Скульптуры земной поверхности - Николай Александрович Флоренсов

В нем на каждом шагу переплетаются выпуклые и вогнутые формы, и мы встречаемся со все новыми сочетаниями симметричного и диссимметричного, причем как прежде приобретенного, так и вновь образуемого. Но подобная картина возникла еще на заре истории Земли и при всех непрерывно идущих изменениях, вносимых знакомыми нам разнообразными «скульпторами» земной поверхности, сохраняется в течение огромных промежутков времени. Сохраняется, несмотря на то что все выпуклые формы рельефа, находясь в поле силы тяжести, независимо от своих размеров стремятся расплыться, растечься, стать полулинзой, все более уплощающейся с тенденцией превратиться в конце концов в горизонтальную пластообразную форму. Такая постоянная тенденция реализуется через гравитационное сползание, ссыпание, скольжение, обрушение, смыв, сдувание (дефляцию), действующие на любых склонах, медленно, неравномерно, но практически постоянно «обдирая» и все глубже разрушая выходы коренных пород на поверхность. Конечно, все это происходит под влиянием постоянно действующего гравитационного поля, а «набор» работающих поверхностных сил зависит от климата. В холодных высоких широтах уплощение форм рельефа задерживается сезонным, а то и многолетним промерзанием, а в тропических — кое-где особым, так называемым латеритным, выветриванием, ведущим к образованию твердой железистой корки, своего рода панциря, предохраняющего нижележащие породи от дальнейшего разрушения.

Мы видим, таким образом, что оба — симметричное и диссимметричное — начала в формах денудационного и аккумулятивного рельефа связаны с соответствующими началами, заключенными в самом поле силы тяжести. Статически это поле в любой точке земного пространства соответствует второй группе предельных точечных групп симметрии, примером которой служит покоящийся конус. Но в явлениях природы господствуют не статические, а динамические и статистические элементы симметрии; свойственные и Земле как планете, и другим планетам, вообще всем небесным телам.

Если рельеф земной поверхности при любой степени своей сложности и расчлененности стремится к уплощению, то почему же мы не видим на Земле этой всеобщей уплощенности, хотя времени для этого, казалось, было более чем достаточно — десятки и сотни миллионов лет? Потому что Земля не мертвое, а активно живущее небесное тело, потому что существует постоянный обмет энергией — массой между поверхностью и недрами плане ты. Этот обмен, как мы видели, воплощается в разнообразных эндо- и экзогенных явлениях с их общими и частными противоречиями, с их подъемами и спадами, не затихавшими в течение всей геологической истории. А в то же время гравитационное поле Земли как постоянна действующий и крайне медленно меняющийся по скорости потенциалу физический фактор стремится к выравниванию любых (внутренних и внешних) геосферных границ, к разрушению всех частных элементов их симметрии и диссимметрии с тем, чтобы вывести эти границы на более высокий, глобальный уровень сферической симметрии. Если бы не названные выше помехи, все частные случаи симметрии и представляющие их формы рельефа давно бы слились в «панплен» — во всеобщую равнинную поверхность, совпадающую с поверхностью сфероида. Становится, таким образом, понятным, насколько сложный путь своего развития прошла современная земная поверхность, как сложна, но и увлекательна задача восстановления хотя бы главных его событий.

Не следует, однако, считать, что «школа скульптуры в природе» целиком программирована полем силы тяжести, хотя оно и осуществляет всеобщий контроль за самими «скульпторами» — геоморфологическими процессами. Эти последние подвластны ему не полностью и обладают известным запасом «индивидуальности». Ее источник лучистая энергия Солнца, многие, причем и самые основные жизненные процессы, протекающие нормально даже в условиях невесомости, что продемонстрировали космонавты на самих себе, на поведении животных и растений в космических кораблях. Важно также иметь в виду, что действие каждого геоморфологического процесса ограничено во времени и пространстве рядом условий. Некоторые из них заключены в свойствах самого гравитационного поля. Ведь не только деревья растут вверх, но и горы, и в физических процессах, лежащих в основе этих столь несходных явлений, нет ничего противоестественного. Напротив, формы гор и формы деревьев являются не чем иным, как разным воплощением одного из господствующих в природе типов симметрии, а именно симметрии «ромашки», или радиально-лучевой, которой свойственно бесконечное число плоскостей симметрии, пересекающихся вдоль оси бесконечного порядка, и которая совпадает, а точнее, с необходимостью следует из симметрии поля силы тяжести. Она наиболее ясно проявляется в конической форме вулканов. Над формами невулканических гор, помимо всеобщей симметрии конуса, тяготеют диссимметричные элементы, «творящие» эти горы с помощью разнообразных геоморфологических процессов.

Вне известных или предполагаемых нами ограничений стоят космические явления, в первую очередь падение на Землю гигантских метеоритов, в современную эпоху достоверно не отмеченное, а в геологическом прошлом, как показали новейшие исследования, в том числе — и даже в первую очередь — геоморфологические, происходившее в огромных масштабах. Создаваемые при падении метеоритов ударные кратеры сами по себе обладали высокой степенью симметрии, в чем легко убедиться на примере кратеров Луны и Меркурия.

Динамическая симметрия приливо-отливных явлений, обусловленных тяготением со стороны Луны и Солнца, вызывает соответствующие ей явления в морфологии берегов и прибрежных осадков.

Общепланетарные факторы симметрии создают особую группу явлений, в которых, как и во всех других, проявляют себя и элементы диссимметрии. Здесь на первый план должна быть поставлена сферическая симметрия Земли, о которой уже рассказывалось. Но это, что называется, симметрия недр. Она связана с плотностной дифференциацией вещества планеты и ее движением как целого. Вращение Земли вокруг своей оси имеет в геоморфологии особое значение. Этим вращением, т. е. ротационными силами, создана сплющенность планеты hi полюсах и вздутие по экватору. Сюда же относится весьма распространенное на Земле явление меньшего масштаба — преобладание крутых правых (по течению) бор тов речных долин в северном полушарии и крутых левых — в южном. Замеченное впервые в долинах сибирских рек, текущих в общем с юга на север, это явление рассматривается как следствие вращения Земли, при ко тором угловые скорости достигают максимальной величины на экваторе и затем убывают до нуля на полюсах Нетрудно сообразить, что любая материальная точка в данном случае частица воды, двигаясь по общему уклону долины в меридиональном и близком к нему направлении, перемещается в сторону возрастания либо уменьшения угловых скоростей вращающейся Земли, но в обо их случаях отклоняется в северном полушарии всегда вправо, а в южном — всегда влево. Соответственно рею в северном полушарии наступают на правые склоны своих долин, а в южном полушарии — на левые[3]. В геологии и географии это явление давно известно как закон Бэра-Бабинэ. Он действует постоянно, но к асимметрии долинных склонов приводит тогда, когда какие-нибудь другие силы (например, разное геологическое строение разных склонов) не действуют более эффективно в противоположном направлении. Так как реки и вмещающие их долины, как правило, меняют на отдельных отрезках