Пляжи: формирование, динамика и классификация прибрежных зон

Пляж определяется как скопление рыхлых осадочных отложений (песок, гравий, галька), формирующееся под действием волн вдоль береговой линии. В более широком контексте береговая линия включает все зоны, подверженные прибрежным процессам: пляжи, барьерные острова, скалы и прибрежные равнины. Геоморфологические границы пляжа простираются от линии отлива вглубь суши до зоны смены растительности или стабильных форм рельефа: дюн, скал, лесов или искусственных сооружений (дамбы, волнорезы). Морфологически пляжи разнообразны: они могут формировать аккумулятивные тела в защищенных бухтах, протяженные косы, либо отдельные барьерные острова, параллельные основной береговой линии.

Рисунок (А): Схематический профиль пляжа, демонстрирующий основные элементы от подводной прибрежной зоны до береговых форм рельефа. Рисунок (Б): Типы прибрежных аккумулятивных форм: барьерные пляжи, косы и бухтовые побережья. Рисунок (В): Сравнительные профили пляжа в летний (аккумулятивный) и зимний (эрозионный) сезоны, наглядно демонстрирующие сезонную динамику.

Для понимания динамики пляжа необходимо рассматривать прибрежную зону — подводное продолжение пляжа от линии отлива до внешней границы воздействия волн. Здесь формируются подводные песчаные отмели, разделенные желобами. Типичная конфигурация включает внутреннюю отмель (≈30-50 м от берега) и внешнюю отмель на большем расстоянии. Внутренняя отмель часто рассечена рифовыми (разрывными) течениями, которые создают опасные потоки, направляющие воду обратно в море. Ширина и морфология этой зоны зависят от уклона шельфа, энергии волн и объема поступающих наносов.

Разнообразие пляжей иллюстрирует побережье США. Восточное побережье характеризуется широкими песчаными пляжами Флориды, барьерными островами Аутер-Бэнкс в Каролинах и скалистыми берегами Мэна. Западное побережье (Вашингтон, Орегон, Калифорния) отличается крутыми абразионными берегами, а побережье Мексиканского залива — низкими пляжами, барьерами и мангровыми зарослями. Каждый тип отражает уникальное сочетание тектонической истории, источников осадочного материала и волнового климата.

Типичный песчаный пляж разделён на чёткие, сезонно изменчивые зоны, расположенные перпендикулярно берегу: приливно-отливная зона (рифл-энд-рамп), берму (береговая полоса), бэкшор (тыловая зона) и штормовой вал. Крайняя к морю зона — рифл-энд-рамп — состоит из низкой песчаной гряды и приливного желоба. Эта динамичная зона шириной обычно менее 10 метров является средой обитания множества организмов, зарывающихся в покрытый рябью песок.

Берма (береговая полоса) представляет собой наклонную в сторону моря уплощённую поверхность, активно обрабатываемую волнами. Это основная зона наката и обратного смыва, где волны перемещают наносы по диагонали, а гравитационный обратный поток — напрямую вниз по склону. Данный процесс формирует береговой (литоральный) дрейф — латеральное перемещение осадков вдоль побережья под действием прибрежных течений.

Зона бэкшор расположена между бермой и первым постоянным береговым элементом (дюной, дамбой). Это, как правило, сухая зона, формируемая ветром, где могут образовываться ветровые валики. На высокоэнергетических галечных пляжах берма часто заменяется ярко выраженным штормовым валом — мощным скоплением крупной гальки высотой до нескольких метров. Высокая проницаемость галечного материала способствует инфильтрации воды обратного потока, препятствуя выносу крупных частиц.

Морфология пляжей тесно связана с энергетическим режимом. Ключевым фактором является уклон береговой зоны. Диссипативные пляжи имеют пологий профиль, широкую приливно-отливную зону и систему отмелей, что способствует плавному рассеиванию энергии волн и аккумуляции наносов. Отражающие пляжи, напротив, отличаются крутым уклоном, отсутствием отмелей и отражают большую часть волновой энергии, что повышает их уязвимость к эрозии.

Основные движущие силы пляжной динамики — волны, приливы и связанные с ними течения. Волны обеспечивают энергию для поперечного перемещения наносов, а прибрежные течения (лонгшорные, риповые) ответственны за их продольный транспорт. Приливы периодически смещают вертикальную зону максимального волнового воздействия, перераспределяя осадочный материал. Наиболее значимым для ежедневной морфодинамики является воздействие волновых течений.

Пляжи характеризуются выраженной сезонной цикличностью: летняя аккумуляция сменяется зимней эрозией. Летом волны меньшей энергии и высоты постепенно выносят песок на берег, формируя широкий пологий пляж. Зимние штормы генерируют высокоэнергетические длинные волны, которые разрушают берму, выносят наносы на подводный склон, формируя узкий штормовой профиль и подводные бары. В экстремальных условиях может происходить полное размывание песчаного чехла с обнажением коренных пород. Этот цикл является проявлением динамического равновесия пляжной системы в условиях изменяющейся волновой энергии.

Сведения об авторах и источниках:

Авторы: Тимоти Куски

Источник: Энциклопедия наук о Земле и космосе

Данные публикации будут полезны студентам и аспирантам геологических специальностей, профессиональным геологам-тектонистам, специалистам в области геодинамики и региональной геологии, а также всем, кто интересуется фундаментальными процессами формирования и эволюции земной коры.