Процесс образования гор
Земная кора не монолитна, и горообразование — прямое доказательство её «нервного» характера. Эти процессы запускаются тектоникой литосферных плит — результат их столкновения, раздвижения или вертикальных подвижек . Забудьте про сказки о «дыхании Земли»: здесь работают гигантские силы сжатия или растяжения, измеряемые миллионами лет. Формирование рельефа — это всегда противостояние: тектонические процессы строят хребты, а эрозия их тут же начинает точить, вырезая пики и каньоны . Без этого тандема горы выглядели бы иначе — менее острыми, но и менее драматичными.
Когда говорят о горах, чаще всего подразумевают коллизию — лобовое столкновение континентальных плит. Процесс это медленный, но разрушительный на дистанции. Скажем, Индийская и Евразийская плиты встретились около 50 миллионов лет назад. Результат? Гималаи, которые до сих пор растут примерно на 5 мм в год . Там кора не просто мнется в складки — она расслаивается, образуя гигантские надвиги (шарьяжи), когда одни блоки пород наползают на другие. Геологи называют это зоной континентальной коллизии, и Альпийско-Гималайский пояс — самый яркий тому пример, протянувшийся от Гибралтара до Юго-Восточной Азии .
Хотя коллизия популярна в новостях, есть и другие механизмы:
- Дивергентные границы (рифтогенез): Там, где плиты разъезжаются, корка истончается. Формируются рифтовые долины, а по краям — горсты (приподнятые блоки). Типичный пример — хребты Восточной Африки.
- Вулканизм: Магма не всегда прорывается наружу в чистом виде. Иногда она застывает на глубине и поднимает поверхность куполом. Но классика — это стратовулканы, наращивающие конус из лавы и пепла. Фудзияма и Килиманджаро — не просто горы, а застывшие гигантские «свечи», каждая — продукт десятков извержений .
Сейсмологи и геодезисты сегодня фиксируют движения с точностью до миллиметра, используя GPS-станции и лазерную локацию спутников . Но парадокс горообразования в том, что пока мы меряем миллиметры в год, эрозия не дремлет. Тот же Маттерхорн в Альпах обязан своей острой формой не столько сжатию плит, сколько ледникам и ветру, годами стачивавшим «мягкие» породы . Вот вам и ответ: строит недра, а формирует облик — погода.
Теоретические основы формирования горных массивов
Горы редко стоят в одиночку — это вам не одинокий вулкан посреди поля. Обычно они сбиваются в компании: хребты, нагорья, межгорные впадины — всё это элементы единой горной системы, объединённой общим происхождением и морфологическим родством . Но если копнуть глубже, то окажется: горообразование — штука коварная, и процессы эти не всегда завязаны на границах плит. Геологи, например, выделяют внутриплитную тектонику. Звучит скучно? А вы посмотрите на результат. Центральноазиатский горный пояс, куда входят Тянь-Шань, Памир, Алтай и Саяны, сформировался именно так — далеко от стыков плит, но под действием регионального сжатия. Оно передалось от коллизии Индостана с Евразией, словно удар, прокатившийся на тысячи километров .
Но не всё так однозначно. Есть ещё один механизм — мантийные плюмы. Огромные пузыри горячей породы поднимаются из недр, вспучивают кору, и на поверхность выползают массивы вроде Ахаггара в Сахаре или Тибести. Плюмовая тектоника — отличное напоминание: движуха в земной коре начинается не только сверху, от трения плит, но и снизу, из раскалённой мантии . Забавно, но даже землетрясения с магнитудой до 6–7 фиксируют внутри плит — например, Чуйское на Алтае в 2003 году. Так что не такие уж эти плиты монолитные, как кажется .
Классификация горных систем
Разобрать горы по полочкам пытались давно. Один из подходов — делить по структуре и способу рождения. Самый ходовой вариант в учебниках:
- Складчатые (fold mountains). Возникают при лобовом ударе плит, когда слои пород мнутся в гармошку. Классика — Альпы, Гималаи и Аппалачи. Правда, у последних возраст почтенный, они пережили уже не одну эрозийную обработку .
- Глыбовые (fault-block). Здесь кора не мнётся, а ломается на куски. Один блок взлетает вверх по разлому, другой проседает. Типичные хребты — Сьерра-Невада в Калифорнии или Тетонс в Вайоминге .
- Вулканические. Конус из лавы, пепла и туфов. Фудзияма, Килиманджаро, Сент-Хеленс — это всё они. Кстати, вулканические горы часто «садятся» на чужой фундамент, будь то молодая складчатость, как на Армянском нагорье, или древняя платформа, как в Африке .
- Эрозионные (или денудационные). Самый циничный тип: горы тут появляются от того, что реки и ветер выели всё лишнее. Остаётся высокий плоский массив, порезанный каньонами. Плато Колорадо — яркая иллюстрация .
Впрочем, в чистом виде эти типы встречаются редко. Урал, например, — складчато-глыбовый гибрид. Изначально он смялся в складки, а потом его разломало блоками. То же самое с Аппалачами: их иногда называют «остаточными» (residual mountains), потому что древний складчатый хребет эрозия сточила практически под ноль, и то, что мы видим сейчас — лишь упрямый «скелет» из более твёрдых пород .
Ещё одна неожиданность: Гималаи — несмотря на всю свою молодость и мощь, в рейтингах по длине скромно сидят на восьмом месте (~2500 км) . Их обгоняют Анды, а абсолютный рекордсмен — подводные срединно-океанические хребты. Атлантический, Индийский и другие хребты тянутся на 25 тысяч километров, обогнув планету .
Что касается возраста, то геологи любят хронологию складчатостей. Байкалиды, каледониды, герциниды, киммериды, альпиды — эти пояса отпечатались на карте мира конкретными горными цепями. Средиземноморский пояс выдал Альпы, Карпаты, Кавказ и Гималаи. Тихоокеанский пояс породил Кордильеры и Анды. А на месте Урало-Монгольского пояса сегодня торчат Уральские горы, Алтай и Тянь-Шань . Так что у каждой горы есть не только форма, но и паспорт с датой «рождения» — геологическим периодом.
Особенности глыбовых гор
Глыбовые горы — это не юные складчатые гиганты вроде Гималаев, а скорее «ветераны» геологической сцены. Образуются они там, где земная кора, полностью утратив пластичность, ломается под новым тектоническим ударом . Сбросовые (нормальные) разломы дробят древний, когда-то выровненный денудацией фундамент на отдельные блоки . Одни из них взлетают вверх — это горсты, другие проседают вниз — грабены .
Внешность у них соответствующая: угловатые, массивные хребты с крутыми склонами и плоскими вершинами. В отличие от складчатых «гофр», здесь рельеф слабо расчленён, а межгорные впадины имеют форму тектонических долин . Хрестоматийный пример — область Бассейнов и Хребтов на западе США. Там кора растянулась, истончилась и раскололась более чем на 400 отдельных глыб, создав знаменитый ландшафт «апельсиновой корки» . Европейцам ближе география Шотландии или Германии — горы Гарц, например, классический горст, окружённый сбросами .
Но есть нюанс: в чистом виде глыбовые горы встречаются редко. Обычно мы имеем дело с гибридом, где блоковая тектоника наслаивается на древнюю складчатость. И тут мы плавно переходим к следующему типу.
Характеристика складчато‑глыбовых гор
Это самый массовый тип на планете, и появляется он в результате повторного горообразования. Сначала была эпоха складчатости (например, герцинская или каледонская), потом долгий период покоя и разрушения — когда горы почти сравнялись с землей. И вдруг новый тектонический цикл. Но кора уже затвердела, она не хочет мяться в складки. Её проще сломать. В итоге древние складки разбиваются на глыбы, которые начинают двигаться вертикально .
Такие горы сочетают признаки обоих родителей. От складчатости им достаётся сложное внутреннее строение (чередование пород разного возраста). От глыбовых — ступенчатые склоны, перепады высот и чёткий контраст между поднявшимися хребтами и опустившимися впадинами. Типичный представитель — Уральские горы. Изначально они смялись в складки, а позже были разломаны на блоки . Сюда же относят Тянь-Шань, Алтай и Саяны — хребты Саяно-Алтайской области, где сглаженная поверхность подверглась деформации, сопровождающейся разломами .
Географы называют это «возрождёнными горами» (rejuvenated mountains). И это точный термин: старые структуры обрели вторую жизнь и новую высоту, не поменяв при этом своего геологического паспорта .
Примеры горных систем и их геологическая природа
Чтобы понять, как работают теоретические выкладки, нужно посмотреть на конкретные горы. И лучший полигон для этого — Гималаи. Самая высокая горная система планеты (площадь — около 650 тысяч квадратных километров) протянулась дугой почти на 2500 километров, захватив территории Китая, Пакистана, Индии, Непала и Бутана . Это не просто стена снега и камня — это гигантский геологический каток, который до сих пор движется.
Гималаи: тип и особенности горной системы
Тип у Гималаев классический — складчато-покровные (или молодые складчатые) горы . Но формулировка «складчатые» здесь лукаво проста. Представьте: примерно 50–70 миллионов лет назад Индостанская плита, отколовшись от Гондваны и пролетев со скоростью до 20 см в год (по меркам геологии это гоночный болид!), врезалась в Евразию . Океан Тетис, который их разделял, захлопнулся. Но легкая континентальная кора отказалась нырять в мантию, как это делает океаническая. Вместо этого она смялась. Не просто в складку, как лист бумаги, а пошла сложной системой надвигов (шарьяжей), когда одни гигантские пластины пород наползают на другие, расслаиваясь и наслаиваясь друг на друга .
Внутренности у этих гор — настоящая геологическая лазанья. Авторы научных работ выделяют там целый набор зон:
- Предгималаи (Сивалик). Самые молодые, внешние холмы, сложенные породами, смытыми с растущих вершин.
- Малые Гималаи. Средняя ступень, где уже полно метаморфических сланцев.
- Большие Гималаи. Высочайший блок, где температура и давление превратили осадочные породы в гнейсы и граниты .
- Тибетские Гималаи (Тетис). Самый северный кусок, где вдруг находят окаменелости морских животных — прямое доказательство того, что тут было дно древнего океана .
Кстати, о фауне. Когда в 1953 году сэра Эдмунда Хиллари и Тенцинга Норгея спросили о важнейшей находке на Эвересте (8848 метров), они ответили не про флаг, а про окаменевшие раковины. Вершина Джомолунгмы сложена ордовикскими известняками — это бывшее дно океана возрастом около 450 миллионов лет . То есть вы идете на высоту 8 км, а под ногами — тот самый плитняк, который когда-то лежал на мелководье. Парадокс.
И самое прагматичное следствие этой бойни. Гималаи не закончили драться. Индийская плита продолжает вгрызаться в Евразию со скоростью около 5 см в год . Из-за этого горы растут примерно на 5 мм в год, а земная кора под ними достигла максимальной на планете толщины — до 75 км (при средней 35–45 км) . Отсюда и убийственная сейсмика: всё, что зажато так сильно, рано или поздно ломается с землетрясениями. Так что карта Альпийско-Гималайского пояса — это не просто раздел географии, это инструкция по выживанию для строителей и сейсмологов.
Большой Водораздельный хребет в контексте типов горных образований
Типологически Большой Водораздельный хребет — это классический пример возрождённых (epierogenic) или цокольных гор. Забудьте про молодые складчатые гиганты вроде Анд. Здесь история иная: мощное сводовое поднятие, случившееся в неоген-антропогене (всего 5–2 млн лет назад), вздыбило древний фундамент . Тот самый фундамент, который денудация (ветер и вода) почти сравняла с землей ещё в палеозойскую эру. Причем поднятие было настолько энергичным, что перехватило древние речные системы: потоки, текшие строго на запад, попали в ловушку и развернулись, углубив каньоны вдоль восточных склонов . Словом, вместо классической гармошки (складок) тут гигантский блок коры, приподнятый с разломами по краям.
Сложен этот блок породами знатными по возрасту — каледонские и герцинские структуры с гранитными интрузиями, известняками и гнейсами . Северная часть хребта (до 28° ю.ш.) широкая и сравнительно низкая — до 650 км в поперечнике, эдакое нагорье с плоскими вершинами и продольными котловинами . А вот южная часть совсем иная: монолитная и высокая. Здесь расположились Австралийские Альпы с горой Косцюшко (2228 метров) — самой высокой точкой континента, сложенной относительно молодыми гранитами и палеозойскими метаморфическими породами . Кстати, геологи связывают образование этих альпийских вершин с активизацией сбросов, которые потом отделили и остров Тасманию от материка .
В отличие от «живых» и сейсмически активных Анд, этот хребет спокоен. Но экономически он — настоящая кладовая. Западные склоны хранят бурый и каменный уголь (бассейн Ньюкасла), полиметаллы, золото и медь . Да и нефть с газом в Сиднейско-Боуэнском прогибе никуда не делись . Вот такая прагматичная география: старые, сильно разрушенные горы часто оказываются богаче рудами, чем их юные соседи.
Геологические черты Анд
А вот Анды — полная противоположность австралийскому хребту. Это эталон молодых складчатых гор, принадлежащих к Тихоокеанскому «огненному кольцу». Они начали формироваться в меловом периоде, но основной акт драмы пришелся на альпийскую складчатость (50–10 млн лет назад) и продолжается до сих пор . С точки зрения тектоники, Анды — гигантский аккреционный клин, выжатый при субдукции плиты Наска под Южно-Американскую плиту. Океаническая кора уходит в мантию, а континентальная края сминается, вспарывается разломами и интенсивно поливается магмой .
Черты их определяются этим вечным давлением. Перечислим главные:
- Длина и высота: Тянутся на 8900–9000 км . Это мировой рекорд для сухопутных хребтов. Высочайшая точка — Аконкагуа (6960 метров). Высочайший вулкан — Охос-дель-Саладо (~6893 м) .
- Вулканизм и сейсмика: Анды делятся на три вулканические зоны. Извержения здесь — не редкость, а норма жизни. Достаточно вспомнить катастрофу 1932 года, когда за одну ночь проснулось 25 вулканов на 800-километровом фронте . Землетрясения чудовищной силы (Чили, 1960 год — магнитуда 9,5) — прямое следствие погружения плиты .
- Асимметрия и строение: Есть четкое деление на Западную, Центральную и Восточную Кордильеры. Между ними зажаты высокогорные плато (пуна) и впадины, где лежит знаменитое озеро Титикака .
Парадокс Анд в их полезных ископаемых. Активный вулканизм и гидротермальные растворы создали уникальный «оловянно-медный пояс», где медь, серебро, олово и селитра лежат просто гигантскими залежами . Но это же делает жизнь местных горняков и строителей экстремальной: ты сидишь на золотой жиле, а под ногами трясет каждые 5 лет .
