Глубинная (донная) — разрушение (разъедание) дна русла водотока. Донная эрозия направлена от устья вверх по течению и происходит до достижения дном уровня базиса эрозии. Предельный уровень, до которого любой поток может врезать русло в приустьевом участке долины, называется базисом эрозии. Для каждого потока базисом эрозии является уровень, на котором расположено его устье. Уровень Мирового океана называется абсолютным базисом эрозии. Базисы эрозии, расположенные выше уровня океана (озера, бессточные котловины, реки по отношению к их притокам и пр.), называются местными базисами эрозии. Местные базисы эрозии могут быть и ниже уровня океана (для рек, впадающих, например, в Каспийское или Мертвое море). Вообще говоря, местным базисом эрозии является любой участок русла по отношению к расположенной выше части реки. Понижение базиса эрозии меняет скоростной режим потока и нарушает равновесие между эрозией и аккумуляцией. Увеличивается уклон русла, скорость течения возрастает, становится размывающей, но количество воды остается прежним. Река начинает углублять русло до тех пор, пока уклон его не станет прежним, соответствующим его многоводности. Отсюда следует, что величина врезания будет примерно равна величине опускания базиса эрозии. Но углубление русла в приустьевом участке неизбежно вызовет увеличение уклона русла непосредственно выше, в соседнем участке. Глубинная эрозия распространяется и туда, и будет продвигаться вверх по реке, против ее течения по закону регрессивной (попятной эрозии). Когда врезание достигнет устья притока реки, оно будет распространяться и по нему, а затем и по всем другим притокам, пока не охватит весь бассейн.
Когда река находится в фазе глубинной эрозии, она имеет характерный ступенчатый продольный профиль, состоящий из трех частей: на участке, примыкающем к базису эрозии, врезание русла закончено, река выработала профиль, соответствующий ее многоводности, на уровне нового базиса эрозии (АВ на рис. 44, в). На участке ВС, расположенном выше по течению, река продолжает усиленно углублять русло. Этот участок падает круто, на нем сосредоточена вся эродирующая работа реки. Выше этого участка врезание еще не начиналось. Это равновесный участок старой долины СИ, но это равновесие временное; врезание русла постепенно распространяется на него, пока не дойдет до истоков реки.
Быстрота врезания зависит от многоводности реки и от прочности размываемых горных пород. Чем многоводнее река, тем быстрее она углубляет долину. Поэтому долины боковых притоков, в которых воды обычно меньше, чем в главной реке, бывают не согласованы по своему высотному положению с долиной главной реки. Если врезание притока значительно отстает от врезания главной реки и не распространяется выше приустьевого участка, его долину называют висячей. Часто вода такого притока низвергается в главную долину водопадом. Если участок врезания бокового притока находится на более или менее значительном расстоянии от устья, говорят о несогласованности боковой долины с главной.
На рыхлых породах (галечниках, песках, илах) даже очень небольшие реки углубляют русло быстро. Труднее, но все же быстро реки врезаются в глинистые сланцы, в чистые мягкие известняки, в рыхлые песчаники, в плохо сцементированные вулканические туфы и т. п. Массивные кристаллические породы (граниты, гнейсы, диабазы и др.) размываютсяочень медленно. Выходы таких пород часто надолго задерживают распространение глубинной эрозии (но отнюдь не останавливают ее).
Если река прорезает толщу чередующихся пород разной прочности, результаты врезания могут быть очень нечеткими. Ю. А. Билибин приводит такой случай: река размывает глинистые сланцы, прорванные тремя диабазовыми дайками. До первой дайки врезание распространилось быстро. На дайке эрозия несколько задержалась, пропилила ее частично и быстро распространилась по мягким сланцам до следующей дайки, одновременно продолжая размывать первую дайку. У второй дайки произошло то же самое: эрозия частично прорезала ее и быстро дошла до третьей дайки. В результате в продольном профиле долины появились три отчетливо выраженные ступени, приуроченные к трем дайкам, тогда как базис эрозии испытал всего одно погружение. Произошло это потому, что прочность даек и вмещающих их глинистых сланцев различна
Когда врезание русла дойдет до истока реки, последний несколько отступит, и долина удлинится за счет водораздела. Если по другую сторону водораздела расположены истоки смежной реки, направленной в противоположную сторону, которая тоже врезает свое русло, водораздельный увал или хребет на участке истоков смежных рек понизится, появится выемка, которая часто используется как перевал. Если же один склон водораздела круче другого или одна река многоводнее и активнее другой, врезание будет неравномерным. Исток более активной реки проникает в бассейн менее активной, перехватит ее и направит часть ее вод в свою долину. Этот процесс носит название речного перехвата. На месте соединения двух смежных рек в рельефе возникает сквозная долина, прорезающая старый водораздельный хребет. В пределах такой долины новый водораздел обычно представлен или заболоченным участком, или системой мелких озер, образованных за счет старого русла рек. Сквозные долины часто встречаются во всех горных районах, где ими пользуются как наиболее удобными и доступными перевалами.
При наблюдении за работой рек, имеющих общий водораздел, выявляются следующие особенности:
1) интенсивнее врезается река, долина которой расположена на более низком гипсометрическом уровне;
2) интенсивнее врезается более многоводная река или протекающая по менее устойчивым горным породам;
3) небольшая река, истоки которой находятся близко от базиса эрозии, закончит врезание долины быстрее, чем даже многоводная река, но начинающаяся далеко от базиса эрозии. Например, реки, впадающие в Охотское море и сходящиеся истоками с реками Северного Ледовитого океана (Охота, Урак, Улья и др.), в настоящее время уже прорезали водораздельный хр. Джугджур и интенсивно перехватывают притоки таких крупных и многоводных рек, как Мая и Юдома, впадающих в Алдан. Врезание охотских рек после очередного понижения базиса эрозии проделало путь лишь в несколько сотен километров, а со стороны Северного Ледовитого океана этот путь исчисляется тысячами километров (по рекам Лене и Алдану).
В фазу глубинной эрозии основная работа реки направлена на углубление русла, т. е. на разрушение дна и перенос рыхлого материала, непрерывно поступающего с верховьев и со склонов долины. Поэтому долины рек в результате глубинной эрозии (до расширения) бывают очень узкими — ущелистыми, каньонообразными или клинообразными (У-образными). Боковая эрозия ощутимо проявляется лишь на некоторых участках: если, например, в работе глубинной эрозии произойдет задержка, вызванная выходом в русле реки прочной породы, скопления крупных камней, оползня, перегораживающего русло, или, наконец, горста, перегораживающего долину. Выше таких препятствий река может разработать довольно широкую временную долину, в которую снова начнет врезаться после преодоления препятствия.
Расширение русла на участках врезания рек особенно интенсивно проявляется в излучинах, в устьях притоков, где создаются изогнутые участки русла и др. На таких участках развивается огромная центробежная сила, быстро разрушающая вогнутый берег и расширяющая за счет него долину. Наконец, расширению долины при врезании русла иногда способствует геологическое строение некоторых участков. Например, когда река течет вдоль полого падающего контакта гранита с менее устойчивыми породами или прочных кварцитов с мягкими глинистыми сланцами, работа глубинной эрозии направляется в сторону наименьшего сопротивления. Река размывает менее устойчивые породы, углубляя и отодвигая русло по падению пологого контакта, т. е. одновременно и углубляя, и расширяя долину. Такая разновидность эрозии называется избирательной или скользящей.
В результате перечисленных процессов многие врезающиеся долины имеют четковидную форму: узкие участки чередуются с расширенными. Врезание речных долин может быть вызвано не только явлениями, распространяющимися на значительные пространства, такими как общее погружение базиса эрозии или поднятие целой горной страны, но и незначительными, имеющими чисто местное значение, распространяющимися на одну речную систему или даже на бассейн небольшой речки. Такой причиной может быть поднятие небольшого горста, пересекающего долину в среднем течении реки. Если блок, перегораживающий долину, поднимается медленнее врезания русла, река прорезает его узким ущельем. Такие эпигенетические участки в долинах более древних, чем перегораживающие их горсты, получили название антецедентных (от лат. antecedo — предшествую). Если горст поднимается быстрее врезания русла, он подпруживает реку и иногда оттесняет ее: река, огибая горст, образует излучину (например, Самарская Лука на участке Волги, оттесненном поднятием Жигулей (рис. 47). К числу других местных причин, вызывающих врезание рек, относятся, например, понижение уровня воды в озере, в которое впадает река, спрямление русла в результате прорыва большой излучины, опускание какого-либо участка при землетрясении и другие понижения базиса эрозии.
Литература
1. Гречишникова И.А., Левицкий Е.С. Практические занятия по исторической геологии. М.: Недра, 1979. С. 66-151.
2. Бакиров Э.А., Геология нефти и газа. М., Недра, 1990 г.240с.
3. Короновский Н. В. Общая геология. Москва, с.410.
4. Основы геологии нефти и газа, Чернова О.С., 2008.
5. Бетехтин А.Г. Осадочные горные породы, Систематика и классификации, Примеры описания, 2007.
6. Ананьев В.П., Потапов А.Д. Инженерная геология. 2002.