Czynniki kształtujące powierzchnię Ziemi

Rzeźba powierzchni Ziemi zmienia się pod wpływem oddziaływania na nią różnych sił rzeźbotwórczych. Można je podzielić na:

- zewnętrzne (egzogeniczne) dążące do zrównana powierzchni

- wewnętrzne (endogeniczne) pochodzące z wnętrza Ziemi, powodujące zróżnicowanie powierzchni

DO ZEWNĘTRZNYCH PROCESÓW RZEŹBOTWÓRCZYCH ZALICZAMY :

? Wietrzenie (wietrzenie mechaniczne, wietrzenie chemiczne, wietrzenie biologiczne )

Pod wpływem oddziaływania atmosfery, hydrosfery i biosfery w skałach na powierzchni Ziemi zachodzą zmiany fizyczne i chemiczne określane jako wietrzenie skał. Wietrzenie jest procesem rozpadu, rozluźniania skał, bądź ich chemicznej przemiany. Obejmuje zarówno powierzchniową warstwę Ziemi,
jak i warstwę przypowierzchniową z reguły do głębokości kilku lub najwyżej kilkudziesięciu metrów

Wietrzenie fizyczne (mechaniczne) rodzaj wietrzenia powodujący zmiany fizyczne, czyli rozpad skały.
Wietrzenie fizyczne jest najbardziej intensywne w obszarach pozbawionych stałej pokrywy roślinnej,
o częstych zmianach temperatury i wilgotności, a zatem w strefach polarnych, na pustyniach
i półpustyniach oraz w wysokich górach.
Wietrznie chemiczne; można go określić jako rozdrabnianie skał na skutek działania procesów chemicznych, np: rozpuszczania, utleniania, uwadniana, prowadzące do zmiany składu mineralnego skały.
Rozpuszczanie - przejście ciała stałego bądź gazu w stanu ciekłego, głównie za przyczyną wody.
Uwodnienie -przemiana materiału bezwodnego w słabo uwodniony np. przemiana anhydrytu w gips, proces ten rzadko zachodzi samodzielnie zazwyczaj łącznie z hydrolizą utlenianiem i uwęglanowieniem.
Utlenianie - polega na łączeniu się minerałów z wolnym tlenem pochodzenia atmosferycznego, często towarzyszy temu zmiana barwy z szarej na żółtobrunatną, żółta czy czerwoną
Wietrzenie biologiczne (organiczne) istotną rolę wietrzeniu biologicznym odgrywają zwierzęta i rośliny. Zwierzęta kopiące i ryjące zmniejszają spójność i rozdrabniają skały, natomiast korzenie i łodygi roślin wywierają naciski na skały i wydzielają różne substancje podczas swoich funkcji życiowych.

? Grawitacyjne ruchy masowe

Na powierzchni Ziemi często dochodzi do ruchu w skutek grawitacji, kiedy grawitacja przewyższa siły tarcia i spoistości materiału. Ruch ten może przybierać różne formy,. w zależności od warunków panujących
w przypowierzchniowej warstwie litosfery.
spełzywanie - powolne przemieszczanie się materiału, oznakami tego ruchu są pochylone drzewa, słupy, czy płoty. Ruch ten odbywa się zarówno w obrębie stoków zalesionych jak i użytkowanych rolniczo.
W klimacie zimnym spełzywanie określamy soliflukcja, a w klimacie gorącym i wilgotnym cieczeniem.
osuwanie - proces zachodzący na stoku, materiał wymieszany przemieszczany jest po stoku w dół, powstaje nisza osuwiskowa
odpadanie zachodzi w obrębie skał zwięzłych, w przypadku jednorazowego gwałtownego oderwania się mas skalnych dochodzi do powstania obrywu.

? Działalność wód podziemnych (zjawiska krasowe)

Polega ona na mechanicznym działaniu wód podziemnych, które dzielimy na:
1) wody przypowierzchniowe (zaskórne), występują płytko pod powierzchnią ziemi, najczęściej na terenach podmokłych, zwykle nie nadają się do spożycia ze względu na zanieczyszczenia,
2) wody gruntowe, występują co najmniej kilka metrów pod powierzchnią ziemi, zasilane są przez opady atmosferyczne, nadają się do spożycia jednak wykorzystywane są głównie w rolnictwie, a także do celów komunalnych,
3) wody wgłębne, zgromadzone pod warstwą trudno przepuszczalną, zasilane przez opady tylko
w miejscu występowania wychodni warstw wodonośnych (tzn. tam, gdzie te warstwy odsłaniają się na powierzchni ziemi), mogą występować w postaci wód artezyjskich,
4) wody głębinowe, znajdują się głęboko pod powierzchnią ziemi są odizolowane od niej całkowicie od czynników zewnętrznych wieloma warstwami utworów nieprzepuszczalnych, często silnie zmineralizowanie, nie maja znaczenia gospodarczego,
5) wody szczelinowe, tworzące sieć żył wodnych w szczelinach i spękaniach skalnych
6) wody krasowe, występują w próżniach i kanałach powstałych podczas działalności procesów krasowych.
Zjawiska krasowe to wszystkie procesy i formy terenu, powstałe na obszarach zbudowanych ze skał rozpuszczalnych, głównie wapieni, ale także z dolomitów, gipsu, kredy i soli. Na obszarach krasowych występują formy krasowe w postaci: lejów, żłobków, żeber, zapadlisk, a także różnych rodzajów dolin krasowych (jarów, wąwozów, polji)
Typowe obszary krasowe w Polsce występują w Tatrach (wapienie -Dolina Kościeliska), w Niecce Nidziańskiej (gips) i na Wyżynie Lubelskiej (kreda). Nazwa kras pochodzi od wyżyny Kras na Słowenii.

? Działalność wód płynących (erozja, transport, akumulacja rzeczna)

Wody płynące mają znaczną siłę niszczącą należą do głównych czynników rzeźbotwórczych. Efekty tej działalności zależą od spadku rzeki, wielkości przepływu oraz budowy geologicznej podłoża. Woda płynąca potrafi przesuwać, toczyć po dnie lub nawet unosić różnego rodzaju okruchy skalne. Podczas transportu wodnego materiał ocierając się o siebie staje się zaokrąglony i przyjmuje postać owalnych otoczaków. Materiał drobny przenoszony jest szybciej i dalej, gruby pozostaje w górnych odcinkach rzek. W rzece wyróżnia się trzy odcinki: bieg górny, środkowy i dolny. W odcinkach ujściowych znajdują się piaski mułki oraz iły.
Żłobienie powierzchni Ziemi przez rzeki nazywamy erozją.

EROZJA
WGŁĘBNA BOCZNA WSTECZNA
~w górnym biegu rzeki (bardzo duży spadek)
~ rozcina dno
~pogłębia koryto ~w środkowym biegu rzeki (spadek maleje)
~podcina brzegi
~tworzy meandry i starorzecza ~w górnym biegu rzeki ( bardzo duży spadek)
~źródło cofa się wyżej (bardzo powolny proces)

? Działalność morza

Woda morska rozpuszcza różne minerały, głównie sole mineralne - chlorek sodu, chlorek magnezu, siarczan magnezu, siarczan wapnia i potasu. W wyniku różnic temperatury wody, a także różnic
w zasoleniu powstają prądy morskie. Ponadto wody morskie nieustannie wprawiają w ruch wiatry, tworzą fale. Przy brzegach fale się piętrzą i zwiększa się ich siła niszcząca. Fale uderzające o wysokie wybrzeże powodują podcinanie brzegu i wymywanie materiału skalnego. Proces ten nazywa się abrazja.
Taki podcinany i cofający się brzeg nosi nazywamy klifem, u jego podnóża powstaje platforma abrazyjna. Materiał ze zniszczonego klifu wynoszony jest przez fale poza platformę abrazyjną i osadzany za większej głębokości, w ten sposób tworzy się platforma akumulacyjna.
Przy brzegach płaskich siła fal zmniejsza się poprzez tarcie o dno morskie. Strefa brzegowa stale jest zalewana przez fale, osadzają się w niej piaski i żwiry, nazywamy ją plażą.
Działalność morza w strefie brzegowej powoduje, że na dnie tworzą się osady. Typ osadów zależy od odległości od lądu, ruchów wody oraz od głębokości, klimatu i stopnia zasolenia wód.

? Działanie lodowców (erozja, transport i akumulacja lodowcowa)

Występujące na Ziemi pokrywy lodowe dzieli się na dwa rodzaje:

1) Lodowce górskie powstają w obszarach gdzie więcej śniegu spada niż się topi w ciągu roku, możliwe jest to powyżej granicy wiecznego śniegu. Przebiega ona bardzo na różnej wysokości w zależności od strefy klimatycznej.
Typy lodowców górskich
? alpejski - z jednego pola firnowego spływa doliną jeden jęzor lodowcowy
? himalajski - lodowiec dolinny do którego dołączają z boku liczne lodowce drugorzędne
? pirenejski - nieduży o okrągłym kształcie, w zagłębieniu terenu

2) Lądolody to ogromnych rozmiarów pokrywy lodowe, występują na obszarach polarnych.
Niszcząca działalność lodowców jest bardzo duża. W wyniku działalności lodowcowej powstają następujące formy:

Formy polodowcowe akumulacyjne
nazwa Charakterystyka
morena czołowa
wzgórze powstałe wzdłuż czoła stagnującego lodowca, zbudowane z materiału różnoziarnistego pochodzącego z lodowca
morena boczna wał powstały wzdłuż brzegów lodowca zbudowany z materiału różnoziarnistego
morena denna powstałe podczas topienia się lodowca poprzez nierównomierne osadzanie materiału w dnie, zbudowana z materiału różnoziarnistego
drumliny

ozy
długie wąskie wały lub ciągi pagórków powtarzające bieg rynien w lodowcu zbudowane ze żwirów i piasków
kemy wały, pagórki o stromych zboczach, zbudowane z piasków i żwirów
sandry rozległe stożki zbudowane z piasków i żwirów wypływających z wodą roztopową z lodowca
zagłębienia wytopiskowe zagłębienia powstałe po stopieniu się bryły lodu, na obszarach polodowcowych, często wypełnione wodą

Formy polodowcowe erozyjne
dolina U kształtna dolina polodowcowa charakteryzująca się stromymi zboczami i szerokim dnem
cyrk lodowcowy, kar półkolista nisza otoczona z trzech stron stromymi ścianami skalnymi opadająca ku dolinie stromym progiem, powstaje powyżej granicy wiecznego śniegu w miejscu tworzenia się lodowca pod zgromadzonym lodem
mutony, barańce lód lodowcowy natrafiając na pagórek skalny wygładza jego powierzchnię od strony nasuwania się lodowca, z przeciwnego zbocza porywa fragmenty rozkruszonych skał pozostawiając poszarpana nawierzchnię
rynna polodowcowa wydłużone obniżenie o niewyrównanym dnie, wyżłobione przez wody płynące pod lodowcem
pradolina
dawna dolina rzeczna odprowadzająca wody z lodowca, ciągnąca się wzdłuż czoła lodowca

? Działalność wiatru (deflacja, korazja i akumulacja eoliczna)

Wiatr jest bardzo powszechnym czynnikiem rzeźbotwórczym. Jego działanie uzależnione jest od:
~stopnia rozdrobnienia materiału skalnego
~wielkości szaty roślinnej
~stopnia wysuszenia i wielkości zamarznięcia gruntu
Niszcząca działalność wiatru:
deflacja - unoszenie i przenoszenie materiału przez wiatr, długotrwałe działanie wiatru powoduje obniżenie się powierzchni terenu i powstawanie zagłębień deflacyjnych nazywanych rynnami czy misami. Deflacja trwa dopóki na powierzchni nie wytworzy się warstwa bruku deflacyjnego, zbudowanego z materiału którego wiatr już nie transportować
korazja - jest to szlifowanie i niszczenie powierzchni napotkanych przez transportowany wiatrem materiał skalny. W wyniku korazji tworzą się:
graniaki - odłamki litej skały o kilku ścianach oszlifowanych piaskiem i ostrych krawędziach
grzyby skalne - powstają w wyniku działalności przenoszonego wiatrem materiału który napotyka na przeszkody o różnej odporności. Materiał przenoszony jest przez wiatr przede wszystkim w przyziemnej części słupa powietrza, silniej formułuje powierzchnie nisko usytuowane, powstają formy zwane grzybami skalnymi
Budująca działalność wiatru:
Materiał przenoszony przez wiatr formułuje powierzchnię gruntu w różny sposób:
Ripplemarki - drobne zmarszczki wiatrowe powstałe na powierzchni piaszczystej
Wydmy - powstają w wyniku zatrzymywania się transportowanego przez wiatr materiału na przeszkodzie, pagórki piaszczyste w formie wałów lub łuków. W różnych strefach klimatycznych przyjmują różne kształty
Pokrywy lessowe są wynikiem akumulacyjnej działalności wiatru na dużą skalę, tworzą się w skutek osadzania materiału pyłowego

DO WEWNĘTRZNYCH PROCESÓW KSZTAŁTUJĄCYCH POWIERZCHNIĘ ZIEMI
ZALICZA SIĘ:

? Ruchy lądotwórcze

Ruchy epejrogeniczne, - powolne i długotrwałe pionowe ruchy skorupy ziemskiej. Ruchom tego typu nie towarzyszą deformacje ani fałdowania warstw skalnych. Ich skutkiem są zmiany zarysów lądów i mórz np. ruch obniżający w Holandii. Ruchy epejrogeniczne są mierzalne za pomocą instrumentów geodezyjnych.
Ruchy izostatyczne - pionowe ruchy fragmentów litosfery wywołane obciążeniem lub odciążeniem litosfery np. Okolice Zatoki Hudsona podnoszą się po ustąpieniu lądolodu

? Ruchy górotwórcze

Polegają one na fałdowaniu serii skalnych i kształtowaniu charakterystycznych struktur, najczęściej zachodzą one w głębi skorupy ziemskiej, a także pod dnem morskim. Często towarzyszą im procesy wulkaniczne i plutoniczne. Efektem tego procesu jest wypiętrzenie utworów geosynklinalnych, powstają fałdy, płaszczowiny i uskoki oraz łańcuchy górskie.

? Zjawiska wulkaniczne

Wulkanizm odgrywa on dużą role w kształtowaniu Ziemi. Proces ten polega na wydobywaniu się z głębi ziemi lawy, gazów i materiału piroklastycznego (np. pyłów, popiołów, bomb wulkanicznych). Wulkanizm towarzyszy ruchom górotwórczym, oraz strefom granic płyt litosfery. Najczęściej wulkany mają postać góry o kształcie stożka, na którym znajduje się owalne wklęsłe obniżenie zwane kraterem. Wulkan wyrzuca
w powietrze lawę, która opadając tworzy różne formy wulkaniczne.
lawy zasadowe o małej lepkości tworzą wulkany tarczowe, o rozległych łagodnie nachylonych stokach. Lawa szybko spływa po stokach (nawet 30 km/h). Tego typu wulkanem jest hawajski Mauna Loa.
lawy kwaśne - z dużą ilością krzemionki, wypływają bardzo wolno, zamykając ujście krateru. tego typu lawy tworzą strome i wysokie stożki wulkaniczne
Najbardziej regularne formy wulkaniczne powstają gdy dochodzi do erupcji mieszanych. Podczas takich wybuchów jednocześnie lub w stosunkowo niewielkich odstępach czasowych, wypływa lawa i wyrzucany jest materiał sypki.
Różne może być nachylenie zboczy stożków wulkanicznych, zazwyczaj waha się w granicach od 30O do 45O.
Wielkość wulkanów jest zróżnicowana. Największe są wulkany hawajskie - Mauna Kea - 4214 m i Mauna Loa - 4168 m n.p.m. Wyrastają one z dna morskiego sięgającego 5000 metrów. Największym wulkanem na powierzchni lądu jest Aconcagua - 6960 m.
Magma czyli płynny stop skalny po wydobyciu się na powierzchnię nosi nazwę lawa. Magma wydobywa się na powierzchnię ziemi poprzez krater albo też występujące w powierzchni ziemi szczeliny. Wydobywanie się magmy na powierzchnię nosi nazwę erupcji. Rodzaje erupcji:
1) centralne - związane z jednym centralnym punktem wybuchu, połączonym kanałem kształtu cylindrycznego z podziemnym ogniskiem magmy. Kanałem tym wydobywają się materiały wulkaniczne. Zakończony jest on kraterem. Różne typy wybuchów wulkanów i rodzaje stożków:
2) erupcje szczelinowe (linearne) - podczas takich erupcji lawa i gazy wulkaniczne wydostają się szczelinami o podłużnym kształcie. Lawa wypełnia szczelinę i przelewa się w jedną lub dwie strony, tworząc pokrywy lawowe zalewające znaczne powierzchnie ziemi. Wybuchy takie jednak są dość rzadkie. Wielkie warstwy bazaltowe, utworzone w podczas bardzo odległych wybuchów mogą świadczyć o tym,
że przed dziesiątkami milionów lat ten typ wybuchów był bardzo powszechny. W niektórych obszarach aktywności wulkanicznej obserwuje się zjawisko zanikania erupcji linearnych, na rzecz erupcji centralnych. Erupcje linearne są przeważnie związane z lawami zasadowymi. Bardzo mała ilość gazów w tego typu lawach powoduje, że wylewy lawy podczas erupcji linearnych nie powodują potężnych eksplozji
i charakteryzują się słabymi wybuchami, które prowadzą do wytworzenia niezbyt dużych stożków wulkanicznych.
3) erupcje arealne - powstają gdy magma dochodzi do powierzchni Ziemi nie przez kanał czy szczelinę, ale całą powierzchnią. Wówczas następuje przetapianie skał na powierzchni albo przedarcie się magmy na znacznej przestrzeni. Od bardzo dawna nie zanotowano erupcji arealnych, ale najprawdopodobniej występowały z dużą częstotliwością w przeszłości geologicznej. Do form powstałych podczas takich wybuchów należy wulkaniczna płyta utworzona z riolitów w Parku Yellowstone (Stany Zjednoczone). Zajmuje ona powierzchnię około 10000 km2.
Lawy i materiały piroklastyczne
Produktami erupcji wulkanów są :
- lawy
- materiały piroklastyczne
- gazy
- skały wyrwane z podłoża podczas wybuchów
Lawa to ciekły stop z przeważającą ilością krzemionki (ok. 50%). Rozróżniamy lawy kwaśne i zasadowe
w zależności od ilości zawartej krzemionki. Temperatura law wynosi ok. 1000C. Szybkość stygnięcia potoku lawy zależy od jej grubości. Jedne zastygają bardzo szybko, inne pozostają w postaci płynnej latami. Wypływająca z wulkanu lawa może przesuwać bardzo duże bloki skalne, potrafi zniszczyć każdą przeszkodę stojącą jej na drodze.
Zjawiska które towarzyszą erupcjom:
- pożary
- burze
- trzęsienia ziemi
- deszcze popiołów
Podczas wybuchu wulkanu bardzo rozgrzana lawa powoduje pożary w miejscach do których dociera. Bardzo często płoną całe stoki. Dodatkowo nierzadko wybuchom wulkanów towarzyszą potężne burze, dające niezwykłe efekty świetlne i trzęsienia ziemi. Popioły wyrzucane przez wulkan zasłaniają niebo niemal całkowicie, a przenoszone przez wiatry powodują ciemności bardzo daleko od miejsca eksplozji wulkanu.

? Trzęsienia ziemi

Są to drgania skorupy ziemskiej w wyniku nagłych przesunięć mas skalnych wewnątrz litosfery. Trzęsienia ziemi trwają zazwyczaj bardzo krótko - kilka lub kilkanaście sekund. Ognisko trzęsienia znajdujące się pod powierzchnią ziemi nosi nazwę hipocentrum, natomiast punkt który mu odpowiada na powierzchni ziemi nazywamy epicentrum. Trzęsienia ziemi występują bardzo często (ok. 50 000 w ciągu roku). Pojawiają się zazwyczaj tam gdzie mają miejsce kolizje wielkich płyt litosfery. Do wskazywania wielkości trzęsienia ziemi korzysta się ze skali Richtera (od 0 do 9 - każdy stopień oznacza dziesięciokrotnie większą siłę trzęsienia) lub w skali Mercallego ( od 0 do 12 - ocenia widoczne skutki trzęsienia ).
Trzęsieniami na ziemi i zjawiskami z nimi związanymi zajmuje się sejsmologia. Trzęsienia ziemi można podzielić pod względem głębokości występowania epicentrum wstrząsu
- płytkie - źródło na głębokości do 70 km
- pośrednie - źródło na głębokości od 70 do 300 km
- głębokie - źródło na głębokości od 300 do 700 km
Rodzaje trzęsień ziemi:
Tektoniczne - bardzo groźne, katastrofalne wywołane ruchami płyt litosfery , 90 % wszystkich trzęsień
Wulkaniczne - mniej groźne, wywołane gwałtownym wdzieraniem się magmy w warstwy skalne
i rozprężaniem gazów w niej zawartych, nie zaw3sze są związane z wybuchem wulkanu, 7 % wszystkich trzęsień
Zapadliskowe - najmniej groźne, wywołane przez grawitacyjne ruchy mas skalnych, np. obrywy, osuwiska, zapadaniem się pustych przestrzeni w skorupie ziemskiej, 3% wszystkich trzęsień