Водотоки

Зміни витрати водотоків. Підготовлена ​​вивітрюванням і переміщується вниз по схилу схилових процесами маса пухкого матеріалу рано чи пізно досягає водотоку, де вона починає рухатися зовсім інакше. Щоб зрозуміти, що при цьому відбувається, ми повинні більш уважно дослідити, що ж саме змушує водотік безперервно рухатися. Перш за все подивимося на штучний водотік, поточний в стічній канаві або трубі, що відводить дощові води і різні відходи з шосе, вулиць або з будівель. У проміжках між дощами в багатьох канавах стік припиняється, тому що бетонні стінки ізолюють їх від грунту і грунтова вода в них не потрапляє. Чи не такі природні водотоки. За винятком пустель і інших посушливих територій, водотоки продовжують текти всюди в будь-яку погоду. Їх обсяг постійно змінюється, але протягом не припиняється, тому що вони постійно харчуються водою, вбирається в грунт навколо них і просочується в русло. Велика частина грунтів, як скельних, так і пухких, проникна для води, тобто вода може в них просочуватися і повільно переміщатися, використовуючи дрібні пори, з’єднані між собою. При кожному дощі грунт поглинає воду, і після повільного підземного подорожі, довгого або короткого, ця грунтова вода просочується в найближчий водотік (рис. 10, ліва частина), незалежно від того, випадає в цей час дощ чи ні. Таким чином вода, укладена в грунті, регулює протягом водотоку, живлячи його по всій довжині в проміжках між дощами. Це дозволяє водотоку діяти як транспортує агент постійно, а не тільки під час дощів. Наноси потрапляють в водотік способом, багато в чому схожим зі способом надходження ґрунтових вод. Повільне зміщення грунту і інші схилові процеси живлять водотік наносами по всій його довжині (рис. 10, права частина).

Перенесення відкладень. Як тільки частинки породи потрапляють в водотік, вони починають рухатися набагато швидше, ніж тоді, коли вони повільно зміщувалися по схилу долини. Але в водотоке їх рух менш стійко. Незважаючи на харчування грунтовими водами, обсяг водотоку коливається по сезонах і навіть в залежності від погоди. Дощі викликають паводки, а під час посухи водотік зменшується в розмірах.
Поточна вода, багата завихреннями і вирами, переміщує наноси відповідно до розмірів, формою і вагою частинок. «Грубі» частинки (піщані зерна і більші уламки) рухаються не так, як «тонкі» (частки мулу і глини). Великі частинки, які взагалі можуть рухатися, перекочуються, ковзають або переміщуються «стрибками» по ложу потоку, а найдрібніші частинки мулу і глини, зважені у воді, линуть над ними, будучи увлекаемость вихорами і вирами, і лише рідко стосуються дна. Тільки швидкі ріки мають достатню силу, щоб рухати велику гальку і валуни. Більшість цих річок знаходиться в горах і стікає з крутих схилів; але навіть з таких річок багато хто може переміщати великі валуни тільки при катастрофічних паводків, коли витрата води і швидкість течії зростають у багато разів.

Коли паводок спадає, швидкість течії зменшується і все більша частина наносів в руслі частка за часткою перестає пересуватися, причому найбільші (і найважчі) частки зупиняються раніше всіх. Більш дрібні частинки відкладаються поверх тих, які вже припинили рухатися раніше. Цей процес триває, і русло заповнюється наносами до тих пір, поки убуває швидкість. При цьому відкладаються частки виявляються відсортованими за розміром і вагою відповідно до порядку спадання силою водотоку. Найбільш великі уламки осідають в руслі, а більш дрібні виносяться вниз за течією. Сортування є результатом «промивання» в текучої середовищі – у воді або в повітрі. Схилові процеси, в яких рідке середовище майже не бере, не виробляють сортування пухкого матеріалу. Таким чином, сортування є дуже істотну частину повільного перетворення пухких продуктів вивітрювання, що лежать на схилах, в ідеальну осадочную породу. Сортування виробляють не тільки водотоки. Так само ефективно сортують опади та інші види водних, а також і повітряних течій.

Опади, відкладені потоком, можуть знову втягуватися в рух при наступному паводку, переноситися далі вниз за течією і знову піддаватися сортування при відкладенні. Кожна їх частка знову і знову піддається цьому процесу, поки не досягне місця свого остаточного відкладення, що відповідає даній частині кругообігу порід.
Незалежно від розміру зерен, відкладення водних потоків на суші звуться аллювия.
Водотік не тільки робить сортування наносів. Як і морський прибій на пляжі, він обливає уламки. Дотримуючись вниз за течією водотоку, від витоків до гирла, і вивчаючи галечник, з якого складається його ложе і берега, іноді можна простежити, що вниз за течією галька в середньому стає більш дрібної і краще окатанной. Досліджуючи розмір зерен і ступінь окатанности в деяких древніх шарах осадових порід, відкладених водотоками, ми можемо, користуючись принципом актуалізму, до деякої міри уявити собі сушу, по якій протікає цей потік, і отримати уявлення про дальності перенесення відкладень. Таким чином, відновлюються суттєві елементи природних умов минулого.
Уважне вивчення алювіальних відкладень вздовж русла водотоку, де вони добре видно, показує, що накопичення наносів в руслі відбувається з більшою мінливістю, ніж ми могли припускати. Хоча в цілому те, що наноси подрібнюються у напрямку до гирла, справедливо, однак, деякі, а може бути, і все вивчені нами відкладення складаються з шарів різної крупності, що зрізують один інший і не виявляють закономірного зміни в будь-якому напрямку. Загалом, це відображає повторювані зміни обсягу і швидкості водотоку, що викликають зміни діаметра частинок, відкладаються в будь-якій точці вздовж водотоку. Такі зміни можуть бути сезонними, добовими або нерегулярними, але всі вони позначаються на процесі накопичення опадів. Більш того, саме ложе будь-якого водотоку нестабільно. Ми бачили, що при спаді паводку на ньому відбувається відкладення наносів. Але коли паводок починається, обсяг і швидкість водотоку зростають, і наноси, які до цього перебували в спокої, починають переміщатися по поверхні ложа або підхоплюються і несуться потоком. Інакше кажучи, поверхня ложа потоку еродують. Це чергування ерозії з відкладенням наносів залишає слід на аллювии.

Профіль потоку. Якщо ми нанесемо на графік профіль будь-якого водотоку від витоку до гирла, то незалежно від його розміру ми виявимо, що він являє собою криву, звернену опуклістю донизу. Звичайно, на ньому є нерівності, викликані виходами більш «твердих» або більш «м’яких» порід, які розмиваються з різною швидкістю (рис. 12), а також переміщеннями земної кори, але нормальна форма кривої увігнута (але відомі й інші форми кривих поздовжнього профілю річки. – Прим. ред.). Профілі молодих видатків представляють крутопадающие криві, а тривало існуючі водотоки (за інших рівних умов) мають більш пологі профілі. Цим підтверджується справедливість нашого твердження про те, що в ході історії водотоку або системи водотоків їх профілі виполажіваются.
Малюнок 13 показує цей процес безперервних змін; на ньому видно, що в будь-який момент кількість наносів, яке транспортується цією системою до моря і відкладається там, відповідає кількості продуктів розмиву, віддалених з суші. На малюнку також видно, що накопичуються опади стають все молодше до верхніх горизонтах, а профілі потоку стають молодшими у напрямку до днища долини, як показують два ряди цифр, що означають відносне час. На малюнку схематично нанесено також положення вершин пагорбів, що піднімалися над долиною під час, що відповідає профілю 1. У міру того як головний водотік врізається, врізаються і його притоки, а схилові процеси знижують пагорби на межиріччях. Вся поверхня знижується, а схили виполажіваются. Якщо цей процес триває досить довго, поверхня може бути знижена до рівня моря і досягти такого стану, що характеризується низькими пологосклоннимі пагорбами і широкими долинами з дуже пологим профілем. Така поверхня являє собою пенеплен. Цей термін, що означає «майже рівнина», перебільшує згладжена поверхні. Зазвичай пенеплени пологохолмістая, подібно розглянутому нижче прикладу.

Посилання на основну публікацію