地球外力作用
二、地球的外力作用
(一)力的來源 地球的外力主要來自太陽輻射能,以及日月引力能、重力能和生物活動而產生的營力。外力通過大氣、水等所引起的作用,發生於地球的表層,在常溫、常壓下進行,使地球表面發生一系列變化。
1.風化作用 地表或接近地表的岩石,在空氣、水、太陽能和生物的作用和影響下,使岩石產生破壞的過程,稱為風化作用。按性質不同,風化作用可分為三類:(1)物理風化作用,主要指岩石受熱膨脹、冷卻收縮,使岩石產生破裂,天長日久,岩石由大塊變為小塊,小塊變成細粒;(2)化學風化作用,主要指岩石在空氣和水的作用下,產生氧化和分解,例如長石經過風化後形成高嶺土,成為良好的陶瓷原料;(3)生物風化作用,主要指植物根系對岩石產生機械破碎、微生物對岩石的生物化學作用。這三種風化作用並不是孤立進行的,而是相互聯繫、彼此結合,同時同地進行。不
過,在乾旱地區因溫度變化很大,物理風化比較明顯,濕熱地區化學風化和生物風化比較突出。風化作用結果使岩石產生破壞,不僅塊體變小,而且還發生化學變化,形成與原來岩石有很大差別的風化殼,產生疏鬆的碎屑物質,從而為侵蝕作用提供了物質基礎;為塑造地表各種形態提供了有利條件;使土壤的發生成為可能。
2.侵蝕作用 流水、冰川、風力、波浪等對地表岩石及其風化物產生的破壞過程,稱為侵蝕作用。
濕潤地區,流水的作用是塑造地表形態的主要營力。水流速度愈快、水量愈大,侵蝕作用愈強。溝谷、峽谷就是水
流夾帶石塊對地表進行強烈下切侵蝕作用造成的;流水的旁蝕作用,使谷底與河床加寬;在石灰岩地區,在含有二氧化碳的水流沖刷和溶蝕作用下,形成奇特的溶洞、峰林和溶蝕窪地及盆地;黃土高原上的溝谷與塬、梁、峁地形,也是流水侵蝕作用造成的。在高緯度和高山地區,氣候寒冷,冰雪作用成為塑造地表的主要營力。冰川以其巨大機械壓力,以夾帶的石塊為工具對地表或原有谷地進行刨蝕,形成冰斗、角峰和U形冰川谷等地形。乾旱地區,風沙作用顯著,含沙氣流成為塑造地表形態的主要營力。地表岩石通過風沙長期吹蝕,可以形成造型獨特的風蝕磨菇、風蝕柱等地形。波浪對石質海岸衝擊,產生巨大壓力,對海岸起破壞作用,形成海岸懸崖、海蝕岩洞等海蝕地形。
3.搬運作用 風化、侵蝕產物,通過流水、冰川、風、波浪等將物質轉移的過程,稱為搬運作用。
實驗證明,流水推動物體的重量與水流速度的6次方成正比。河床坡度愈大、水流速度愈快,搬運能力愈強。所以山區河流上遊河床上常常堆積著巨大石塊。一定流速搬運一定重量物質,故流水搬運物質具有明顯的選擇性。冰川以自己巨大機械壓力進行搬運,大小石塊一起被帶走,沒有選擇性。風的搬運與風速大小有關,而風速經常發生變化,所以乾旱區風吹沙子時起時落,有時貼近地面滾動,有時跳躍前進。
4.沉積作用 岩石風化和侵蝕後的產物經流水等外力搬運途中,因流速、風速的降低,冰川的融化等等因素的影
響,使被搬運的物質逐漸沉積下來,稱為沉積作用。一般說來,顆粒大、比重大的物質先沉積,顆粒小、比重小的物質後沉積,所以形成的沉積物有礫石、砂、粉砂和粘土等顆粒大小不同現象,稱為沉積物的分選性。這種情況以河流沉積最明顯。冰川搬運物質要待冰川融化時才沉積,所以冰磧物大小不分地混雜在一起;山洪暴發,因水流速度大,泥沙石塊俱下,河流一出山口,流速很快降低,所以沉積的物質也是大小混雜在一起的。
流水攜帶大量泥沙,到了中下游因流速減慢,泥沙大量沉積,在兩岸形成沖積平原,在河口形成扇形沖積平原,稱為三角洲平原。例如,長江、黃河等大河河口都有寬廣的三角洲平原。這裡土層深厚肥沃,地勢平坦,灌溉便利,是富饒的農業區。
乾旱地區,風力吹揚沙塵,當風力減弱,或前進方向遇有障礙物時,沙子便會降落沉積下來,形成沙漠和各種形態的沙丘。沙丘上如果沒有植物生長,在盛行風的吹襲下導致沙丘移動,形成流動性沙丘;如果有植物生長,沙子受到植物保護就不再移動或很少移動,形成固定和半固定沙丘。流動性沙丘危害很大,它能毀壞草地、掩沒農田、破壞村舍和交通。例如,我國內蒙古自治區毛烏素沙漠,250年來至少南侵60公里,不少居民點被迫一再南遷。所以防風固沙是一項改造自然的艱巨任務。
風化、侵蝕、搬運和沉積作用,是相互聯繫的統一過程。風化作用結果,為侵蝕作用提供了有利條件,風化、侵蝕產物又為搬運作用提供了物質來源,而沉積作用則是搬運作用的結果。由侵蝕到沉積,以搬運作為紐帶,把它們聯繫在一起。
5.固結成岩作用 地殼中的岩石,經過物理的、化學的和生物的風化過程和改造,通過侵蝕、搬運又在一定環境下沉積,再經過成岩作用變成岩石,這一過程叫固結成岩作用。例如,沉積岩中的砂岩、頁岩和礫岩等就是這樣形成的。
(三) 風外力作用結果化、侵蝕、搬運和沉積作用,它們各自以自己的作用力對地表進行塑造、修飾、加工和重建。改造原來的地表形態,重建新的地表形態,總的趨勢是,使地表起伏趨向緩和。
三、內力作用與外力作用的相互關係
內力作用
可以形成大陸、海洋,可以形成山嶺和斷陷谷地、窪地,使地球表面起伏加大;外力作用,通過各種外力過程,可削平山嶺、填平窪地,使地表起伏變得緩和,可以修飾由內力作用造成的形態,又可以塑造地表形態,重建新的地表形態,如沖積平原、沙丘等。內蒙古高原由內力作用抬升,又在外力作用下長期侵蝕、剝蝕、夷平,形成起伏平緩的準平原化高原。內力作用與外力作用不能截然分開,例如華北平原沉積物厚度在某些地方達5000多米,這看起來似乎是外力作用的結果,實際上華北平原正是我國東部沉降帶的一部分,如果華北平原地殼不下沉,就不可能有這么厚的沉積物,沉降則是內力作用結果。地球表面形態,正是通過內力作用與外力作用長期矛盾鬥爭中形成和發展起來的。例如,黃山本來是地球深處岩漿侵入到地殼上部而形成的花崗岩侵入體。後來,地殼抬升和覆蓋在上面的岩石被風化侵蝕掉,花崗岩侵入體被暴露在地表。由於黃山花崗節理特別發育,在外力因素長期雕琢下,才形成引人入勝的奇峰怪石。
四、人類活動與地表形態
地球上各種不同的地表形態對人類活動有重要影響,而人類活動又在某種程度上改變著地表形態。
(一)地表形態對人類活動的影響 地表形態對人類活動有其有利的一面,也有其不利的一面。例如,河流兩岸沖積平原、河口三角洲平原、寬廣的山間盆地等等,地勢平坦,水源一般比較充足,交通方便,非常有利於人類開發利用。非洲尼羅河三角洲、西亞兩河流域、南亞恆河平原、我國的渭河谷地等,成為人類文明的搖籃,顯然與當地優越的自然條件有關。但是,山地海拔如果過高,氣候嚴寒,例如南極大陸冰蓋高原,至今還沒有定居人口,更談不上發展生產;乾旱的大沙漠中心,自然環境惡劣;崎嶇不平的山地,對交通建設不利,等等。
(二)人類活動對地表形態的影響 隨著生產力的發展,科學技術的進步,人類活動對地表形態的影響日益擴大,並且可以改造對人類不利的某些地表形態。例如,世界聞名的低地國家荷蘭,有將近一半的土地海拔不到一米,27%在海平面以下。荷蘭人民築壩排水、造田,把海灘變成農田,面積相當於荷蘭全國的1/5。我國古代開挖的南北大運河、蘇北沿海的海塘工程,解放後興建的一系列大型水利工程等,都是人類活動改變地表形態,趨利避害的措施。