служить подтверждением, что единых горообразовательных движений, сформировавших сразу всю горную систему, вероятно, не было, а каждый участок возникал сам по себе, индивидуально.
Тогда, может быть, здесь действовал механизм «вертикально перемещающихся поршней»? Вряд ли, так как одновременно с подъемом вершин гор в заоблачные высоты вниз внедрялись их корни, т. е. движение одновременно шло в противоположных направлениях.
Итак, мы можем предположить, что ни горизонтальное сжатие, ни вертикальный подъем не могли привести к возникновению гор. Поэтому остается одно: вероятно, горы образуются в результате разуплотнения кристаллических и осадочных пород, слагающих верхнюю часть земной коры.
Не удивительно ли, что теперь приходится возвращаться к тому выводу, который сделал еще в 1899 году Дэттон, указавший, что одной из причин горообразования является «…постепенное расширение или уменьшение плотности подземных магм».
К мысли о «разбухании», как возможной причины образования гор, пришел и И. В. Кириллов. Его идея и легла в основу нашей разработки.
В каких же условиях и как протекает, с нашей точки зрения, «процесс разбухания»? Особенно энергично он должен идти в основании гор, так как там «действуют» магмы, насыщенные расширившимися газами. Но одного «разбухания» недостаточно, чтобы возникли горы, так как породы «пухнут» сначала в условиях растяжения коры и, следовательно, подняться вверх не могут, все время расползаясь в стороны. И только в моменты приостановки растяжения, когда увеличившиеся в объеме породы больше не имеют выхода в стороны, они с силой вздымаются вверх и вдавливаются вниз, в пластичную базальтовую массу, образуя горы и их корни.
Так как в истории Земли преобладает растяжение, а временные приостановки его не очень длительны, то эпохи горообразования оказываются значительно короче предшествующих им периодов формирования геосинклинальных прогибов. Недаром эпохи горообразования именуются революционными этапами в развитии Земли, во время которых резко преобразуется ее лик.
Наконец, последняя стадия - стадия старения гор. Этот процесс также объясняется с позиций гипотезы расширения.
Старение - замедление каких-то активных процессов, благодаря чему разрушение начинает превалировать над созиданием. Так происходит и в данном случае. Мы видели, что внедрение магм, насыщенных расширившимися газами, является следствием нарушения равновесия, и как только оно восстанавливается - а это происходит в то время, когда магмы дегазируются, а осадочные породы гранитизируются,- затухает и сам процесс роста гор и их корней и начинается разрушение, происходящее под действием вод, выветривания и других факторов.
Вершины гор исчезают, а корни их подтягиваются кверху. После нескольких этапов складчатости геосинклинальные зоны превращаются в молодые платформенные участки.
Горы отличаются не только своей высотой, разнообразием ландшафта, размером, но и происхождением. Различают три основных типа гор: глыбовые, складчатые и куполообразные горы.
Как образуются глыбовые горы
Земная кора не стоит на месте, а находится в постоянном движении. При появлении в ней трещин или разломов тектонических плит, огромные массы породы начинают перемещаться не в продольном, а в вертикальном направлении. Часть породы может при этом проваливаться, а другая часть, примыкающая к разлому, подниматься. Примером образования глыбовых гор может служить горный хребет Титон. Этот хребет расположен в штате Вайоминг. С восточной стороны хребта видны отвесные породы, поднявшиеся при разломе земной коры. С другой стороны хребта Титон расположена долина, которая опустилась вниз.
Как образуются складчатые горы
Параллельное движение земной коры приводит к появлению складчатых гор. Появление складчатых гор лучше всего рассмотреть на примере знаменитых Альп. Альпы возникли в результате столкновения литосферной плиты континента Африка и литосферной плиты континента Евразия. На протяжении нескольких миллионов лет эти плиты соприкасались друг с другом с огромным давлением. В результате чего края литосферных плит сминались, образуя гигантские складки, которые со временем покрывались разломами. Так образовались одна из самых величественных горных цепей мира.
Как образовываются куполообразные горы
Внутри земной коры находится раскаленная магма. Магма, прорываясь вверх под огромным давлением, приподнимает горные породы, которые лежат выше. Тем самым получается изгиб земной коры куполообразной формы. С течением времени ветровая эрозия оголяет магматическую породу. Примером куполообразных гор могут служить Драконовы горы, находящиеся в ЮАР. Высотой более тысячи метров, в ним хорошо просматривается выветренная магматическая порода.
Горы занимают 24% поверхности суши. На дне Мирового океана они тоже есть. 10% представителей рода человеческого, которые проживают в горной местности, слегка озадачены причинами появления таких «гигантов». Да еще тем, когда произойдет очередное землетрясение. Естественно, если горы молодые, склонные к тектонизму, вулканизму и сейсмизму.
Как образуются горы – все версии
Каждый народ, проживающий в горах, создавал собственную легенду про горообразование. Популярная версия – это люди-гиганты, застывшие или наказанные за содеянное высшими силами. Время от времени они оживают, демонстрируя свой дурной характер
К счастью, сегодня мы имеем полный список причин образования гор, поэтому боязнь этой формы рельефа можно оставить лишь тем, кто нарушает технику безопасности во время треккинга, горных походов, альпинистских восхождений. Давайте вместе исследуем вопрос, как на самом деле «рождаются» горы. Учтите, что генезис горной системы стал ключевым классификатором этой формы рельефа.
Виды горообразования
Складчатые горы
Первый вариант – складчатые горы, стали результатом работы внутренних сил Земли. Обговариваемая форма рельефа получается в случае сближения (столкновения) двух литосферных плит. Самый яркий пример – это «врезание» Индо-Австралийской плиты в Евразийскую, в результате чего земная кора смялась в складки, образуя Гималаи.
Материалы по теме:
Интересные факты о горах
В качестве бонуса можно вспомнить про Альпы, получившиеся в результате взаимодействия Африкано-Аравийской платформы с все той же Евразийской.
Гималаи – складчатые горы
Или Кордильеры, получившиеся при «наезде» Северо-Американской платформы на плиту, лежащую под водными массами Тихого океана. «Дизайн» складчатых гор – несколько рядов горных хребтов, идущих параллельно один другому. При развитой фантазии или во время полета на самолете можно «увидеть», как земная кора сминалась в складки, формируя современные горные системы.
Глыбово-складчатые горы
Еще один вариант образования гор – это двухфазный тектонизм. В первой фазе у нас получаются типичные складчатые горы. Процесс знакомый – описан выше. Но! Горная цепь может быть длинной. А земная кора повсеместно разбита на блоки. Которые могут двигаться вверх и вниз, независимо от общего движения платформы. Поэтому во второй фазе данного типа горообразования длинная-длинная горная цепь разбивается на фрагменты. Один начинает медленно двигаться вверх, другой – вниз, третий – тоже вниз, но с другой скоростью.
В строении земной коры современными учеными признается наличие двух типов участков - более жестких, представляющих основу материков, и пластических зон возле них - геосинклиналей, являющихся местами рождения гор. (В переводе с греческого «геосинклинали» - обширные впадины земной коры.)
Образование геосинклиналей
Каким образом образовались геосинклинали? Сравнивая напластования осадочных пород, (подробнее: ), на равнине и в горных складках, можно отметить значительные различия в их мощности: в то время как на равнине общая мощность всей толщи обычно не достигает и 1000 метров,- Гималаи дают 12 000 метров, (подробнее: ) а Скалистые горы (в Северной Америке) даже 18 000 метров!
В морских водоемах геосинклинальных областей происходило накопление мощных осадков. Осадки постепенно сминаются в складки, и на месте древнего моря возникают горы..
Такие глубины, на которых могли бы образоваться в современных океанах эти напластования, науке не известны. Кроме того, характер самих отложений указывает на то, что они образовались не в океане, а в морях средней глубины от 200 до 1000 метров. Значит, дно тех древних морей, в которых скопились эти осадки, постепенно опускалось. Такие обширные области опускания морского дна могли происходить только вблизи материков, так как именно на этих участках земная кора легче поддается прогибам.
Примером современных геосинклиналей
могут служить , Карибское и ряд морей вдоль восточного побережья Азиатского материка, отделенных от Тихого океана гирляндой островов (Охотское, Японское, Восточно- и Южно-Китайское моря).
С увеличением прогиба геосинклинали возрастало давление по ее сторонам, что и привело к образованию складок - зачатков будущих складчатых гор.
Образование складок - зачатков будущих складчатых гор.
Жесткие участки земной коры - щиты и платформы
Жесткие участки земной коры - это щиты и платформы . Щиты сложены древнейшими гранитами, гнейсами и другими кристаллическими породами, (подробнее: ). Они не погружались ниже уровня моря со времени раннего палеозоя, (подробнее:). В основании платформ (до глубины примерно 1000 метров) залегают кристаллические породы, прикрытые сверху горизонтально залегающими пластами осадочных пород. Эти участки испытывали спокойные эпейрогенические движения с небольшой амплитудой колебаний. Из более крупных щитов выделяются :- Балтийский, или Скандинавский,
- Гренландский,
- Канадский,
- Гвиано-Бразильский,
- щит Сахары,
- Восточносибирский,
- Южнокитайский,
- Австралийский и другие.
- в восточной части Европы - Русская,
- в западной части Азии - Сибирская, или Лено-Енисейская,
- в Австралии - Австралийская,
- в Африке - Североафриканская,
- в Северной Америке - платформа прерий,
- в Южной Америке - платформа пампасов.
- Восточноевропейская плита, представляющая сочетание Балтийского щита с Русской платформой,
- Североамериканская - Канадский щит вместе с платформой прерий;
- Южноамериканская-Гвиано-Бразильский щит с платформой пампасов и т. д.
- Скалистые горы в Северной Америке,
- Анды в Южной Америке,
- Урал и другие горы меридионального направления и горы, опоясывающие с юго-востока Сибирскую платформу - широтного направления.
- Урала,
- Алтай,
- Тянь-Шань,
- Куньлунь
- Гималаи,
- Кавказские горы,
- Альпы.
- Атласские горы (в Сев. Африке),
- Пиренеи,
- Апеннины,
- Карпаты,
- Балканы,
- Крымские горы.
