Сайтът все още се разработва и може да има грешки и неточности. Ако забележиш такава, пиши ни на ninelibera@gmail.com.

Външни сили и релеф

Край Мелник се издигат стотици остри кули и пирамиди от пясък и чакъл, високи десетки метри. Никой не ги е строил – издълбал ги е дъждът. Всеки порой отмива малко пясък, а там, където отгоре има по-твърд камък, той пази пирамидата като шапка. Едни и същи капки вода, лед и вятър са оформили и Белоградчишките скали, и пещерите, и плажовете ни. Как работят тези бавни, но неуморни скулптори?

1. Вътрешни и външни сили

Релефът се оформя от две противоположни групи сили. идват от топлината в недрата: те движат плочите, издигат планините и предизвикват и (виж урока Тектоника на плочите). се захранват от Слънцето и от земното притегляне: Слънцето изпарява водата и движи въздуха, а гравитацията сваля водата, леда и скалните късове надолу по склоновете.

О

Външни сили

Действат на повърхността и я изравняват: разрушават скалите (изветряне), отнасят материала (ерозия и пренос) и го натрупват в по-ниските места (акумулация). Работят чрез течащата вода, ледниците, подземните води, вятъра, морските вълни и гравитацията.

Ако вътрешните сили спрат, външните за десетки милиони години биха превърнали всяка планина в равнина. Планините съществуват, докато издигането е поне толкова бързо, колкото разрушаването.

2. Изветряне

е разрушаването на скалите на място, без те да бъдат отнасяни. Видовете скали – магмени, седиментни и метаморфни – са описани в урока Строежът на Земята.

  • – скалата се троши, без да се мени съставът ѝ. Водата в пукнатините замръзва и се разширява с около 9%, а денонощните колебания на температурата в пустините разширяват и свиват повърхността. Под скалните стени се трупат сипеи от остри късове.
  • – се променят: разтварят се, окисляват се (желязото ръждясва и оцветява почвата в червено) или се превръщат в глина. То е най-бързо при топъл и влажен климат.
  • Биологично изветряне – корените разширяват пукнатините, а и микроорганизмите отделят .

Пример

Защо по високите части на Рила и Пирин има толкова много сипеи, а в тропическите гори скалите са покрити с дебела червена глина?

  1. Във високите планини водата замръзва и се размразява десетки пъти в годината – физичното изветряне е силно и троши скалите на остри късове.
  2. В горещия и влажен климат химичните реакции са бързи, а водата е много – минералите се превръщат в глина, а желязото се окислява и я оцветява.

3. Ерозия, пренос и натрупване

Изветрелият материал се отнася – това е . Течението, ледът или вятърът го носят (), а щом загубят сила, го оставят – това е . Най-много работа върши течащата вода. Колко бързо трябва да тече тя, за да откъсне едно зърно, показва (1935 г.).

0,0010,010,111010010000,11101001000диаметър на зърната, mmскорост на течението, cm/sЕРОЗИЯПРЕНОСНАТРУПВАНЕглинатиняпясъкчакълвалуниоткъсванеутаяванеНай-лесно сеоткъсва пясъкът(около 0,3 mm).Глината е по-фина,но частиците ѝслепват една вдруга.

Влачи точката или избери зърна и течение. Стойностите са приблизителни.

зърна0,30 mmтечение50 cm/sоткъсва се над18 cm/sутаява се под4 cm/s

течението откъсва и отнася зърната – ерозия

Изненадата е глината: зърната ѝ са най-дребни, но се слепват и течението ги откъсва трудно. Затова пък веднъж вдигната, глината не пада дори в почти неподвижна вода – тя мъти реката чак до морето. Колко бързо пада едно зърно в покойна вода, показва законът на Стокс (виж урока Статика и флуиди).

В горното течение реката е бърза, реже надолу и издълбава тесни V-образни долини. В равнината тя тече бавно, по-скоро подкопава бреговете си и криволичи – образува . По външния бряг на завоя водата е по-бърза и го подмива, а по вътрешния е бавна и трупа пясък. Така завоите растат и пълзят надолу по долината, докато два съседни завоя не се допрат. Тогава реката минава по по-краткия път, а изоставеният завой остава като езеро – .

заливна тераса (дъното на долината)течението →рекастарица

Времето е условно – според реката завоите се местят с от под метър до десетки метри годишно.

коефициент на извитост1,13прекъснати завои0
О

Коефициент на извитост

k=дължина на коритотодължина на долината по праваk = \dfrac{\text{дължина на коритото}}{\text{дължина на долината по права}}. Права река има k=1k = 1; при k≥1,5k \geq 1{,}5 реката се смята за меандрираща.

Където реката излиза от планината в равнината, тя рязко забавя и оставя ветрило от чакъл и пясък – . При вливането в морето или езеро се трупа : реката се разделя на ръкави сред собствените си наноси. Повече за реките ще има в урока „Реки и езера“.

4. Ледници

Където през годината пада повече сняг, отколкото се стопи, той се уплътнява до лед. Щом ледът стане достатъчно дебел, започва бавно да тече надолу – това е . Обикновено ледниците се движат с няколко сантиметра до няколко метра на ден. Днес ледът покрива около 10% от сушата, главно Антарктида и Гренландия.

По време на последния (най-студено е било преди около 20 000 години, а краят му е преди около 11 700 години) нивото на океана е било с около 120 m по-ниско. Ледници е имало и в Рила и Пирин. Те са издълбали – амфитеатрални вдлъбнатини под върховете, в които днес лежат езера като Седемте рилски езера (между около 2100 и 2500 m). Долините им станали , а донесените от леда камъни и пясък са оставили . Под връх Вихрен е запазено малко ледниче – Снежника, едно от най-южните в Европа.

5. Карст и пещери

Варовикът почти не се разтваря в чиста вода. Дъждът обаче поема въглероден диоксид от въздуха и особено от почвата, където корените и микробите го отделят много. Получава се слаба въглеродна киселина (виж Киселини, основи и pH), която бавно разтваря скалата:

Т

Разтваряне на варовика

CaCO3+H2O+CO2⇌Ca2++2HCO3−\mathrm{CaCO_3 + H_2O + CO_2 \rightleftharpoons Ca^{2+} + 2HCO_3^-}. Равновесието се измества надясно (разтваряне) при повече CO2\mathrm{CO_2} и по-ниска температура, и наляво (утаяване) – когато CO2\mathrm{CO_2} излезе от водата.

Така се образува : на повърхността – (кръгли понижения) и понори, в които реките изчезват под земята, а отдолу – . В пещерата въздухът съдържа по-малко CO₂ от почвата. Капката отделя част от газа и излишният калциев карбонат се утаява – отгоре надолу растат , а под тях отдолу нагоре – . Растат много бавно, често от части от милиметъра до няколко милиметра годишно. Равновесието и защо то се измества, е обяснено в урока Химично равновесие.

01002003004005000,010,10110CO₂ във въздуха над водата, %разтворен CaCO₃, mg/Lвъздухпещерапочваповърхността в началотоснижаване за 100 хил. г.: 3,9 m10 m

Плъзгачите: температура, CO₂ в почвения въздух, отток (колко от валежите се просмуква и изтича), време в хиляди години.

дъжд (въздух)58 mg/Lслед почвата212 mg/Lотлага се в пещерата до114 mg/Lснижаване39,3 mm за 1000 г.

В България карстът е широко разпространен – в Стара планина, Предбалкана, Родопите и Пирин. Известни са хиляди пещери. Най-дългата известна е Духлата край Боснек (над 17 km галерии). Посещават се Леденика край Враца, Ягодинската в Родопите и Деветашката край Ловеч с огромния си вход. В Магурата край Белоградчик има праисторически рисунки с прилепов гуано.

6. Вятър и море

Вятърът е силен там, където няма растителност, която да го спре – в пустините и по плажовете. Той издухва ситния материал (дефлация) и с пясъка шлифова скалите като пясъкоструйка. Където отслабне, натрупва – подвижни пясъчни хълмове. У нас крайбрежни дюни има например по Южното Черноморие.

Морските вълни подкопават брега – – и оставят стръмни брегови скали като нос Калиакра. Откъснатият материал течението пренася покрай брега и го трупа в плажове или в тесни пясъчни . Такива ивици пясък отделят някои от крайбрежните езера около Бургас от морето.

СилаЕрозионни формиАкумулативни форми
Течаща водаV-образни долини, каньони, ерозионни браздимеандри, наносни конуси, делти, заливни тераси
Ледницициркуси, U-образни долини, остри върховеморени, ледникови езера зад тях
Подземни води (карст)пещери, въртопи, понори, естествени мостовесталактити, сталагмити, бигор
Вятъриздухване (дефлация), „гъбести“ скалидюни, льос
Морски вълнибрегови скали (клифове), абразионни площадкиплажове, пясъчни коси

7. Тренажор

✅ Решени: 0🔥 Серия: 0🏆 Рекорд: 0
0,2 mm/год., 500 год.0{,}2\ \mathrm{mm/год.},\ 500\ \text{год.}

С колко сантиметра нараства сталактитът?

8. Външните сили около нас

0 / 4

🧊 Спукана бутилка

При замръзване водата се разширява с около 9%. Колко cm³ лед се получават от 500 cm³ вода в пукнатина на скала?

🏞️ Колко криволичи реката?

Коритото на река в равнината е дълго 42 km, а долината ѝ по права линия – 24 km. Колко е коефициентът на извитост? Меандрира ли реката (k ≥ 1,5)?

🦇 Метър сталактит

Сталактит нараства средно с 0,13 mm годишно. За колко години ще стане дълъг 1 m?

🪨 Изчезващото плато

През варовиково плато годишно изтича 0,6 m вода (600 литра на m²), която носи разтворени 200 mg/L калциев карбонат. Колко грама варовик на m² изнася водата годишно? С колко mm за 1000 години се снижава платото (плътност на варовика 2,7 g/cm³)?

Зелено – решена сам(а), жълто – с решението. Десетичните числа може да пишеш със запетая.

9. ⚠️ Чести грешки

Изветряне и ерозия

✗ Изветрянето отнася скалите надолу по склона.

✓ Изветрянето само ги разрушава на място; отнасянето е ерозия.

Глината

✗ Колкото по-дребно е зърното, толкова по-лесно водата го откъсва.

✓ Глината се слепва и се откъсва трудно; най-лесно се откъсва пясъкът около 0,3 mm.

Меандрите

✗ Реката подмива вътрешния бряг на завоя.

✓ Подмива се външният бряг, където водата е най-бърза; на вътрешния се трупа пясък.

Ледниковите долини

✗ Реките дълбаят U-образни долини.

✓ Реките дълбаят V-образни долини; U-образните са дело на ледниците.

Сталактити и сталагмити

✗ Сталагмитите висят от тавана.

✓ Сталактитите висят от тавана, сталагмитите растат от пода.

Студената вода

✗ Топлата вода разтваря варовика по-бързо.

✓ Студената вода поема повече CO2\displaystyle \mathrm{CO_2} и в равновесие разтваря повече варовик.

10. 🎯 Бърз тест

1 / 8
✓ 0

Кои сили създават планините и кои ги разрушават?

11. 📝 Задачи за упражнение

0 / 0

Ниво А· Областен кръг

Дробите – като 3/2, десетичните – със запетая.

Дробите – като 3/2, десетичните – със запетая.

Дробите – като 3/2, десетичните – със запетая.

Ниво В· Национален кръг

Дробите – като 3/2, десетичните – със запетая.

Дробите – като 3/2, десетичните – със запетая.

Дробите – като 3/2, десетичните – със запетая.

Ниво С· Международна олимпиада

Дробите – като 3/2, десетичните – със запетая.

Дробите – като 3/2, десетичните – със запетая.

Дробите – като 3/2, десетичните – със запетая.

12. Обобщение

  • ✓ Вътрешните сили издигат релефа, външните (вода, лед, вятър, вълни, гравитация) го изравняват
  • ✓ Изветрянето е физично, химично и биологично; ерозията отнася материала, акумулацията го натрупва
  • ✓ Кривата на Хюлстрьом: най-лесно се откъсва пясъкът; глината се откъсва трудно, но почти не се утаява
  • ✓ Реките дълбаят V-образни долини, в равнините меандрират и оставят старици, наносни конуси и делти; k=Lкорито/Lдолинаk = L_{\text{корито}} / L_{\text{долина}}
  • ✓ Ледниците оставят циркуси, U-образни долини и морени – в Рила и Пирин от последния ледников период
  • ✓ Карст: CaCO3+H2O+CO2⇌Ca2++2HCO3−\mathrm{CaCO_3 + H_2O + CO_2 \rightleftharpoons Ca^{2+} + 2HCO_3^-} – пещери, въртопи, сталактити и сталагмити
  • ✓ Вятърът трупа дюни, морето руши брега (абразия) и трупа плажове и пясъчни коси

💡 Интересен факт

Сталагмитите са едни от най-точните „дневници“ на климата. Слой по слой те пазят следи от състава на дъждовната вода, а възрастта им се определя по разпада на урана с точност до около процент – за слой на 100 000 години това е грешка от на хиляда години или по-малко. По сталагмити от пещери в Китай, Европа и Близкия изток учените възстановяват кога и колко бързо са настъпвали ледниковите периоди и мусоните.