Разрушительная работа моря. Общая характеристика.

Разрушающая деятельность моря связана с движением воды, возникающим под воздействием ветра и приливно-отливных течений. Даже при слабом волнении у берегов плещутся волны, непрерывно подтачивающие и разрушающие прибрежные скалы. Во время сильных штормов на берег обрушиваются колоссальные массы воды, образующие всплески высотой в несколько десятков метров. Сила удара таких масс воды способна причинить серьезные разрушения берегу и находящимся на нем сооружениям и постройкам.

Сила прибоя во время шторма выражается величинами порядка нескольких тонн на 1 квадратный метр. В Черном море зарегистрированы удары волн силой в 2, 8 т/м², на побережье Америки измерениями установлена сила прибоя во время шторма в 30 т/м².

Подобные волны разбивают самые крепкие и прочные породы и передвигают на значительное расстояние обломки скал весом во многие десятки и сотни тонн, вызывая изменения в очертаниях берегов. Так, например, в сильную бурю на Черном море в 1931 г. волнами была разрушена излюбленная туристами и фотографами скала «Монах», возвышавшаяся около берега в Симеизе рядом с другой скалой — «Дивой». В том же году штормовыми волнами в Крыму (Симеиз и Кастрополь) были разрушены два каменных двухэтажных дома.

Не меньшее воздействие оказывают на берег повседневные заплески волн, наблюдаемые у берега даже при слабом волнении. В результате почти непрерывного действия волн в основании склона берега возникает так называемая волноприбойная ниша, над которой образуется карниз из нависших над ней пород. При дальнейшем углублении ниши может произойти обвал пород карниза, потерявших устойчивость.

Иногда наблюдается откол от берега моря огромных массивов. Волнами подмывается высокий береговой уступ; от него откалываются пластины высотой в десятки метров и толщиной 10—15 м. Сначала эти пластины медленно сползают к морю, затем обрушиваются и распадаются на отдельные глыбы. Крупные глыбы и обломки пород остаются некоторое время у подножия склона, где набегающие волны полируют их, дробят и окатывают мелкие обломки до состояния гальки. Так у подножия склона формируется площадка, сложенная галькой, а скалистый берег как бы сбривается морем и отодвигается в глубь суши. Эта работа моря получила название абразии.

Скорость отодвигания берега в результате абразии может достигать значительной величины. На побережье Франции местами (п-ов Медок) скорость разрушения берега достигает максимальной величины — 15—35 м/год. На Черноморском побережье Кавказа в районе Сочи берег отступает под действием волн со скоростью до 4 м/год. Волны размыли уже часть Приморского парка и угрожают некоторым зданиям на берегу. Подобное же явление наблюдается в районе Сухуми. Ярким примером сбривания суши морем является о-в Гельголанд в Северном море. Меньше чем за тысячу лет его площадь уменьшилась с 900 км² до 1, 5 км².

Разрушение берегов и прибрежной полосы морского дна происходит под действием нескольких факторов: 1) гидравлического удара волн; 2) ударов многочисленными обломками горных пород, захватываемых сильными волнами; 3) химического воздействия морской воды на горные породы. Разрушительная работа моря называется абразией. Наибольшую абразию испытывают приглубые берега. При сильных штормах сила ударов штормовых океанских волн достигала местами 30—40 т/м2, что нередко влекло за собой разрушение не только берегов, но и набережных, и близко расположенных сооружений.

Гидравлический удар морской волны в периоды штормов проявляет наибольшую силу, в основании крутого скалистого берега. Особенно быстро разрушаются трещиноватые горные породы. Разрушительное действие волн во много раз усиливается при на-

личии в воде обломков горных пород. Совместные удары волн и обломков приводят к образованию в основании берегового склона волноприбойной ниши, над которой горные породы нависают в виде карниза (рис. 11.9). Увеличение ниши ведет к обрушению этого карниза. После обрушения берег вновь представляет собой отвесный обрыв, который называется клифом (нем. «клиф»—обрыв). В дальнейшем процесс повторяется. В итоге береговой обрыв постепенно отступает в сторону суши, оставляя за собой слабо наклонную к морю подводную абразионную террасу, или бенч. Он или целиком состоит из скальных пород, или местами покрывается тонким слоем продуктов разрушения. Обломки горных пород, находясь в постоянном движении, дробятся и окатываются, постепенно превращаясь в гальку, гравий, песок. Именно непрерывным движением и трением достигается хорошая окатанность морских галек.

Между подводной абразионной террасой и береговым обрывом возникает пляж — полоса, покрытая галькой, гравием и более крупными обломками. В ходе развития берега ширина пляжа увеличивается. Часть обломочного материала уносится за пределы абразионной террасы и откладывается в виде подводной осыпи. Это начало образования подводной аккумулятивной террасы. Каждому этапу в развитии берега соответствуют сопряженные абразионная и аккумулятивная подводные террасы (рис. 11.10). При большой ширине этих террас энергия волн, подходящих к подножию отступающего берегового обрыва, понижается, что способствует дальнейшему расширению пляжа.

Быстрота разрушения берегов и скорость их отступания зависят от ряда факторов и прежде всего от состава горных пород, слагающих берега. Скорость срезания колеблется от десятков сантиметров до нескольких метров в год. Показательный пример — быстрая абразия о. Гельголанд в Северном море. Еще в 1072 г. он имел поверхность около 900 км2, а к настоящему времени От него остались узкие полосы площадью около 1, 5 км2, окруженные широкой пологонаклонной абразионной террасой. Особенно легко разрушаются и быстро отступают берега, сложенные рыхлыми несцементированными или слабо сцементированными породами (ледниковыми моренами и др.). Берега, сложенные кристаллическими породами, абрадируются медленно. Различают два основных типа берегов: 1) абразионные, подвергающиеся интенсивному разрушению; 2) аккумулятивные, где происходит накопление обломочного материала. Последние наиболее широко распространены при плоской поверхности дна, покрытой рыхлыми образованиями, и близ устьев рек, выносящих большое количество обломочного материала.

В каждом морском бассейне есть и абразионные и аккумулятивные участки берега, соотношение между которыми зависит от степени расчлененности береговой линии, различий в составе горных пород и простирания структурных элементов. Относительно выровненные берега наблюдаются там, где простирание складчатых структур совпадает с направлением береговой линии, и при однородном составе горных пород. Иная картина — когда береговая линия пересекает складчатые структуры вкрест (поперек) простирания. В этих условиях в береговых обрывах выходят различные горные породы и берег интенсивно разрушается, становится сложно расчлененным, извилистым, возникают мысы, вдающиеся в море, и бухты, врезанные в глубь суши. Примером сложно расчлененного берега является Южный берег Крыма — от Балаклавы до Феодосии, — в пределах которого развиты разнообразные породы — магматические, плотные или слабо сцементированные осадочные с разными условиями залегания. На протяжении 400 км этот берег представляет чередование многочисленных мысов и бухт. Нередко значительная изрезанность берегов связана с затоплением морем субаэрального рельефа суши — речных долин, ледниковых форм и др.

Поперечное и продольное перемещение обломочного материала и образование прибрежных аккумулятивных форм. Поперечное перемещение обломочного материала происходит, когда волна подходит к берегу по нормали. При этом галька и более крупный материал перемещаются к берегу, а песчаные частицы обратным током уносятся вниз по склону. Частицы средних размеров передвигаются вверх и вниз на одинаковое расстояние, т. е. фактически остаются на месте. Такой участок профиля называется нейтральной линией (рис. 11.1.1). По мере дальнейшего напкопления материала глубина моря ниже нейтральной линии изменится и деформация волн будет происходить дальше от берега, чем это было раньше. В результате нейтральная линия переместится в сторону моря. Таким способом поверхность дна постепенно преобразуется, пока не достигнет профиля равновесия. Изменение условий, например опускание земной коры или колебание уровня моря, нарушит равновесие и приведет к возобновлению перемещения обломочного материала до выработки нового профиля равновесия. В результате такого поперечного (по отношению к береговой линии) перемещения наносов при более слабом обратном (в море) потоке в зоне прибоя в пределах пляжа формируется береговой вал.