Морфоструктура

Морфоструктура — это крупная форма рельефа земной поверхности, происхождение и основные черты которой обусловлены эндогенными (внутренними) геологическими процессами, в первую очередь тектоническими движениями, магматизмом и метаморфизмом. Термин используется в геоморфологии для обозначения структурно-тектонического каркаса рельефа, который формируется на протяжении длительных геологических эпох и определяет общий облик крупных участков суши и дна океана. В отличие от морфоскульптуры, создаваемой экзогенными процессами (эрозия, выветривание, аккумуляция), морфоструктура отражает глубинные геологические структуры земной коры.

История понятия

Термин «морфоструктура» был введён в научный обиход в середине XX века в рамках развития структурно-геоморфологического направления. Основоположником концепции считается советский геоморфолог Иван Петрович Герасимов, который в 1946 году предложил различать в рельефе элементы, связанные с тектоническим строением, и элементы, обусловленные внешними процессами. В 1950-х — 1960-х годах учение о морфоструктурах получило развитие в работах Ю. А. Мещерякова, Н. А. Флоренсова, А. А. Асеева и других исследователей. Они разработали классификацию морфоструктур по масштабу, возрасту и генезису, а также установили связь между тектоническими движениями и формами рельефа.

Классификация морфоструктур

Морфоструктуры классифицируются по нескольким признакам: масштабу, происхождению, возрасту и положению в рельефе.

По масштабу

Выделяют три основных иерархических уровня морфоструктур:

• Планетарные — крупнейшие формы рельефа, сопоставимые с размерами материков и океанических впадин. К ним относятся континентальные выступы, океанические впадины, срединно-океанические хребты, зоны перехода от материков к океану. Их формирование связано с глобальными тектоническими процессами, такими как движение литосферных плит.
• Региональные — формы рельефа, занимающие обширные территории (сотни и тысячи километров). Примеры: горные системы (Урал, Кавказ, Гималаи), равнины (Восточно-Европейская, Западно-Сибирская), плоскогорья (Среднесибирское), крупные впадины (Прикаспийская низменность).
• Локальные — относительно небольшие формы (десятки — первые сотни километров), непосредственно связанные с конкретными геологическими структурами: антиклинали, синклинали, купола, грабены, горсты. Примеры: Валдайская возвышенность, хребет Черского, Кузнецкая котловина.

По происхождению

По генезису морфоструктуры делятся на:

• Тектонические — созданные преимущественно тектоническими движениями. Подразделяются на платформенные (равнины, щиты, плиты) и геосинклинальные (складчатые горы, межгорные впадины). Внутри этой группы выделяют также рифтогенные структуры (рифтовые долины, континентальные рифты).
• Вулканические — образованные вулканической деятельностью: вулканические конусы, лавовые плато, кальдеры, вулканические хребты. Примеры: Камчатка, Исландия, Гавайские острова.
• Сейсмические — возникшие в результате землетрясений: сейсмотектонические уступы, обвальные и оползневые формы.
• Смешанные — сочетающие действие нескольких эндогенных процессов.

По возрасту

Различают:

• Древние (палеоморфоструктуры) — сформированные в докембрии или палеозое и сохранившиеся в виде останцов или погребённых форм. Пример: щиты древних платформ (Балтийский, Алданский).
• Молодые (неоморфоструктуры) — образованные в кайнозое, особенно в неоген-четвертичное время. К ним относятся альпийские горные системы (Альпы, Кавказ, Гималаи), рифтовые зоны (Восточно-Африканский рифт), активные вулканические пояса.

Устройство и характеристика

Морфоструктура представляет собой сложную иерархическую систему, в которой каждый элемент имеет определённые морфометрические параметры (высота, ширина, протяжённость, крутизна склонов) и геологическое строение. Основными компонентами морфоструктуры являются:

• Тектонический блок — участок земной коры, ограниченный разломами и испытывающий определённый тип вертикальных или горизонтальных движений (поднятие, опускание, сдвиг).
• Складчатая структура — антиклинальные и синклинальные складки, образующие горные хребты и межгорные впадины.
• Разрывное нарушение — разломы, сбросы, взбросы, надвиги, которые контролируют границы морфоструктур и формируют уступы, грабены, горсты.
• Магматическое тело — интрузивные (батолиты, лакколиты, штоки) и эффузивные (лавовые покровы, вулканические конусы) образования, создающие специфические формы рельефа.

Морфоструктуры обладают свойством унаследованности: многие современные формы рельефа наследуют древние тектонические структуры. Например, Уральские горы, возникшие в палеозое, в неоген-четвертичное время испытали обновление поднятий, что привело к формированию современного горного рельефа. Это явление называется тектонической активизацией.

Применение и значение

Изучение морфоструктур имеет важное научное и прикладное значение:

• Геологическое картирование и прогнозирование полезных ископаемых. Морфоструктурный анализ позволяет выявлять зоны разломов, складчатые структуры и магматические тела, с которыми связаны месторождения рудных и нерудных полезных ископаемых (нефть, газ, золото, алмазы, уголь). Например, в Западной Сибири нефтегазоносные структуры часто приурочены к крупным антиклинальным поднятиям.
• Инженерная геология и строительство. Оценка тектонической активности и устойчивости морфоструктур необходима при проектировании гидротехнических сооружений, мостов, тоннелей, атомных электростанций. Особенно важно учитывать сейсмическую опасность в зонах активных разломов.
• Геоморфологическое районирование. Морфоструктуры служат основой для выделения крупных геоморфологических областей и провинций. Например, на территории России выделяют Восточно-Европейскую равнину (платформенная морфоструктура), Уральскую горную страну (складчато-глыбовая морфоструктура), Западно-Сибирскую равнину (молодая платформа), Среднесибирское плоскогорье (древняя платформа с трапповым магматизмом).
• Палеогеография и палеоклиматология. Реконструкция древних морфоструктур позволяет восстанавливать историю развития рельефа, изменения климата и уровня океана.
• Экология и природопользование. Морфоструктуры определяют ландшафтную структуру, особенности водного режима, распределение почв и растительности. Например, горные хребты создают барьерный эффект для влажных воздушных масс, формируя зоны повышенного увлажнения на наветренных склонах и аридные условия в подветренных котловинах.

Примеры морфоструктур

Платформенные равнины

• Восточно-Европейская равнина — одна из крупнейших равнин мира, расположенная на древней Восточно-Европейской платформе. Её морфоструктура включает Балтийский щит (выходы кристаллических пород), Русскую плиту (осадочный чехол) и ряд крупных возвышенностей (Среднерусская, Валдайская, Приволжская) и низменностей (Окско-Донская, Прикаспийская).
• Западно-Сибирская равнина — молодая платформа (эпигерцинская), сформировавшаяся на мезозойско-кайнозойском осадочном чехле. Отличается плоским, слаборасчленённым рельефом с обширными болотами и речными долинами.

Складчатые горы

• Кавказские горы — молодые альпийские складчатые горы, сформированные в кайнозое в результате столкновения Аравийской и Евразийской литосферных плит. Морфоструктура включает Главный Кавказский хребет, Боковой хребет, Закавказское нагорье, Куринскую и Рионскую впадины.
• Уральские горы — древние герцинские складчатые горы, испытавшие вторичное поднятие в неогене. Морфоструктура представлена системой параллельных хребтов (Уралтау, Кваркуш, Басеги) и межгорных понижений.

Срединно-океанические хребты

• Срединно-Атлантический хребет — крупнейшая планетарная морфоструктура, протянувшаяся вдоль Атлантического океана. Представляет собой зону спрединга (раздвижения) океанической коры, где формируется новая литосфера. Характеризуется рифтовой долиной, гребневыми хребтами и трансформными разломами.

Интересные факты

• Морфоструктуры могут быть погребёнными под толщей более молодых отложений. Такие формы называются погребёнными морфоструктурами и обнаруживаются с помощью геофизических методов (сейсморазведка, гравиразведка, магниторазведка).
• В зонах активных разломов морфоструктуры могут испытывать современные движения со скоростью до нескольких сантиметров в год. Например, в районе Байкальской рифтовой зоны скорость поднятия хребтов достигает 1–2 мм/год.
• Крупнейшей морфоструктурой Земли является Тихоокеанское вулканическое огненное кольцо — зона активного вулканизма и землетрясений, протянувшаяся вдоль побережий Тихого океана.
• На Марсе и других планетах земной группы также выделяют морфоструктуры, например, вулканические горы (Олимп — высочайший вулкан в Солнечной системе) и рифтовые долины (долина Маринер).

Критика и дискуссии

В научной среде существуют разногласия по поводу границ между морфоструктурами и морфоскульптурами, особенно в условиях, когда экзогенные процессы существенно перерабатывают первичный тектонический рельеф. Некоторые исследователи предлагают отказаться от жёсткого разделения, рассматривая рельеф как результат взаимодействия эндогенных и экзогенных факторов. Кроме того, остаётся дискуссионным вопрос о выделении морфоструктур на океаническом дне, где тектонические процессы отличаются от континентальных. Тем не менее, концепция морфоструктур остаётся одним из фундаментальных понятий современной геоморфологии.

Источники

• Герасимов И. П. Основные черты строения рельефа земной поверхности. — М.: Изд-во АН СССР, 1946.
• Мещеряков Ю. А. Структурная геоморфология равнинных стран. — М.: Наука, 1965.
• Флоренсов Н. А. Морфоструктуры и морфоскульптуры. — Новосибирск: Наука, 1978.
• Асеев А. А. Геоморфология России. — М.: Географический факультет МГУ, 2010.
• Леонтьев О. К., Рычагов Г. И. Общая геоморфология. — М.: Высшая школа, 1988.