Развитие рельефа и рельефообразующих процессов окраинно-материковых гор: на примере Анд тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 25.00.25, кандидат географических наук Кладовщикова, Мария Евгеньевна

• Кладовщикова, Мария Евгеньевна
• кандидат географических наук
• 2008

Оглавление диссертации кандидат географических наук Кладовщикова, Мария Евгеньевна

Введение.

Глава 1. Орографические черты Анд.

Глава 2. Основные направления в изучении рельефа и палеогеографии

2.1. Исследование природы на ранних стадиях развития Анд.

2.2. Географические открытия и исследования Анд в XV - XVII вв.

2.3. Научные исследования в Андах в ХУШ-ХХ вв.

Глава 3. Основы методики изучения рельефа Анд.

Глава 4. Морфоструктура Анд.

4.1. Общие черты становления андийских морфоструктур.

4.2. Палеореконструкция эндогенного рельефа и некоторые вопросы гипотезы «тектоники плит».

4.3. Региональные характеристики геологического и морфоструктурного строения Анд.

4.4. Особенности строения Перуанско-Чилийского глубоководного желоба.

4.5. Роль магматических интрузивных проявлений в развитии морфострукгуры Анд.

4.6. Роль вулканизма в развитии морфоструктуры Анд.

4.7. Особенности сейсмической напряженности Анд.

4.8. Классификация морфоструктуры Анд (группы типов, типы, подтипы).

Глава 5. Региональные черты палеогеографии Анд.

5.1. Палеореконструкции морей и проливов на территории андийских прогибов.

5.2. Палеореконструкции эрозионного рельефа на побережье Чили

5.3. Палеореконструкции вдольбереговых течений восточной окраины Тихого океана.

5.4. Палеореконструкции оледенений в Андах.

Глава 6. Современные экзогенные, опасные и катастрофические процессы в Андах.

6.1. Ландшафтно-юпшатические условия в Андах и современные экзогенные процессы.

6.2. Опасные и катастрофические экзогенные процессы в Андах.

6.3. Характерные экзогенные процессы.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Развитие рельефа и рельефообразующих процессов окраинно-материковых гор: на примере Анд»

Актуальность темы. Окраинно-материковые горные пояса расположены на рубеже континентов и океанов и представляют собой поверхности с существенно изменяющимися очертаниями и морфологией рельефа, условиями его происхождения и чертами развития в прошлом и сейчас.

Знание закономерностей развития геоморфологических процессов в такой крупной сейсмоактивной зоне, какой являются Анды, необходимо для решения вопросов расселения людей, хозяйственных, транспортных и строительных задач. Поскольку Анды расположены на территории разных государств, до сих пор пока остается неясной объективная оценка изменений условий развития этой горной страны.

Реконструкция развития рельефа горной территории на окраине материка становится возможной при ее достаточной изученности. Это касается, прежде всего, динамики рельефа на разных этапах его развития, что позволяет выявить унаследованные или не унаследованные процессы развития.

Надо учесть, что степень геоморфологической и палеогеографической изученности Анд заметно уступает степени изученности европейских и азиатских горных стран. Это объясняется несколькими причинами. Во-первых, административные рубежи между странами, на территории которых расположены Анды, осложняют целостное исследование горной системы. Во-вторых, труднодоступность многих андийских районов обусловливает высокую стоимость подобных работ. В-третьих, различия в уровне научной квалификации местных геоморфологов, палеогеографов и геологов (в каждой из стран), каждый из которых хорошо владеет собственной региональной проблематикой, препятствует широким обобщениям по смежным странам и дисциплинам.

Цель работы состояла в выявлении условий и процессов формирования рельефа и коррелянтных ему отложений для определения механизмов рельефообразования горной страны. В соответствии с целью исследования решались следующие задачи:

1. Установление зависимости строения рельефа Анд от палеогеографических обстановок донеогенового и неоген-четвертичного времени.

2. Исследование распространения современных экзогенных процессов и механизмов их деятельности.

3. Выявление особенностей сочленения рельефа Анд с рельефом прибрежной части дна Тихого океана.

Материалы, используемые в работе, и объекты исследования. Работа написана по результатам изучения Анд автором в период с 2004 по 2008 гг. на кафедре геоморфологии и палеогеографии Географического факультета МГУ.

Рельеф Анд обязан своим происхождением, развитием, морфологией и современной динамикой постоянному взаимодействию структурно-геологических элементов, климата, режима рек, уникальных природных явлений. Реконструкция условий рельефообразования проводилась автором на базе анализа картографического и текстового материала, содержащего данные по геологическому и тектоническому строению, на базе дешифрирования космических и аэрофотоснимков, изучения данных о вулканических и климатических пароксизмах, а также по историческим сведениям. При этом автором проводилось сопоставление фактического материала (текстового, картографического, аэрофотосъемочного) с результатами собственных полевых наблюдений в Эквадорских Андах.

Уникальность сочетания природных черт экваториальной и тропической областей Анд предопределила направленность исследования: а) областей сочленения подводного океанического жёлоба и низкогорий на западе

Анд; б) участков, характеризующихся высокой сейсмической активностью, которая предопределяет прерывисто-пульсационный ход многих процессов рельефообразования; в) изменений ландшафтно-климатической обстановки в последние 7000 лет в экваториальной (Северные Анды), аридной и экстрааридной (Центральные Анды) зонах.

Район исследований охватывал территорию Анд от 6° с.ш. до 40° ю.ш., что составляет около 5,7 тыс. км. Вне рамок исследования остались Венесуэльские Анды, представляющие собой сегмент, принадлежащий к Антильско-Карибской складчатой области, отличной по строению и развитию от расположенных южнее Анд, и Анды Патагонии, характеризующиеся мощным современным оледенением.

Основные защищаемые положения диссертационного исследования сводятся к следующему:

1) Для реконструкции условий формирования рельефа Анд необходимо совокупное изучение морфоструктурных особенностей, вулканических, сейсмических и экзогенных процессов.

2) Особенности опасных и катастрофических процессов в Андах заключаются в их направленности и периодичности развития в плиоцен-четвертичное время.

3) В конце кайнозоя неоднократно происходила смена эндогенных и экзогенных процессов рельефообразования.

Научная новизна работы. Для решения поставленных задач автором впервые были составлены в одинаковом масштабе (1:7 500 000) и проанализированы карты-схемы: орографическая, морфоструктурная, современных экзогенных процессов (в т.ч. опасных и катастрофических). В процессе выполнения работы были выявлены новые закономерности в распределении и устойчивости развития морфоструктур, характера и интенсивности экзогенных процессов, получены данные о скорости и степени измененности рельефа.

Реконструируемая автором истории развития рельефа Анд включала:

1) Получение характеристики состояния и устойчивости современного рельефа.

2) Определение тенденций в его развитии.

3) Изменение и определение динамики рельефа.

4) Определение роли вертикальных и горизонтальных тектонических движений в рельефообразовании.

Личный вклад автора. В основу диссертационной работы положены личные наблюдения автора в Эквадорских Андах в январе-феврале 2008 г. и опубликованные материалы многих исследователей. Сбор, обобщение и интерпретация материала осуществлена автором. На базе собранного материала автором была составлена серия специальных карт-схем в масштабе 1:7 500 ООО:

1) орографическая карта-схема,

2) морфоструктурная карта-схема,

3) карта-схема современных экзогенных процессов.

Практическая значимость работы. Положенный в основу диссертационного исследования принцип выявления условий и процессов формирования рельефа Анд, а также полученные результаты могут быть использованы при оценке природной среды активно развивающихся горных стран, при оценке роли геоморфологических процессов, разработке мер по предупреждению природных катастроф. Диссертационное исследование может быть также использовано местными и федеральными органами в разных странах Южной Америки.

Апробация работы. Основные положения работы докладывались и обсуждались на Международной научной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Ломоносов-2007» на географическом факультете МГУ (Москва, 2007), на конференции Центра Латиноамериканских Исследований (г. Кито, Эквадор, 2008), на заседании-конференции школы Географии Понтифического Католического Университета Эквадора (г. Кито, 2008).

По теме диссертации автором опубликовано 5 работ.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, шести глав, заключения, списка использованной литературы и приложений. Работа содержит 105 страниц текста, 22 страницы приложений (таблицы, текст, карты), включает 41 рисунок,

Заключение диссертации по теме «Геоморфология и эволюционная география», Кладовщикова, Мария Евгеньевна

ВЫВОДЫ:

1) Опасные и катастрофические процессы существовали в ранние эпохи рельефообразования.

2) Современные экзогенные процессы принимают в тектонически активных областях опасный и даже катастрофический характер.

3) Преобразования рельефа, связанные с деятельностью Эль-Ниньо, ограничиваются прибрежными частями запада континента шириной около 100 км.

4) Распространение экзогенных геоморфологических процессов на западной окраине Анд, в осевой зоне Анд и на восточной окраине Анд существенно различаются.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1) Изложенное в главах диссертационного исследования подтверждает, что степень геоморфологической и палеогеографической изученности Анд заметно уступает изученности рельефа европейских и азиатских горных стран, поскольку административные рубежи между странами, на территории которых расположены Анды, осложняют их исследования как единой горной системы.

2) В основе проведенного автором исследования лежало представление о необходимости совокупного изучения истории процессов формирования морфоструктур с развитием опасных и катастрофических процессов. Для такого анализа потребовалось составление серии карт-схем в одинаковом масштабе (1:7 500 ООО): орографическая, морфоструктурная и современных экзогенных процессов.

3) В результате анализа морфоструктурной карты-схемы было установлено:

- разделение Анд на обособленные северные, центральные и южные области началось в раннем палеозое, продолжалось в мезозое и начале кайнозоя. При этом строение суши и прогибов, занятых морем в каждой из областей отличалось. Последствием явилась разная абсолютная высота сегментов Анд в позднем кайнозое, которая в эту эпоху вряд ли превышала 1000-1500 м. За период с 10 до 6 млн. лет поднятие обособленных тектонических блоков достигло 2000-3000 м;

- в создании и моделировке рельефа принимали участие различные комплексы горных пород. Линейные хребты, характерные для Анд, не везде сопряжены друг с другом, нередко они прерываются плоскогорьем или областью с короткими и по-разному ориентированными хребтами и массивами (зона «Амотапе-Чанчан» и др.);

- в рельефообразовании Анд принимали и принимают участие сейсмические процессы. Объяснения в распределении их гипоцентров остаются спорными. В Северных Андах зоны «сейсмического молчания» расположены на глубинах 4-10 км и 80-150 км, что указывает на тектоническую «расслоенность» зон напряжений в земной коре, обусловливающую возможность перемещения земной коры по этим зонам. Кроме того, гипоцентры землетрясений известны на глубинах 150-450 км (т.е. много ниже земной коры) и, вероятно, имеют иную природу возникновения по сравнению с приповерхностными гипоцентрами;

- в смежной с сушей области Тихого океана прослеживаются разрывы в поперечном сечении Перуанско-Чилийского глубоководного желоба. Место одного из таких разрывов занято линейным поднятием Наска, ширина которого достигает 240 км. Это свидетельство тектонических дислокаций, возраст которых моложе возраста глубоководного желоба.

- вулканизм в Андах отмечался с триаса. В неоген-четвертичное время и в голоцене его проявления неравномерно продолжались в северных, центральных и южных Андах. Характерно, что вулканы возникли на плиоцен-четвертичных структурах, а не наследовали структуры раннего кайнозоя. К концу плейстоцена активные вулканические области были отделены друг от друга пространствами, где извержения отсутствовали.

- в истории развития Анд эпохи тектонических поднятий чередовались с эпохами стабилизации или тектонических опусканий, из-за чего горообразование протекало неравномерно.

4) Исследование морфоструктур проводилось совместно с палеогеографическими реконструкциями, которые показали, что изменения в древнем рельефе всегда сопровождались проявлениями катастрофических экзогенных процессов. По данным автора, к опасным проявлениям относятся все виды склоновых процессов, эоловые, флювиальные, гляциальные процессы, развивавшиеся на фоне сейсмических и вулканических процессов рельефообразования.

5) По своему геоморфологическому положению разделяются экзогенные процессы: а) на западных склонах Анд; в) в осевой зоне Анд; г) на восточных склонах Анд. Помимо влияния морфоструктурных условий, их проявления обусловлены ландшафтно-климатическими причинами, положением в разных ярусах рельефа, в т.ч. режимом и интенсивностью выпадения ливневых осадков, иссушением климата в конце неогена и плейстоцене, образованием или исчезновением озер, периодичностью появления Эль-Ниньо.

6) Природные условия в течение позднего плейстоцена и голоцена изменялись. Изменения климата частично были связаны с миграцией течения Эль-Ниньо, обусловленной возникновением Панамского перешейка, «закрывшего» в эоцене-плиоцене сток вод из Тихого океана в бассейн Атлантики. Та конфигурация течения Эль-Ниньо, которая отмечается в настоящее время, впервые возникла лишь в плиоцене. Из-за этих изменений прибрежно-морское осадконакопление на побережье Тихого океана сменилось накоплением эолового мелкозема в результате иссушения климата.

Список литературы диссертационного исследования кандидат географических наук Кладовщикова, Мария Евгеньевна, 2008 год

1. Ананьев Г.С. Морфоструктура Эквадора // Геоморфология, № 2, 1996.

2. Ананьев Г.С. О роли феномена Эль-Ниньо в преобразовании рельефа Эквадора // Известия РГО, т. 129, вып. 1, 1997.

3. Ананьев Г.С. Парамос Эквадора геоморфологические аспекты // Известия РГО, т. 128, вып. 4, 1996.

4. Ананьев Г.С., Завгородняя С.С. Катастрофа Хосефина в Эквадорских Андах и ее эколого-географические последствия // Экологические аспекты теоретической и прикладной геоморфологии. III Щукинские чтения. М.: Изд-во МГУ, 1995.

5. Ван Беммелен Р.В. Геология Индонезии. М.: Изд-во Иностранной литературы, 1957.

6. Власова Т. В., Аршинова М.А., Ковалева Т.А. Физическая география материков и океанов. М.: Академия, 2007.

7. Власова Т.В. Физическая география материков. М.: Просвещение, 1976.

8. Герт Г. Геология Анд. М.: Изд-во Иностранной литературы, 1959.

9. Завгородняя С.С. Современные геоморфологические процессы и учет их в экологических и хозяйственных целях в Эквадоре. Дисс. на соискание уч. степени канд. географ, наук. Москва-Кито: Изд. МГУ, 1996.

10. Зубарев В.Г., Бутовский А.Ю. История древней Центральной и Южной Америки. Центр телекоммуникационных технологий и дистанционного обучения. Тула, 2001.

11. Ионина Н.А. Сто великих катастроф. М.: Вече, 2003.

12. Краевая Т.С. Генетические типы грубообломочных отложений стратовулканов. М.: Недра, 1977.

13. Кэмпбелл К.Д. Эквадорские Анды // Мезозойско-кайнозойские складчатые пояса. Т. 2. М.: Мир, 1977. С. 396-404.

14. Лихачева Э.А., Д.А. Тимофеев. Рельеф среды жизни человека. М.: Медиа-пресс, 2002.

15. Магидович И.П. История открытия и исследования Центральной и Южной Америки. М.: Изд-во Мысль, 1965.

16. Несис К.Н. Молекулярная генетика о времени заселения Америки // Природа, №12, 1977.

17. Путешествия Христофора Колумба. Дневники, письма, документы. Пер. с исп. М., 1961.

18. Страны и народы. Южная Америка. Под ред. Бромлея Ю.В. и др. М.: Мысль, 1983.

19. Физическая география материков и океанов. Под ред. Рябчикова A.M. М.: Высшая школа, 1988.

20. Хаин В.Е. Региональная геотектоника. Северная и Южная Америка, Антарктида, Африка. М.: Недра, 1971.

21. Харрингтон Г.Д. Южная Америка // Энциклопедия региональной геологии Мира Л.: Недра, 1980. С. 415-421.

22. Щукин И.С. Четырехъязычный энциклопедический словарь терминов по физической географии. М.: Изд-во Советская энциклопедия, 1980.

23. Энциклопедия региональной геологии мира. Л.: Недра, 1980.

24. Abele G. Geomorphologische und higrische Hohenzonierung des Andenwestabfalls im peruanisch-chilenischen Grenzgebiet. Erdkunde, №4, 1982. P. 266-278.

25. An elevated view of Earth // Geotimes, Vol.50, №3, 2005.

26. Arntz Wolf E. Wale im Wustensand. Zur Pisco-Formation in Sacaco (Peru) // Natur and Mus.,№6, 1992.

27. Clapperton C. The glaciation of the Andes // Quatern. Sci. Rev. № 2-3, 1983.

28. Cluff, L. S. Peru earthquake of May 31, 1970; engineering geology observations // Bull. Seism. Soc. Am., Vol. 61. P. 511-533, 1971.

29. Comercio. Quito. Ecuador. ХП. 1997-VI. 1998.

30. Francis P.W. et all. The San Pedro and San Pablo volcanoes of northern Chile and their hot avalanche deposits // Int. J. Earth Sci., Vol. 63, № 1, 1974.

31. Garzione N. C. et all. Rise of the Andes // Science, № 6, 2008. Vol. 320, № 5881, P. 1304-1307.

32. Giesecke A. et all. The CERESIS earthquake catalogue and database of the Andean Region// Annals of Geophysics. Vol. 47, № 2/3, 2004.

33. Hall P.A., Mothes M.L. Tefroestratigrafia holocenica de los volcanes principales del valle Interandino, Ecuador // Estudios de geografia, Vol. 6, Quito, 1994.

34. Hantke G., Parodi A. Catalogue of the active volcanoes of the world including solfatara fields. Part XIX. Ass. Volcanology. Roma. 1966.

35. Huttel Ch. Las grandes regiones climaticas у sus formaciones vegetales // Los paisajes naturales del Ecuador. № 1. Quito: Inst. Geograf. Militar., 1997.

36. Narebski W., Paulo A. Solfataric alteration products of andesitic lavas in the crater of Cotopaxi volcano, Ecuador. Mineral. Polonica, Vol. 4, 1974.

37. Noboyuki Y. et al. Активный разлом вдоль западного подножия гор Кордильера Бланка, Перу // Тигаку дзасси. (япон.) J. Geogr. №1, 1979.

38. Paskoff R. Le Chili semi-aride. Recherches geomorphologiques. Bordeaux. 1970.

39. Paulo A., Narebski W., Bakun-Czubarow N. Volcanic evolution & petrology of Cotopaxi // Prace miner., № 61, 1979.

40. Perez V.H. et all. Paleosismicidad de la ciudad de Quito (Ecuador) a traves del analisis de la paleolicuacion cuaternaria // Estudios de geografia, Vol. 6, 1994.

41. Plafker G. et all. Rock avalanche and wave Chungar, Peru // Rockslides and Avalanches, 2. Eng. Sites, Amsterdam, 1979.

42. Pourrut P. El agua en el Ecuador // Estudios de Geografia, Vol. 7. Quito, 1995.

43. Sembenelli P. La frana di Mayunmarca Huaccoto // Rev. ital. geotecn., № 1, 1975.

44. Thouret J.-C. et all. Quaternary eruptive history of Nevado del Ruiz (Colombia) // J. Volcanol. and Geoterm. Res. № 1-4. 1990.

45. Vanished Civilization. London: Toucan Books Ltd., 2002.

46. Warwick B. Under the skin Naska // Nature, № 6381, 1992.1. Картографический материал

47. Географические пояса и зональные типы ландшафтов мира, м-б 1:15 ООО ООО. ГУГК СССР, 1988.

48. Геологическая карта Южной Америки. 1:5000 ООО. Мингео СССР, 1976.

49. Карта сейсмичности Тихоокеанского подвижного пояса и Тихого океана (18961968), м-б 1:10 000 000. АН СССР, 1973.

50. Geology, oil, gas fields and geological provinces of South America, scale 1: 7 5000 000. U.S. Department of the Interior, U.S. Geological Survey, 1998.

51. Mapa de los peligros volcanicos potenciales asociados con el volcan Cotopaxi, zona norte esc. 1:50 000. Quito: Inst. Geograf. Militar., 1988.

52. Mapa ecoturistico del volcan Cotopaxi esc. 1:67 000. Quito: Inst. Geograf. Militar., 1996.

53. Mapa geologico de la republica del Ecuador esc. 1:1.000.000. Quito, 1969.

54. Исторические культуры Южной Америки доинкского периода (по 10., [45] в интерпретации автора)

55. Культура Время существования Элементы географической характеристики условий существования Достижение в технике, ремесле и искусстве Примечания

56. Цивилизация инков (по 10., [45] в интерпретации автора)

57. Цивилизация Время существования Элементы географической характеристики условий существования Достижение в технике, ремесле, искусстве, науке

58. Сводные библиографические (текстовые) данные по региональным геоморфологическим исследованиям экваториальных и тропических Анд*

59. Колумбия Эквадор Перу Боливия Чили

60. Вопросы неотектоники, геодинамики и структурной геоморфологии 7.- [19], [36], [44], [52], [54], [58], [59], [63], [64] [66], [67], [76], [78], [80], [82] [85], [93] [101], [103], [108], [109]

61. Вопросы морфолитогенеза 21.,[24] [71], [73] [102], Г Ю6]

62. Вопросы палеогеоморфологии Ю., [9] [51], [55], [60] [68], [83], Г84] [89], [91], Г99]

63. Вопросы четвертичной геоморфологии 8. [30], [37], [61], [62] [74], [75] [112]

64. Вопросы сейсмики, вулканизма и катастрофических процессов б., [12], [15] [20], [22], [26], [27], [28], [29], [31], [32], [33], [35], [39], [40], [42], [46], [47], [48], [49], [57] [86] [107], [Ю4]

65. Вопросы гляциальной геоморфологии 34. [65], [69], [72] [111], [113], [П4], [105], ГП0]

66. Вопросы мерзлотных процессов 43. [77] [90]

67. Вопросы склоновых процессов 14. [41] [70], [79], [81]

68. Вопросы русловых процессов (или деятельности подземных вод) 5. Л11], [13] [18], [38] [96]

69. Вопросы озерных процессов 16. [97], [98], [88], [92], [94], [100], [87], [95]

70. Вопросы экологии 23., [50], [56]

71. Прикладные вопросы 25., [45], [53]составлена по материалам ВИНИТИ и материалам доступных иностранных изданий " здесь и далее цифры в квадратных скобках соответствуют порядковым номерам изданий, приведенных в списке Приложения 4