Орогенез

Орогенез (Горообразование) - процесс формирования горных сооружений под влиянием интенсивных восходящих тектонических движений, скорость которых превышает скорость процессов, ведущих к выравниванию поверхности Земли. Процессы горообразования неоднократно происходили на протяжении геологической истории в заключительной фазе развития геосинклиналей (молодые горы), нередко распространяясь и на платформы (возрождённые горы). Главное проявление - складкообразование. В геологической терминологии орогенез является синонимом процесса складкообразования в результате вертикальных тектонических движений. Таким образом, Каледонская складчатость - это продукт Каледонского орогенеза.

Терминология

Термины «орогенез» и «горообразование» — лингвистические синонимы, но в науках о Земле они обычно имеют различное использование: орогенез — как особая геотектоническая обстановка, а горообразование — как возникновение и жизнь горного ландшафта, включая и экзогенные факторы его существования. При горообразовании существенное значение имеет климат, определяющий морфологию гор и косвенно влияющий на геодинамическое состояние приповерхностных частей литосферы. Геологи предпочитают термин «орогенез» в значении чисто тектоническом, прежде всего как формирование подвижных (складчато-глыбовых) поясов земной коры. Геоморфологи обычно используют термин «горообразование», и в их подходе соответствующее понятие приобретает более широкий смысл — это образование гор, включая и тектонические, и климатические его стороны.

Гипотезы орогенеза

• Погружение океанических впадин. Эта гипотеза исходила из того, что многие горные хребты приурочены к периферии материков. Породы, слагающие дно океанов, несколько тяжелее пород, залегающих в основании материков. Когда в недрах Земли происходят крупномасштабные движения, океанические впадины стремятся к погружению, выдавливая материки вверх, и на краях материков при этом образуются складчатые горы. Эта гипотеза не только не объясняет, но и не признает существования геосинклинальных прогибов (впадин земной коры) на стадии, предшествующей горообразованию. Не объясняет она и происхождения таких горных систем, как Скалистые горы или Гималаи, которые удалены от материковых окраин.
• Гипотеза Кобера. Австрийский ученый Леопольд Кобер обстоятельно изучал геологическое строение Альп. Развивая свою концепцию горообразования, он попытался объяснить происхождение крупных надвигов, или тектонических покровов. В некоторых местах буровые скважины в горах вскрывают одни и те же пласты осадочных пород по три раза и более. Чтобы объяснить формирование опрокинутых складок и связанных с ними надвигов, Кобер предположил, что некогда центральная и южная часть Европы были заняты огромной геосинклиналью. Мощные толщи раннепалеозойских отложений накапливались в ней в условиях эпиконтинентального морского бассейна, который заполнял геосинклинальный прогиб. Северная Европа и Северная Африка представляли собой форланды, сложенные весьма устойчивыми породами. Когда начался орогенез, эти форланды стали сближаться, выжимая кверху непрочные молодые осадки. С развитием этого процесса, уподоблявшегося медленно сжимавшимся тискам, поднятые осадочные породы сминались, образовывали опрокинутые складки или надвигались на сближавшиеся форланды. Сама по себе идея латерального перемещения массивов суши вроде бы довольно удовлетворительно объясняет орогенез Альп, но оказалась неприменимой к другим горам и потому была отвергнута в целом.
• Гипотеза дрейфа материков. Она исходит из того, что большинство гор находится на материковых окраинах, а сами материки постоянно перемещаются в горизонтальном направлении (дрейфуют). В ходе этого дрейфа на окраине надвигающегося материка образуются горы. Так, Анды были сформированы при миграции Южной Америки к западу, а горы Атлас – в результате перемещения Африки к северу.
• Гипотезы конвекционных (подкоровых) течений. На протяжении более ста лет продолжалась разработка гипотез о возможности существования в недрах Земли конвекционных течений, вызывающих деформации земной поверхности. Только с 1933 по 1938 было выдвинуто не менее шести гипотез об участии конвекционных течений в горообразовании. Однако все они построены на учете таких неизвестных параметров, как температуры земных недр, текучесть, вязкость, кристаллическая структура горных пород, предел прочности на сжатие разных горных пород и др.
• Гипотеза вспучивания, или геотумора. Говорит о том, что в земной коре локально сосредоточиваются большие количества радиоактивных веществ. При их распаде высвобождается тепло, под действием которого окружающие горные породы расплавляются и расширяются, что приводит к вспучиванию земной коры (геотумора). Гипотеза вспучивания не получила широкого признания. Ни один из известных геологических процессов не позволяет объяснить, каким образом накопление масс радиоактивных материалов может привести к образованию геотуморов протяженностью 3200–4800 км и шириной в несколько сотен километров, т.е. сопоставимых с системами Аппалачей и Скалистых гор.

Стадии орогенеза (на примере Аппалач)

Начальная – накопление осадков в вытянутом океаническом прогибе – геосинклинали (вверху). Внедрение интрузий магматических пород (в середине) приводит к поднятию первичных толщ осадочных пород и образованию гор, при этом продолжается осадконакопление. Впоследствии в поднятие вовлекаются и более молодые отложения (внизу), которые при этом испытывают складчатые и разрывные деформации.

Современный орогенез

Районы, где образование гор идет в наше время, находятся, в основном, в пределах Тихоокеанского пояса (кольца) на побережье вокруг Тихого океана. Не завершилось горообразование и в пределах Средиземноморского или Альпийского складчатого пояса. Продолжают развиваться Кавказ, Памир и Гималаи. Свидетельства тому последние землетрясения на севере Италии, в районе Белграда в сентябре 1996 года^[1].

Горы

Классификация

Горы, как одно из важнейших свойств земной поверхности, формируются на контактах различных геосфер и делятся на субаэральные, подводные и подледные. Другие их классификации обычно имеют целевое назначение и могут быть климатическими, тектоническими, морфологическими или морфографическими.

По особенностям структуры и геологическому строению можно выделить следующие виды гор:

• Складчатые горы. Это первичные поднятия при изгибе земных слоев тектоническими движениями преимущественно в геосинклинальных областях, в океанических глубинах. На суше складчатые горы явление редкое, так как при подъеме над уровнем моря складки горных пород теряют пластичность и начинают разламываться, давать трещины со смещениями и нарушением идеальной складчатости последовательного и непрерывного чередования синклиналей и антиклиналей. Типичные складчатые горы сохранились лишь отдельными участками в Гималаях, Копетдаге, Дагестане, т. е. в горах, возникших в альпийскую складчатость.
• Сводовые горы. Во многих районах участки суши, испытавшие тектоническое поднятие, под влиянием эрозионных процессов приобрели горный облик. Там, где поднятие происходило на сравнительно небольшой площади и имело сводовый характер, образовались сводовые горы, ярким примером которых являются горы Блэк-Хилс в Южной Дакоте, имеющие в поперечнике ок. 160 км. Эта территория испытала сводовое поднятие, а бóльшая часть осадочного покрова была удалена последующей эрозией и денудацией. В результате обнажилось центральное ядро, сложенное магматическими и метаморфическими породами. Оно обрамлено хребтами, состоящими из более устойчивых осадочных пород, тогда как долины между хребтами выработаны в менее стойких породах.
• Останцовые горы (плато). Вследствие действия эрозионно-денудационных процессов на месте любой возвышенной территории формируются горные ландшафты. Степень их выраженности зависит от исходной высоты. При разрушении высоких плато, как, например, Колорадо (на юго-западе США), формируется сильно расчлененный горный рельеф. Плато Колорадо шириной в сотни километров было поднято на высоту ок. 3000 м. Эрозионно-денудационные процессы еще не успели целиком его трансформировать в горный ландшафт, однако в пределах некоторых крупных каньонов, например Большого каньона р. Колорадо, возникли горы высотой в несколько сотен метров. Это эрозионные останцы, которые пока еще не денудированы. По мере дальнейшего развития эрозионных процессов плато будет приобретать все более выраженный горный облик.
• Глыбовые горы (складчато-глыбовые). Это поднятия земной коры в результате тектонических разломов при повторных подъемах (движениях) древних, разрушенных горных систем (возрожденные горы). Глыбовые горы часто состоят из смятых в складки слоев горных пород, имеют плоские поверхности вершин и крутые скалистые склоны долин.

• Вулканические горы.Вулканические горы бывают разных типов. Распространенные почти во всех районах земного шара вулканические конусы образуются за счет скоплений лавы и обломков горных пород, изверженных через длинные цилиндрические жерла силами, действующими глубоко в недрах Земли. Показательные примеры вулканических конусов – горы Майон на Филиппинах, Фудзи в Японии. Пепловые конусы имеют сходное строение, но не так высоки и сложены в основном вулканическими шлаками – пористой вулканической породой, внешне похожей на пепел. Такие конусы представлены близ Лассен-Пика в Калифорнии и на северо-востоке Нью-Мексико. Щитовые вулканы формируются при повторных излияниях лавы. Обычно они не столь высоки и имеют не столь симметричное строение, как вулканические конусы. Много щитовых вулканов на Гавайских и Алеутских о-вах. В некоторых районах очаги вулканических извержений были настолько сближены, что изверженные породы образовали целые хребты, соединившие первоначально обособленные вулканы. К данному типу относится хребет Абсарока в восточной части Йеллоустонского парка в Вайоминге. Цепи вулканов встречаются в длинных узких зонах.

Вулканические горы. Камчатка

Вероятно, наиболее известный пример – цепь вулканических Гавайских о-вов протяженностью свыше 1600 км. Все эти острова образовывались в результате излияний лавы и извержений обломочного материала из кратеров, располагавшихся на дне океана. Если вести отсчет от поверхности этого дна, где глубины составляют ок. 5500 м, то некоторые из вершин Гавайских о-вов войдут в число высочайших гор мира. Под влиянием ледниковой и водной эрозии массивы вулканических пород были глубоко расчленены и превратились в высокие горы. Вулканические породы в настоящее время сохранились только на вершинах гор. Ниже обнажаются мощные толщи осадочных и метаморфических пород. Горы такого типа встречаются на отпрепарированных эрозией участках лавовых плато, в частности Колумбийского, расположенного между Скалистыми и Каскадными горами.

Распространение и возраст

Горы имеются на всех материках и многих крупных островах – в Гренландии, на Мадагаскаре, Тайване, в Новой Зеландии, Британских и др. Горы Антарктиды в значительной степени погребены под ледниковым покровом, но там встречаются отдельные вулканические горы, например вулкан Эребус, и горные хребты, в том числе горы Земли Королевы Мод и Земли Мэри Бэрд – высокие и хорошо выраженные в рельефе. В Австралии гор меньше, чем на любом другом материке. В Северной и Южной Америке, Европе, Азии и Африке представлены кордильеры, горные системы, хребты, группы гор и одиночные горы. Гималаи, расположенные на юге Центральной Азии, представляют собой наиболее высокую и самую молодую горную систему мира. Самой протяженной горной системой являются Анды в Южной Америке, простирающиеся на 7560 км от мыса Горн до Карибского моря. Они древнее, чем Гималаи, и, по-видимому, имели более сложную историю развития. Горы Бразилии ниже и значительно древнее Анд. В Северной Америке горы обнаруживают очень большое разнообразие по возрасту, структуре, строению, происхождению и степени расчленения. Лаврентийская возвышенность, занимающая территорию от оз.Верхнего до Новой Шотландии, является реликтом сильно эродированных высоких гор, образовавшихся в архее более 570 млн. лет назад. Во многих местах сохранились лишь структурные корни этих древних гор. Аппалачи являются промежуточными по возрасту. Впервые они испытали поднятие в позднем палеозое ок. 280 млн. лет назад и были намного выше, чем сейчас. Затем они подверглись значительному разрушению, а в палеогене ок. 60 млн. лет назад были повторно подняты до современных высот. Горы Сьерра-Невада моложе Аппалачей. Они тоже прошли стадию существенного разрушения и повторного поднятия. Система Скалистых гор США и Канады моложе Сьерра-Невады, но древнее Гималаев. Скалистые горы сформировались в позднем мелу и палеогене. Они пережили два крупных этапа поднятия, причем последний – в плиоцене, всего 2–3 млн. лет назад. Вряд ли Скалистые горы когда-либо были выше, чем в настоящее время. Каскадные горы и Береговые хребты на западе США и бóльшая часть гор Аляски моложе Скалистых гор. Береговые хребты Калифорнии и в настоящее время испытывают очень медленное поднятие.

Частота роста гор

В расположении горных хребтов существует вполне определённая закономерность. Наиболее высокие горы и протяжённые горные цепи опоясываются с востока и запада Тихий океан. На востоке они образуют гигантскую ветвь - это Кордильеры Северной Америки и Анды Южной Америки. На западе горные хребты образуют более сложную картину, нередко разветвляясь, переходя на острова, огибая впадины окраинных морей, таких как Охотское, Японское, Восточно-Китайское и Южно-Китайское, Филиппинское и др. Земная кора - очень тонкая, неравномерная по толщине самая внешняя оболочка Земли толщиной от 5-10 в океанах до 60-70 км под самым высокими горами на континентах. Геологическое развитие литосферных плит различно. Все толщины разнообразных отложений, образовавшихся в океане Тетис и особенно по его окраинам, в какой-то момент, примерно 60-70 млн. лет назад, начали раздавливаться между двумя сближающимися литосферными плитами, как в гигантских тисках. Сближение литосферных плит сопровождалось не только смятием слоёв горных пород в сложных складки, но и их нагромождением друг на друга с образованием высоких горных хребтов.

Примечания

1. ↑ http://tyr-zo.narod.ru/liter/a_gori/gori.html Горообразование и горный рельеф

Ссылки

• Энциклопедия Кругосвет с большой статьей про горы и горообразование
• Г.Ф. Уфимцев // Горы и горообразование
• Портал с любительскими фотографиями горных систем
• Горообразование и горный рельеф
• рост гор по листьям растений
• рост гор