На склонах, лишенных растительности, происходит очень сильная эрозия. Растительный же покров длительное время предохраняет поверхность земли от эрозии, поскольку он в значительной мере ослабляет силу падающей и стекающей воды, а корневая система растений как бы скрепляет рыхлые частицы почвы. Неровности земной поверхности под действием выветривания и плоскостного смыва постепенно выравниваются. Материал, снесенный с возвышенностей, поступает в речные долины. Увеличивается водосборный бассейн, формируются новые склоны, возрастает объем переносимого материала и в конечном итоге усиливаются процессы выравнивания суши. Водосборный бассейн понижается со средней скоростью от 1 до 5 м за 30 тыс. лет.
Реки производят большую геологическую работу. Речные воды подмывают и разрушают борта долин, растворяют разнообразные химические соединения, переносят взвешенный материал и откладывают его в пониженных участках, где скорость течения снижается. Объем переносимого материала и размер частиц зависят от полноводности и скорости реки. Мелкие частицы переносятся во взвешенном состоянии, а более крупные обломки (гальки и валуны) — волочением по дну. При волочении и многократном перетаскивании по каменистому дну острые углы обломков сглаживаются, и они превращаются в уплощенную гальку, которая со временем истирается до меньших размеров. Обломки пород, переносимые по дну, перепахивают его, и русло постепенно углубляется.
Любая река состоит из главного русла и питающих его притоков. Она удлиняет, углубляет и расширяет свою долину. Огромную работу проводят реки в горных странах. Особенно впечатляют глубокие долины — каньоны. Грандиозная долина создана рекой Колорадо в США. Это Большой каньон, который имеет глубину в несколько сот метров.
При большом перепаде высот по течению реки в местах выхода твердых пород образуются водопады. Ложе под действием переносимых рекой обломков пород разрушается, и водопад отступает.
Реки, подобно живому организму, стареют. Скорость их течения со временем падает, врезание русла и боковая эрозия прекращаются. То с одной, то с другой стороны русла намываются отмели. Это заставляет реку изгибать русло, т. е. меандрировать. Реки часто покидают излучины, прорывая новые русла, а оставшиеся меандры превращаются в зарастающие старичные озера.
Речные потоки не только производят большую разрушительную работу, но и формируют характерные осадки, называемые аллювием. Обломочный материал различной размерности от крупных галек до глин накапливается в русловых отмелях, на низких поймах и, наконец, в устьях или дельтах рек. Ежегодно реки выносят в моря и океаны огромное количество взвешенного материала. Например, Волга выносит 40 — 50 млн. т, Нил — 125 млн. т, Миссисипи — около 400 млн. т, а Инд — 450 — 500 млн. т взвешенного материала. Значительная часть этой взвеси, которая носит название твердого стока, накапливается в дельтах. Размеры наиболее крупных дельт измеряются десятками и даже сотнями квадратных километров. Например, дельта Миссисипи имеет площадь 150 тыс. км2, Нигера — 40 тыс. км2, Нила— 20 тыс. км2, Лены — 45 тыс. км2.
Сгруженный в дельтах обломочный материал разбивает единый речной поток на множество рукавов, по которым вода достигает бассейна стока. Иногда при повышении уровня моря, наличии в устье реки котловины или далеко уходящего в море каньона вместо дельты в устье реки образуется эстуарий. Эти формы характерны для устьев Оби и Енисея.
Большой объем работы производят подземные, или грунтовые, воды. В природе они встречаются в виде подземных озер и потоков, родников, гейзеров, колодезной воды. Карстовые пещеры в известняковых массивах обязаны своим происхождением одному источнику — подземным водам. Под землей находится почти в 40 раз больше воды, чем во всех озерах, болотах и реках мира. Значительную их долю составляют осадки, поступающие из атмосферы в виде дождя или снега. Растворяя различные химические элементы и соединения, находящиеся в горных породах, вода постепенно минерализуется, а проникая на значительные глубины, нагревается. В областях вулканической активности — в Исландии и на п-ове Камчатка — широко распространены воды, выделяемые в процессе застывания магмы. Эти горячие растворы настолько минерализованные, что из них осаждаются рудные минералы — медь, свинец и цинк. Подземные воды изливаются на поверхность в виде гейзеров или горячих источников.
От чистоты и запасов подземных вод зависит жизнь значительной части населения земного шара. Многие города снабжаются питьевой водой и водой для промышленных целей из подземных источников. Немало ее расходуется и для полива полей. Подсчеты показали, что колодцы и источники дают около 120 млрд. л воды в сутки, что составляет почти 1/5 общего количества воды, используемой человечеством.
Уже в глубокой древности в странах, страдающих от недостатка влаги, люди копали колодцы. Впервые бурение с целью получения воды было применено в Китае и Индии. Ирригационные работы с использованием колодезной воды проводились в Древнем Вавилоне 2000 лет до н. э. Широкое распространение имели артезианские колодцы. Они получили свое название от французской провинции Артуа, где во многих колодцах вода поднималась выше поверхности земли и изливалась вертикально. Самопроизвольное течение воды в артезианском колодце возникает в результате разности гидростатического давления в разных частях водоносного горизонта. Огромные артезианские бассейны находятся на европейской части России и в США.
По трещинам вода быстро проникает вниз. Если породы легко растворяются водой (например, известняки, доломиты, гипсы или каменная соль), то в них наблюдается карст — пещеры, пустоты, воронки и каналы. Это так называемые карстовые формы, а процесс их образования назван карстовым. Слово карст произошло от названия известнякового плато Карст вблизи города Триест на северном побережье Адриатического моря, где наиболее хорошо развит этот своеобразный рельеф. Здесь образуются карры — углубления, напоминающие борозды, небольшие канавы, щели глубиной до 1—2 м. Они протягиваются параллельно друг другу вдоль уклона поверхности. Кроме них, можно выделить ниши и воронки. Последние наиболее многочисленны и имеют разные размеры. Как правило, крутые склоны карстовой воронки оканчиваются уходящим в глубину каналом, куда стекает вода. В ряде мест (например, в районе Крымской яйлы) поверхность как будто бы оспинами покрыта такими воронками. На каждом квадратном километре их насчитывается от 50 до 100. Нередко воронки образуются на наших глазах, при этом падают и ломаются деревья, проваливается земля и на месте опускания вскоре обнаруживается глубокая воронка. Иногда в областях развития карбонатных пород в результате их длительного растворения возникают вертикальные карстовые колодцы и шахты. Местами колодцы настолько расширяются, что приобретают вид грандиозных провалов или пропастей.
Для карстовых областей типичны исчезающие реки. Например, на Черноморском побережье Кавказа в районе Гагр воды р. Жовеквара, не доходя до моря, полностью исчезают, а на поверхности остается сухое русло. Лишь в нескольких сотнях метров от берега можно наблюдать, как с морской водой смешиваются чистые воды реки, втекающие в море из глубины по подземному руслу.
Большой интерес для нас представляют карстовые пещеры. Это системы горизонтальных и вертикальных каналов, различных размеров и форм пустот, то расходящиеся в огромные залы и гроты, то, наоборот, переходящие в узкие щели. Грандиозные пещеры распространены во многих районах Западной Европы, США на Кавказе. Наибольших размеров достигает Мамонтова пещера в штате Кентукки (США). Обширный лабиринт до конца еще не исследован. Он состоит из соединяющихся друг с другом галерей общей протяженностью в несколько сот километров, с подземными озерами, реками и водопадами. Большой известностью пользуются Новоафонская и Кунгурская пещеры. Громадные залы, обрамленные столбообразными сталагмитами и причудливо переплетающимися сталактитами, искусственно подсвеченные в Новоафонской пещере, представляют неповторимое зрелище.
Ледники
При наличии воды и низких температур (ниже 0°С) лед образуется повсюду — в озерах, реках, морях, наземной поверхности и под землей, в атмосфере. Морская вода не замерзает до тех пор, пока ее температура не понизится до — 4°С. В приполярных районах в холодное время года вдоль морских берегов формируются ледниковые валы, достигающие высоты 15 м. Зимой они защищают берег от разрушительного воздействия волн, а во время ледохода обломки этого льда переносят большое количество терригенного материала.
Весенний ледоход на реке — незабываемое зрелище. Льдины, наталкиваясь друг на друга, вспучиваются и с грохотом разламываются на части. Они разрушают крутые берега рек и даже дно русла, так как в лед оказываются впаянными большое количество остроугольных твердых обломков пород, которые как наждак действуют на борта долин рек. Когда лед скапливается в узкой части реки или на мелководье, образуется подпруда. Так подпруживаются многие реки Сибири и Канады, и это часто ведет к замору рыбы.
В областях с отрицательным балансом среднегодовых температур почвы и коренные породы пронизаны многолетней мерзлотой. В бортах долин северных рек Сибири она представлена чередованием промерзшей почвы и льда. Последний очень чутко реагирует на изменение температуры. При ее понижении объем почвенного слоя увеличивается, почва как бы вспучивается. При повышении температуры воздуха оттаивает только верхний слой мерзлоты и, поскольку снизу располагается ледяной монолит, вода растекается по поверхности и летом в тундре развиваются обширные болота.
В высокогорных областях и полярных районах влага, накапливающаяся в виде снега, со временем превращается в лед, который обладает свойством текучести. Ледники медленно перемещаются в горных районах по долинам, а на материках (Гренландия и Антарктида)— от центра к периферии. Они движутся под влиянием силы тяжести за счет течения льда и скольжения по поверхности земли. Двигающийся по долине ледник подобен реке, но скорость его очень мала.