Geomorfologiya: relyefi yaradan proseslər

Bu dərsdə öyrənəcəksən

Endogen və ekzogen prosesləri, onların enerji mənbələrini fərqləndirmək
Aşınma növlərini iqlimlə əlaqələndirmək və kimyəvi aşınma reaksiyalarını yazmaq
Çayın gücünü, izostatik kökü və relyefin alçalma müddətini hesablamaq
Relyefin təkamülünün klassik və müasir modellərini müqayisə etmək

Böyük Qafqaz hələ də qalxır, onun yamaclarından isə hər il sel axınları və sürüşmələr milyonlarla ton süxuru aşağı daşıyır. Deməli, hər dağ iki qüvvənin «mübarizəsinin» nəticəsidir: biri relyefi yaradır, digəri onu dağıdır. Geomorfologiya — relyefi, onun mənşəyini və inkişafını öyrənən elmdir.

Endogen və ekzogen proseslər

Əlamət	Endogen (daxili) proseslər	Ekzogen (xarici) proseslər
Enerji mənbəyi	Yerin daxili istiliyi (radioaktiv parçalanma, ilkin istilik)	Günəş enerjisi və cazibə qüvvəsi
Proseslər	litosfer tavalarının hərəkəti, qırışıqlıq, qırılmalar, vulkanizm, zəlzələlər	aşınma, eroziya, daşınma, toplanma (akkumulyasiya); su, külək, buz, cazibə
Relyefə təsiri	əsasən yüksəklik fərqlərini artırır	əsasən relyefi hamarlayır

Relyefi yaradan iki qrup proses

Hər nöqtədə hündürlüyün dəyişməsini sadə balans kimi yazmaq olar: qalxma (tektonik və izostatik) ilə denudasiyanın — aşınma və eroziya ilə səthin alçalmasının — fərqi. Qalxma sürəti denudasiyadan çox olanda dağlar böyüyür, az olanda alçalır, bərabər olanda isə relyef dinamik tarazlıqda olur.

dz/dt = U − Edz/dt = U − E

burada:

zsəthin hündürlüyü, m
tzaman, il
Uqalxma sürəti, mm/il
Edenudasiya (eroziya) sürəti, mm/il

Relyefin kütlə balansı: dz/dt = 0 olanda relyef dinamik tarazlıqdadır.

Aşınma

Aşınma süxurların yerində, daşınmadan dağılması və dəyişməsidir. Fiziki aşınmada süxur kimyəvi tərkibini dəyişmədən parçalanır: çatlarda donan su təxminən 9% genişlənir və süxuru «paz» kimi yarır; gündüz-gecə temperatur fərqi səth qatını qoparır; duz kristalları böyüyərək dənələri ayırır. Kimyəvi aşınmada minerallar su, CO₂ və oksigenlə reaksiyaya girir: əhəngdaşı həll olur (karst mağaraları, qıflar), çöl şpatı gilə çevrilir, dəmirli minerallar oksidləşib qırmızı torpaq verir. Bioloji aşınma kökləri və mikroorqanizmləri əhatə edir.

CaCO₃ + H₂O + CO₂ ⇌ Ca(HCO₃)₂

burada:

CaCO₃kalsit — əhəngdaşının əsas mineralı (suda az həll olur)
CO₂havadan və torpaqdan gələn karbon qazı
Ca(HCO₃)₂kalsium hidrokarbonat — suda həll olur və aparılır

Karbonatlaşma: karst relyefinin əsas reaksiyası. Əks reaksiya mağaralarda stalaktitləri yaradır.

2KAlSi₃O₈ + 2H⁺ + 9H₂O → Al₂Si₂O₅(OH)₄ + 4H₄SiO₄ + 2K⁺

burada:

KAlSi₃O₈ortoklaz (kalium çöl şpatı) — qranitin mineralı
Al₂Si₂O₅(OH)₄kaolinit — gil mineralı
H₄SiO₄həll olmuş silisium turşusu

Hidroliz: qranit gilə və həll olan maddələrə çevrilir.

Aşınmanın növü iqlimdən asılıdır. İsti və rütubətli iqlimdə kimyəvi aşınma çox güclüdür: reaksiyalar istidə sürətlənir və su boldur, ona görə tropiklərdə qalın aşınma qabığı yaranır. Soyuq və rütubətli dağlarda şaxta ilə aşınma, isti səhralarda isə temperatur və duz aşınması üstünlük təşkil edir. Soyuq quraq ərazilərdə hər iki növ zəifdir.

Eroziya və daşınma: çayın gücü

Quruda relyefi ən çox axar sular dəyişir. Çayın işi onun potensial enerjisinin azalma sürəti ilə — çayın gücü ilə ölçülür. Bir saniyədə Q həcmində su (kütləsi ρQ) S mailliyi ilə axanda hər metr uzunluqda ρgQS enerji ayrılır. Bu enerji sürtünməyə, dibin yuyulmasına və çöküntülərin daşınmasına sərf olunur. Hjulström əyrisinə görə orta ölçülü qum ən asan qopur: iri çınqıl ağırdır, xırda gil hissəcikləri isə bir-birinə yapışır.

Ω = ρ · g · Q · S, ω = Ω / wΩ = ρ · g · Q · S, ω = Ω / w

burada:

Ωçayın ümumi gücü, Vt/m (məcranın 1 m-nə)
ρsuyun sıxlığı ≈ 1000 kq/m³
gsərbəstdüşmə təcili ≈ 9,81 m/s²
Qsu sərfi, m³/s
Sçayın mailliyi (ölçüsüz, məs. 1 m / 1 km = 0,001)
ωxüsusi güc, Vt/m² (məcranın eninin 1 m-nə)
wməcranın eni, m

Nümunə 1: çayın gücü

Dağətəyi çayda su sərfi 100 m³/s, mailliyi 1 m/km, məcranın eni 40 m-dir. Ω və ω-nı tap.

Həllini göstər

S = 1 / 1000 = 0,001.
Ω = 1000 × 9,81 × 100 × 0,001 = 981 Vt/m (məcranın hər metrində ≈ 1 kVt).
ω = 981 / 40 ≈ 24,5 Vt/m².
Yoxlama (ölçülər): kq/m³ · m/s² · m³/s = kq·m/s³ = (kq·m²/s³)/m = Vt/m ✓.

Çaylardan başqa cazibə (sürüşmə, uçqun, sel), buzlaqlar (trog vadiləri, morenlər), külək (barxanlar, deflyasiya) və dəniz dalğaları (abraziya, çimərliklər) da relyef yaradır. Böyük Qafqazın cənub yamacında sel axınları, Abşeron və Qobustanda isə palçıq vulkanları Azərbaycan relyefinin xarakterik hadisələridir.

İzostaziya və relyefin təkamülü

Yer qabığı daha sıx və plastik mantiyanın üstündə «üzür». Eyri modelinə görə, dağın altında mantiyaya batan kök var. Kompensasiya dərinliyində təzyiq hər yerdə eyni olmalıdır: dağın altında ρc·(h + T + r)·g, düzənliyin altında isə ρc·T·g + ρm·r·g (T — normal qabığın qalınlığı). Bərabərləşdirsək, ρc·h = (ρm − ρc)·r alınır.

r = h · ρc / (ρm − ρc)r = h · ρc / (ρm − ρc)

burada:

rdağın kökünün dərinliyi (normal qabıqdan aşağı), km
hrelyefin hündürlüyü (ətraf düzənliyə nisbətən), km
ρcqabığın sıxlığı ≈ 2800 kq/m³
ρmmantiyanın sıxlığı ≈ 3300 kq/m³

Eyri izostaziyası: bu sıxlıqlarla r ≈ 5,6 · h.

Nümunə 2: dağın kökü

Yayla ətraf düzənlikdən orta hesabla 4 km yüksəkdir. Normal qabığın qalınlığı 35 km-dir. İzostatik kökün dərinliyini və yaylanın altında qabığın ümumi qalınlığını tap.

Həllini göstər

r = 4 × 2800 / (3300 − 2800) = 4 × 5,6 = 22,4 km.
Ümumi qalınlıq: 4 + 35 + 22,4 ≈ 61 km.
Dağların altında qabığın təxminən iki dəfə qalın olmasını seysmologiya da təsdiq edir.

İzostaziya denudasiyanı da ləngidir: e qalınlığında süxur yuyulanda qabıq yüngülləşir və təxminən e·ρc/ρm qədər qalxır. Deməli, səth yalnız Δz = e·(1 − ρc/ρm) ≈ 0,15·e qədər alçalır — orta hündürlüyü 1 km azaltmaq üçün təxminən 6,6 km süxur yuyulmalıdır. Buna görə qədim dağlar (məsələn, Ural) yüz milyonlarla il sonra da mövcuddur.

Nümunə 3: dağ nə vaxt «yox olar»?

Dağ sistemi ətrafdan orta hesabla 2 km yüksəkdir, qalxma dayanıb, denudasiya sürəti isə sabit 0,2 mm/il-dir. Relyefin tam hamarlanması üçün lazım olan vaxtı a) izostaziyasız, b) izostaziya ilə qiymətləndir.

Həllini göstər

a) 2 km = 2 000 000 mm; t = 2 000 000 / 0,2 = 10 milyon il.
b) Yuyulmalı qalınlıq: e = 2 / (1 − 2800/3300) = 2 / 0,152 ≈ 13,2 km.
t = 13 200 000 mm / 0,2 ≈ 66 milyon il — təxminən 6,6 dəfə çox.
(Əslində relyef alçaldıqca denudasiya da zəifləyir, ona görə müddət daha uzundur.)

Relyefin təkamülü haqqında ilk ümumi nəzəriyyəni 1899-cu ildə U. M. Devis irəli sürüb: qalxmadan sonra relyef «gənclik», «yetkinlik» və «qocalıq» mərhələlərindən keçərək az qala düz səthə — peneplenə çevrilir. Sonrakı tədqiqatçılar yamacların paralel geri çəkilməsini və dinamik tarazlıq ideyasını (C. Hek, 1960) təklif ediblər: qalxma və eroziya bərabər olanda relyefin forması uzun müddət dəyişmir. Müasir geomorfologiya bu prosesləri kosmogen izotoplarla ölçülmüş eroziya sürətləri və kompüter modelləri ilə öyrənir.

Əsas fikirlər

Endogen proseslər (Yerin daxili istiliyi) relyefi yaradır, ekzogen proseslər (Günəş və cazibə) onu hamarlayır: dz/dt = U − E.
Aşınma süxuru yerində dağıdır; eroziya materialı aparır. Kimyəvi aşınma isti-rütubətli, şaxta aşınması soyuq-rütubətli iqlimdə güclüdür.
Çayın gücü Ω = ρgQS; xüsusi güc ω = Ω / w.
Eyri izostaziyası: r = h·ρc/(ρm − ρc) ≈ 5,6·h; izostatik qalxma denudasiyanı təxminən 6,6 dəfə ləngidir.
Devisin eroziya dövrü (1899) və dinamik tarazlıq (Hek, 1960) relyefin təkamülünün iki klassik modelidir.

Özünü yoxla

10 sual. Hər düzgün cavab XP qazandırır.

1 / 10

Aşağıdakılardan hansı endogen prosesdir?