Водопады и пороги речных долин

Уступы в продольном профиле реки, расположенные попе­рек русла или долины, представляют собой поперечные террасы. Это явление характерно для рек, не достигших профиля равновесия пересекающих породы разной твердости. Механизм деятельности реки удобно рассмотреть на примере Ниагарского водопада Не­большая река Ниагара начинается из озера Эри и впадает в озеро Онтарио. На пути она пересекает выступ твердых известняков образующих крутой уступ. Широкая лента воды падает с высоты 50 метров и с помощью пятящейся эрозии отодвигает уступ со ско­ростью около 2,5 метров в год (рис. 32). Выше водопада река медленно течет в плоской неразработанной долине, ниже уступа она вы­работала узкое ущелье дли­ной более 11 километров. Расчеты показывают, что при сохранении скорости отодви­гания уступа примерно через 10 тысяч лет водопад исчез­нет, река Ниагара выработает профиль равновесия и озеро Эри будет спущено

Описанный пример характеризует водопады ни­агарского типа с большой шириной водного потока. Наиболее высокий (120 метров) и широкий (1800) метров водопад этого типа – Виктория на реке Замбези. Уступ на Замбези и ее притоках образован базальтовыми лавами. Мощная глубинная эрозия, вызванная тектоническим поднятием, сформировала сложную систему плосковершинных крутостенных гор структурных террас.

Очень образно описан водопад Виктория в книге М. Шварцбаха «Великие памятники природы». Особенность состоит в том, что воды Замбези по всей ширине реки обрушиваются в узкое ущелье, словно исчезая в нем… Вода, казалось, уходила в глубь земли, так как другой склон ущелья, в которое они низвергались, находил­ся всего в 80 футах от меня. Мощный поток шириной 1800 метров действительно сжимается здесь ущельем до нескольких десятков метров. Не менее своеобразна и форма каньона ниже водопада: по­чти равнинную местность зигзагообразно прорезают несколько ущелий глубиной около 100 метров. При взгляде издали трудно даже предположить, что река может здесь внезапно исчезнуть в 100-метровой пропасти, если бы белые облака водяной пыли, по­стоянно поднимающиеся из саванны, не указывали на существова­ние большого водопада.

...Непрерывная регрессивная эрозий — обычное явление, на­блюдаемое у очень многих водопадов. Но скачкообразная пятящая­ся эрозия, какую мы установили у реки Замбези, совершенно нео­бычна. Возможна она только в породах, зонально пораженных глу­бокой трещиноватостью. Можно предположить, что Замбези совершила по крайней мере восемь таких "скачков назад". Боль­шой известностью пользуется водопад ниагарского типа на реке Игуасу в Южной Америке высотой 72 метра и общей шириной более 1,2 километра"

Другой тип водопадов — иосемитский отличается большими высотами и узкой лентой воды, падающей каскадами. К этому типу относится самый высокий в мире водопад Анхель в Венесуэле высотой 979 метров. Название типа происходит от водопада в Иосемитской долине Северной Америки.

При благоприятных сочетаниях геологических структур воз­никает система, или линия, водопадов. Например, все реки, текущие со стороны Гвианского нагорья в сторону Амазонской низменнос­ти, образуют водопад. Линия небольших водопадов вытянута вдоль южной части Финского залива, в том числе Нарвский водопад. Многочисленные водопады образуют реки, впадающие в Терек на участке Большого Кавказа, водопадами богаты и другие горные стра­ны. В России наиболее высокий водопад Илья Муромец находится на острове Итуруп в группе Курильских. Многие водопады исполь­зуются в качестве дешевых источников энергии при строитель­стве электростанций, часто это центры международного туризма.

Асимметрия речных долин

В долине почти каждой реки четко выражена разница по крутизне и высоте левого и правого склонов в зависимости от расположения выпуклых и вогнутых частей излучин. Однако существует асимметрия долин и водоразделов, которая сохраня­ется на всем протяжении реки. В реках Северного полушария, текущих в разных направлениях, правый берег крутой и корот­кий, а левый длинный, пологий, с широкой поймой и террасами. Разные авторы предлагают три группы причин, объясняющих асимметрию долин: тектонические, планетарные, экзогенные. Тек­тонические причины проявляются через структуры, особенности литологии пород, характер новейших движений. Асимметрия воз­никает в том случае, если долина заложена по линии сброса, делящего породы разного состава или зоны поднятия и погру­жения (долина реки Енисей). То же самое бывает, если долина заложена в основании крупного моноклинального поднятия (река Волга в области Приволжской возвышенности). Обычна асим­метрия при образовании куэст в моноклинальных структурах и т.д. Эта же причина в равнинных областях объясняет асим­метричность долин, стекающих по общей покатости примерно па­раллельно друг другу (теория А.А. Борзова). В этом случае склон долины, совпадающий с направлением уклона топографической поверхности, будет разрушаться, выполаживаться, а противопо­ложный ему, лишенный влияния грунтовых вод, сохранится бо­лее крутым (рис. 33).

Крутизна правых склонов крупных рек объясняется влияни­ем силы Кориолиса (закон Бэра-Бабинэ): долины Амура, Лены, Оби; в очень малой степени она проявляется на малых реках. Для рек северо-запада Европы большое значение в формировании крутиз­ны правого берега приобретают постоянные западные ветры, прино­сящие осадки. По-видимому, во многих случаях значительную роль играет инсоляция — разница мощности и сроков таяния снега. Склон, обращенный на юг, разрушается быстрее.