Экзогенные и эндогенные процессы

Література
(мінімум):
Динамічна геоморфологія. Під. ред. Сіренко І.М. Львів, Видавництво ЛНУ, 2003
Динамическая геоморфология под. ред. Ананьева Г.С., Симонова Ю.Г., Спиридонова А.И. – М.: Изд-во МГУ 1992
3. Палеогеоморфологіія під. Ред. Сіренко І, Іваник М. Львів, Видавництво ЛНУ, 2012

Література (оптимум)
Українсько і російськомовна:
Ананьев Г. С. Динамическая геоморфология. Формирование вершин­ных поверхностей. М., 1976.
Аристархова Л. Б. Процессы аридного рельефообразования. М., 1971.
Башенина Н. В. Формирование рельефа земной поверхности. — М.: Высшая школа, 1967.
Воскресенский С. С. Динамическая геоморфология. Формирова­ние склонов. М., 1971.
Гвоздецкий Н. А. Карст. Природа мира.—М.: Мысль, 1981.
Дэвис В. М. Геоморфологические очерки. ИЛ. 1962
Динамическая геоморфология /Под ред. Г.С.Ананьева, Ю. Г. Симонова, А.И. Спиридонова, - М.: Изд-во МГУ, 1992
Зенкович В. П. Основы учения о развитии морских берегов.—М.: Изд-во АН СССР, 1962.
Ковальчук І.П. Флювіальна геоморфологія. Текст лекцій. –Львів.: вид-во ЛДУ 1992
Леонтьев О. К. Морская геология (основы геологии и геоморфологии дна .Мирового океана).—М.: Высшая школа, 1982.
Леонтьев О.К., Никифоров Л. Г., Сафьянов Г.А. Геомор­фология морских берегов. М., 1975.
Леонтьев О.К., Рычагов Общая геоморфология. – М.: Высшая школа, 1988
Лютцау С. В. Основы геоморфологии. — М.: Изд-во МГУ, ч. I, 1971, ч. II, 1978.
Маккавеев Н. Н. Сток и русловые процессы.—М.: Изд-во МГУ, 1971.
Чалов Р.С. Русловые процессы. М., 1986.
Панов Д.Г. Общая геоморфология. М.:Изд-во Высшая школа, 1966
П е н к В. Морфологический анализ. М., 1961.
Петров М.П. Пустыни Земного шара. Л., 1973.
Пиотровский В. В. Геоморфология с основами геологии. М., 1961
Попов А.И., Розенбаум Г.Э., Т у м е л ь . Н.В. Криолитология. М., 1985..
Попов А. И., Тушинский Г. К. Мерзлотоведение и гляциология. М., 1973
Раис Р.Л. Основы геоморфологии. М., 1980.
Суходоровский В. Л. Экзогенное рельефообразование в криолито-зоне. М., 1979.
Тушинский Г. К. Основы общей и региональной гляциологии. — М.: Изд-во МГУ, 1971. Т. 2.
Федорович Б. А. Динамика и закономерности рельефообразования пустынь. М., 1983..
Шанцер Б. В. Очерки учения о генетических типах континентальных осадочных образований. М., 1966.
Щукин И. С. Общая геоморфология, В 3-х т. Т. 1—3. М., Изд-во Моск. ун-та, 1960, 1964, 1974.
Якушева А. Ф. Геология с элементами геоморфологии.—М.: Изд-во МГУ,. 1978, 1983.

Література (оптимум)
Англомовна:
Allen Philip. Earth Surfach processes. Blackwell Science Limited , Oxford 1977
Embleton C., Thornes J., Process in Geomorphology. – Edward Arnold Ltd., London. 1979.
Gilbert G.K. Land sculpture, U. S. Geographical and Geological Survey of the Rocky Mountains Region, 1880.
The Dynamic Earth an introduction to physical geology / Brian J. Skinner., Stephen C. Porter, John Wiley& Sons, Inc., New York,1992.
Charles C. Plummer , David McGeary Physical geology., Printed in the USA by Wm C.Brown Comminications, Inc., 1993
Польськомовна:
Geomorfologia dynamiczna /Praca zbiorowa pod red. C. Embletona i J. Thornesa, Warszawa.: PWN, 1985
Klimaszewski M., Geomorfologia., Warszawa.: PWN, 1985
Mizerski W., Geologia dynamiczna dla geografów., Warszawa.: PWN, 2000
Mycielska-Dowgiałło E., Korotaj-Kokoszyńska M., Smolińska E., Geomorfologia dynamiczna z elementami stosowanej . Warszawa, 1999

Предмети, які вивчають екзогенні і ендогенні процеси:
Динамічна геоморфологія
Палеодинаміка рельєфу
Катастрофічні процеси

Динамічна геоморфологія
"...напрямок в геоморфології, який займається кількісним аналізом морфогенетичних процесів" [Щукін, 1974],
"...розділ геоморфології, який вивчає морфолітодинаміку, морфопетродинаміку, морфотектоніку" [Сімонов, 1992],
“…наука, яка вивчає процеси зміни земної поверхні”[Сімонов, 1992]

Центральні поняття ДГ
Динамічна геоморфологія вивчає
процеси розвитку рельєфу
механізми цих процесів з метою їх використання для палеогеграфічних реконструкцій і прогнозів, а тому центральні поняття це :
рельєф, механізм, процес

Що таке рельєф?
Рельєф – сукупність нерівностей земної поверхні, це ПОВЕРХНЯ ЛІТОСФЕРИ, це межа між літосферою, гідросферою і атмосферою, це поверхня поділу речовин, які знаходяться в трьох фазах: твердій, рідкій, газоподібній
В результаті наявності цих трьох станів на межі трьох названих поверхонь ВІДБУВАЄТЬСЯ ЗМІНА РЕЛЬЄФУ.
Одночасно відбувається утворення пухких відкладів, ПЕРЕМІЩЕННЯ ЯКИХ ПО ДЕННІЙ ПОВЕРХНІ –СУТЬ ЕКЗОГЕННОГО РЕЛЬЄФОТВОРЕННЯ

Вивчати екзогенні і ендогенні процеси можна лише маючи серйозну базу з усіх розділів класичної механіки
Поняття динаміки
Класична механіка = кінематика ( рух тіл з геометричної точки зору незалежно від фізичних причин, які викликають рух)
+
статика (умови рівноваги тіл під дією сил, або стан спокою)
+
динаміку (вивчає рух тіл в залежності від діючих на них сил, тобто причини руху)

МОРФОЛІТОДИНАМІКА
“розділ геоморфології, який вивчає морфолітодинаміку, морфопетродинаміку, морфотектоніку”
Морфолітогенез
складний процес одночасного утворення екзогенних форм рельєфу і пухких відкладів
Літодинаміка
Процес переміщення речовини в ході процесів екзогенного рельєфотворення

МОРФОПЕТРОДИНАМІКА
Є форми рельєфу, утворення яких пов'язано з ендогенними процесами (ущільненням і розущільненням порід) в земній корі або мантії
З одного боку утворення форм рельєфу, з другого перетворення гірських порід (метаморфізм, формування магматичних порід) – це і є морфопетрогенез

МОРФОТЕКТОНІКА
Переміщення денної поверхні під впливом внутрішніх сил – тектонічні переміщення (супроводжуються зміною структури гірських порід, їх деформацією, появою тріщин.
Спільна зміна рельєфу і структури, включаючи тріщиноутворення - морфотектоніка

Чим відрізняється палеогеоморфологія (палеодинаміка, історична геоморфологія) від динамічної геоморфології ?
походження рельєфу – історія розвитку рельєфу - сучасне рельєфотворення
Центральний аспект :
процес рельєфотворення

Чим відрізняється палеогеоморфологія (палеодинаміка, історична геоморфологія) від динамічної геоморфології ?
Динамічна геоморфологія
Визначає основні правила, закони, тенденції розвитку рельєфу
Палеогеоморфологія
Вивчає процес історії становлення рельєфу, використовуючи для цього правила і закони динамічної геоморфології

Якщо рельєф як об’єкт дослідження - єдиний і спільний для всіх напрямків і галузей геоморфології, то предмет пізнання – різний
Предметом нашого дослідження є :
:
а) д и н а м і к а р е л ь є ф у;
б) р е л ь є ф о т в о р ч і п р о ц е с и, які визначають цю динаміку;
в) ф а к т о р и, які обумовлюють вищезгадану динаміку.
Таким чином визначними є:
Геоморфологічні фактори (вітер, вода, лід, тощо)
Процеси, обумовлені цими факторами
Їх генетичне визначення (fl, eol, fl-gl тощо)
визначення динаміки процесу й часу його тривання

Рельєф земної поверхні – результат переміщення речовини
Причина ендогенних рухів:
гравітаційна нестійкість речовини в середині Землі (радіоактивний розпад, віддача нагромадженого тепла, вплив обертання Землі довкола Сонця, довкола своєї осі, денудація і акумуляція – явище ізостазії і гляціоізостазії, тощо)
Причина екзогенних рухів:
гравітаційна нестійкість мас на земній поверхні, яка визначається наявністю на ній рельєфу.
( 90% поверхні землі – схили)

Iзостазія
Ізостатична [з гр. isos – рівний, statis - стан] зміна положення гіпсометричного рівня окремих ділянок суші і моря відбувається внаслідок денудації суші, завдяки чому зменшується навантаження на одиницю площі в її межах
В таких районах, як Гімалаї інтенсивна ерозія і денудація призводять до ізостатичного підняття, амплітуда якого накладається на амплітуду підняття гірської системи внаслідок тектонічних рухів – тому і відбувається таке значне підняття

Приклади ізостатичного підняття суші після відступання льодовика
Гляціоізостатичні рухи [з лат. glacies – лід; з гр. isos – рівний, statis -положення, рівновага]– місцеве і тимчасове прогинання земної кори на якій “спочиває” льодовик, та її наступне підняття після дегляціації льодовика – це ще один результат зледеніння (зміни клімату).

Основні джерела енергії геоморфологічних процесів
Сонячне випромінювання
Геотермічна енергія
Гравітація

Сонячна енергія. Сонце – найпотужніше джерело енергії, з якою ми маємо справу на земній кулі.

Сонячне випромінювання – основне джерело енергії для всіх кліматичних і гідрологічних процесів
Зміни кількості і якості сонячної енергії, яка досягала поверхні Землі протягом її геологічної історії були однією з основних причин кліматичних змін, в тому числі - епох зледеніння.
Кількість води, яку сонячна енергія приводить в рух - величезна за своїм об’ємом і за геоморфологічною силою. Але для геоморфолога найважливішим є рух поверхневих вод (включаючи льодовики).
Кількість опадів, які потрапляють до льодовикових і річкових систем, зменшується зі збільшенням висоти території над рівнем моря, а повернення води в океани за посередництвом цих систем відбувається внаслідок сили гравітації. При цьому інтенсивно відбуваються процеси ерозії і перенесення матеріалу

Гравітаційна енергія. Поняття “гравітація” в загальноприйнятому значенні цього слова поєднує в собі: силу взаємного притягання Землі (G); відцентрову силу, викликану обертанням Землі ; сили притягання інших космічних тіл, особливо Сонця і Місяця
Внаслідок гравітації, кожне тіло на поверхні Землі має потенціальну енергію (Еп), пропорційну масі і положенню
гравітація виступає рушійною силою усіх процесів, які відбуваються на схилах; руху льодовиків; сходження лавин, селів тощо. Неабияку роль гравітація відіграє і в руслових процесах. Завдяки гравітації вода в ріках переміщується від їх витоку до гирла, а потенціальна енергія водотоків в процесі їх руху переходить в кінетичну енергію, яка перетворюється в тепло внаслідок турбулентного тертя, тертя об дно і береги русла

Геотермічна енергія
Тепло вивільняється внаслідок радіоактивного розпаду найважливіших ізотопів 238U, 235U, 232Th, 40K, яких в надрах Землі відносно багато, а період напіврозпаду яких можна порівняти з віком Землі
В центрі землі знаходиться ядро з розплавленого заліза і нікелю, або підтримуюча постійну ядерну реакцію, суміш урану й плутонію
Крім радіоактивного, до геотермічних джерел тепла відносяться: тепло, що вивільнилось внаслідок розширення Землі, що мало місце після зіткнення нашої планети з іншими космічними тілами, у процесі її формування, та внаслідок переходу частини енергії руху обертання Землі в тепло.

Геоморфологічний процес відбувається завжди, коли виконується праця, назвімо її геоморфологічною працею.
Виконана праця = сила (F) х відстань (d).

Наука,
в основу якої покладено закони фізики і хімії
Якщо об’єкт може “працювати” - він має енергію. Так наприклад, ріка в руслі “працює”, переносячи дном гальку. В цій ситуації маємо справу з кінетичною енергією. Галька “опирається” перенесенню її водою - це теж праця, на яку витрачається кінетична енергія гальки, яку можна розрахувати як добуток маси (m) на 1\2 швидкості до квадрату (v)
E = m х 1/2v2

Наука,
в основу якої покладено закони фізики і хімії
Праця виконується і тоді, коли тіло (об’єкт) піднімається над якимось рівнем, а отримана таким чином потенціальна енергія вивільняється в часі спадання, або сковзання по похилій площині (скажімо, по схилу): де Е – потенційна енергія m - маса об’єкта, g – прискорення внаслідок сили тяжіння, h – висота н. р. м.
E = mgh,
Е (енергія схилового рельєфотворення) =
9,68 х 10 16 кг х 9,8 м/с2 х 9 х10 -6 м = 2.4 х 10 12 Дж
9,68 х 10 16 кг – це маса речовини яка виноситься з усіх схилів, підрахована емпірично
9 х10 -6 м - емпірично визначено, що в середньому ця маса переноситься на висоту 0,009 мм/рік

Енергія рельєфотворення
Якщо за такими ж формулами ми визначимо енергію флювіального рельєфотворення, то виявиться що воно в 30 тис. раз більше енергії схилового рельєфотворення
E = mgh,
Е флювіального рельєфотворення
20 х 10 12 кг х 9,8 м/с2 х 440 м = 8.6 х 10 16 Дж
Бралась середня висота континентів 875м, але враховувалось що не вся маса речовини твердого стоку утворюється на середніх висотах, тому взято половину – 440м
Енергія еолового виносу = 2,0 млрд. т
Енергія льодовикового виносу = 1,5 млрд. т Це 10% від схилового і флювіального
Е потенційна екзогенного рельєфотворення
2,3 х 10 21 кг х 9,8 м/с2 х 300 м = 6.8х 10 24 Дж
2,3 х 10 21 кг – маса речовини, яка розташована на материках вище рівня гранично можливої денудації
300 м - при даних запасах води в океані денудація може знизити сушу до висоти не більше 300 м

Який з цього висновок ?
Якщо враховувати річну витрату енергії екзогенного рельєфотворення на рівні 6.8х 10 24 Дж , то при відсутності ендогенного відновлення рельєфу суші її запасів вистарчило б лише на 1-10 млн. років
Якщо прийняти що хід процесів рельєфотворення це система і що система енергетично зрівноважена, то енергія ендогенного рельєфотворення повинна бути приблизно рівна енергії екзогенного рельєфотворення

Всі екзогенні процеси можна виділити в 2 класи
Процеси руху ґрунтових потоків на схилі, коли нестійкість мас визначається співвідношенням сил зміщення і сил опору (тертя)
Три групи процесів:
Рух по схилу зв'язаних і незв'язаних частинок при товщині рухомого шару, який менший шляху їх переміщення (осипання, сповзання, масове зміщення плаща уламків)
рух по схилу зв'язаних і незв'язаних частинок в вигляді шару, товщина якого порівнювальна до довжини шляху переміщення ( обвали, блокові зсуви, відсідання)
рух по схилах і межиріччях шару (товщі ) порід товщиною більшою від шляху переміщення ( розсідання межиріч)
Процеси, в яких основним рельєфотворчим процесом є природне середовище
Три групи процесів
Рух повітряних мас
Рух водних мас
Рух мас снігу і льоду

Різні види руху
Сковзання
Волочіння
Перекочування
Рух завислих частин
Рух в водному середовищу
Рух в пластичному середовищі …. тощо
Сліди різних типів руху лишають по собі знак в текстурі відкладів – значення для седиментології

Взаємозв’язок між окремими тектонічними і кліматичними явищами та характером геоморфологічних процесів
З тектонічною активністю пов’язаний рівень морів та океанів
Зміна обрисів океанічних басейнів, яка є наслідком руху континентальних плит, безпосередньо впливає на гіпсометричний рівень океану.