 |
|
|
ПАЛЕОКРИОГЕНЕЗ, ПОЧВЕННЫЙ ПОКРОВ И ЗЕМЛЕДЕЛИЕ |
Глава 2 ПОЗДНЕПЛЕЙСТОЦЕНОВЫЙ КРИОГЕННЫЙ ЭТАП И ЕГО ВОЗДЕЙСТВИЕ НА ГОЛОЦЕНОВЫЙ И СОВРЕМЕННЫЙ ПЕДОГЕНЕЗ
|
Смотрите также:
Мейен - Из истории растительных династий
Биографии биологов, почвоведов
|
Понятие "реликтовая криогенная морфоскульптура" и ее основные свойства
Еще в конце XIX в. известный исследователь П.А. Тутковский (1899), предвосхитив последующие реконструкции, наметил основные черты ландшафтно-климати- ческой обстановки тех обширных территорий умеренных широт, которые впоследствии В. Лозинский (1909) назвал перигляциальными. В этих смежных с плейстоценовыми ледниковыми покровами областях в прошлом господствовали тундровые и степные пространства, климат был сухой, континентальный и более холодный, чем современный. П.А. Тутковский считал, что здесь происходила интенсивная седиментация лёссового материала и горные породы тогда подвергались активным физико- механическим процессам, сходным с процессами в полярных областях (дробление валунов, растрескивание почвы и т.п.). В 1936 г. появилась работа В. Зергеля, в которой по материалам изучения западноевропейских лёссов приводилось описание "ледяных клиньев". Он дает им генетическую интерпретацию как псевдоморфозам по ледяным жилам. А.И. Москвитин (1940) подчеркивает несомненную заслугу В. Зергеля в том, что он относит время их образования к эпохе оледенений (т.е. эпохе холодного, сурового климата), хотя встречены были "ледяные клинья" во внеледни- ковой лёссовой зоне.
В послевоенные годы изучение свидетельств древних эпох сурового холодного климата во внеледниковых районах начало консолидироваться в самостоятельное направление палеогеографии. В развитии нового направления большую роль сыграли исследования польских ученых и прежде всего Я. Дылика (Dylik, 1951; Dylik, 1956 и др.). Польские исследователи детально изучали следы деформаций грунтов, связанные с древней мерзлотой, дав им название перигляциальных.
В своей первоначальной интерпретации возникновение таких структур связывалось с непосредственным климатическим воздействием ледников. Соответственно территории, которые находились за границами ледниковых покровов, но испытывали их климатическое влияние, получили название перигляциальных областей. Однако впоследствии стало очевидным отсутствие прямой пространственной зависимости между оледенением и перигляциалом. География распространения палеокриогенных (перигляциальных) структур оказалась весьма широкой. Они проявлялись весьма отчетливо и в тех регионах, где синхронные им ледниковые системы имели ограниченное распространение (Сибирь). Анализ имевшихся данных привел к выводу, что так называемые перигляциальные структуры отражают существование продвигавшейся далеко на юг зоны многолетней мерзлоты. Таким образом была установлена связь палеокриогенных структур с глобальными фазами низкотемпературного климата, под влиянием которого развивались и ледниковые покровы, и многолетняя мерзлота (Марков, Величко, 1967; Величко, 1973а).
Полученный вывод, однако, не исключает влияние ледниковых покровов на состояние климата и ландшафтной обстановки за их пределами на расстоянии до 200- 400 км от ледникового края, где наряду с динамикой самого ледника, деятельностью потоков, имело место усиление эоловых процессов, аккумуляция лёссов, активизация некоторых мерзлотных процессов, например, солифлюкции. Таким территориям скорее будет отвечать понятие "перигляциальная область".
Инициативную роль в изучении так называемых перигляциальных явлений в нашей стране сыграли работы А.И. Москвитина, К.К. Маркова, А.И. Попова. А.И. Москви- тиным (1947, 1948), а позже и другими исследователями, в том числе и авторами (Величко, 1958, 1961, 1973а; Величко, Морозова, 1972; Величко, Порожнякова, 1978; Нечаев, 1980, 1981) были описаны и изучены многочисленные криоморфные структуры (мерзлотные клинья, криотурбации, следы солифлюкции), находимые вплоть до южных районов Русской равнины (Виленкин, Ремезов, 1961: Новосельская 1962; Бердников. 1970; Бутаков, Илларионов, 1982 и др.). Если первоначально изучение перигляциальных явлений сводилось в основном к обнаружению, описанию и систематизации различных грунтовых деформаций мерзлотного характера, т.е. умножению уже известных фактов, то впоследствии появились исследования, значительно продвинувшие возможности криолитогенной и общеклиматической интерпретации (Каплина, Романовский, 1960; Данилова, Баулин, 1973; Каплянская, Тарноградский, 1973; Романовский, 1977 и др.).
Однако в начале 60-х годов выяснилось, что признаки так называемых древних перигляциальных явлений широко проявляются в современных ландшафтах за пределами современной области многолетней мерзлоты, в частности, в средней и южной частях Русской равнины, в южной части Западной и Средней Сибири.
Более того, оказалось, что эти явления влияют на практическую деятельность в области сельского хозяйства, строительства и в заметной степени отражаются на ходе современных рельефообразующих процессов.
Некоторые формы современного рельефа, связанные с перигляциальными явлениями, наблюдались уже давно. Однако их происхождение не получило достаточно точного объяснения, потому что оставались незамеченными некоторые, казалось бы, совсем невыразительные детали. Если взглянуть на свежевспаханные поля в средней полосе Европейской части России, то можно видеть, что их темная окраска за счет гумусового горизонта почвы неравномерна. На общем темном фоне встречаются более светлые пятна. Обычно образование их объясняли процессами плоскостного смыва гумусового вещества с повышенных участков. Однако оказалось, что это явление может иметь и другие причины.
В 1962 г. по маршруту Брянск-Рославль-Смоленск удалось подметить определенную закономерность в распространении этих осветленных пятен и их взаимосвязанность с микрорельефом и ископаемыми мерзлотными структурами в геологических разрезах (Величко, 1964, 1965). Позже наблюдения в этом направлении проводились не только в центральных районах, но и на Украине (в Черниговской, Сумской, Полтавской, Киевской, Днепропетровской областях). Было также просмотрено большое число аэрофотосхем и аэрофотоснимков территории Русской равнины.
Оказалось, что выявленные детали строения поверхности имеют почти повсеместное распространение. Более того, эти особенности дают начало новой интерпретации некоторых вопросов геоморфологии внеледниковых территорий.
На аэроснимках, сделанных к северу от Москвы, можно заметить сеть полигонов, выраженную темными узкими полосами. Такие же полигоны наблюдались на свеже- вспаханных пологих склонах между Брянском и Рославлем. Светлые пятна имеют размеры 15-20 м, чаще всего ортогональную, иногда пентагональную форму и представляют собой небольшие повышения высотой около 0,5 м. Их разделяют обычно расплывчатые, без четких границ понижения. Последние имеют более темный цвет за счет увеличенного содержания гумусовых веществ. Весь этот блочный микрорельеф в плане образует сплошную полигональную решетку. Детальный осмотр аэроснимков и наблюдения на местности показывают, что такая же полигональная система прослеживается на полях, покрытых растительностью, за счет неодинаковой всхожести на повышенных и пониженных участках (рис. 2). При объяснении природы указанного явления, естественно, возникло представление об аналогии с полигональным трещинно-блочным рельефом зоны современной многолетней мерзлоты. Работами российских мерзлотоведов (Достовалов, 1960; Попов, 1952; Шумский, 1952 и др.) установлено, что полигональный рельеф образуется за счет трещин, заполненных повторно-жильными льдами, иногда с большим участием минеральной массы (льдо-грунтовые жилы). Наибольшее распространение в зоне современной многолетней мерзлоты имеют полигоны размером 10, 15, 20 м. Повторно-жильные льды существуют только в зоне многолетней мерзлоты, где трещины, проникая сквозь слой сезонного протаивания, могут сохраняться круглый год в слое постоянной мерзлоты. Территория, на которой они развиваются, находится в зоне отрицательных температур горных пород у подошвы слоя годовых температурных колебаний (Втюрин, 1975; Романовский, 1977 и др.). При уменьшении сезонных амплитуд температуры и повышении среднегодовых температур рост их прекращается.
Прогрессирующее потепление климата ведет к деградации многолетней мерзлоты и к полному исчезновению льдов в породе. На такой территории в условиях широкого развития термокарстовых процессов повторно-жильные льды в трещинах по мере вытаивания замещаются отложениями, заплывающими сверху. В этом случае образуются так называемые псевдоморфозы по повторно-жильным льдам.
В ископаемом состоянии мерзлотные клинья (или псевдоморфозы по повторно- жильным льдам) в настоящее время описаны в ряде районов Русской равнины и Сибири, в отложениях, относящихся к криогенным (ледниковым) эпохам плейстоцена. В Восточной Европе особенно хорошо они развиты в покровных суглинках и лёссовых отложениях, распространенных на территории Белоруссии, на севере Украины, а в России - в пределах Тверской, Владимирской, Московской, Смоленской и Брянской областей. В качестве примера псевдоморфоз очень хорошей выраженности можно сослаться на структуры, описанные в разрезах Центральной России (Величко, 1964, 1965), Западной Украины (Нечаев, 1980), где было установлено их хронострати- графическое положение (Величко, 1973а).
В частности, в центральной части Русской равнины псевдоморфозы развиты в толще лёссовых отложений, формировавшихся в перигляциальной зоне валдайского оледенения, и заложены в самом молодом лёссовом горизонте (алтыновский лёсс III) этого оледенения (Величко, 1961, 1972 и др.). В поперечном сечении они имеют форму клина, начинающегося с глубины около 0,5-0,3 м от современной поверхности. Его вертикальная протяженность 4—5 м. В верхних 2-3 м ширина их значительна (от 2 до 3 м), а затем они резко сужаются, оканчиваясь узким, резко очерченным клином. В стенках разрезов хорошо видно, как горизонтально залегающие вмещающие слои вблизи клиньев оказались разорванными и местами явно отогнуты вверх за счет бокового давления существовавших здесь когда-то растущих ледяных жил. По своим текстурным особенностям указанные деформации, безусловно, относятся к псевдоморфозам по повторно-жильным льдам, о чем можно судить по сравнительным данным, имеющимся в работах А.И. Попова (1960), Т.Н. Каплиной и Н.Н. Романовского (1960), Н.Н. Романовского (1977). Расширение псевдоморфоз в верхних частях свидетельствует о том, что в заключительный период существования здесь ледяных жил глубина сезонно-талого слоя достигала глубины 2-3 м, а ниже залегал слой многолетней мерзлоты.
Чаще всего исследователи описывают отдельные клинья, рассматривая их просто как свидетельство сурового климата, господствовавшего в перигляциальных зонах. Иногда, если стенки разрезов имеют большую протяженность, удается проследить серию таких псевдоморфоз. Так, серию из 5-6 псевдоморфоз удалось наблюдать в стенках карьеров кирпичных заводов Смоленска и Рославля (рис. 3). Характерно, что псевдоморфозы отстояли друг от друга с постоянными интервалами около 15-20 м, что говорило о вскрытии здесь полигональной сетки. Однако первоначально эта сеть рассматривалась как "чисто геологическая" система бывших полигонов, полностью находящаяся в ископаемом состоянии и имеющая только палеогеографическое значение. Лишь тогда, когда обнаружились следы полигональности в современной поверхности этих районов, оказалось, что она является современным геоморфологическим выражением системы древних псевдоморфоз по повторно-жильным льдам, отмеченным в разрезах позднечетвертичных отложений. В частности, связь псевдоморфоз со следами полигональности в современной поверхности отчетливо прослеживается в районе Рославльского кирпичного завода, где в стенках карьеров видны псевдоморфозы, которые в плане "просвечивают" на полях, ограниченных этими стенками (Величко, 1961).
Полевые маршруты и просмотр аэроснимков позволили установить наличие в современном рельефе следов полигональной сети не только к северу от широты Москвы, но и далеко на юг - на обширных пространствах Украины и Поволжья. Впоследствии детальные характеристики подобных явлений были даны в работах В.В. Бердникова (1976), О.М. Порожняковой (1979). Известно, что основой мерзлотного комплекса рельефа, его ведущим геолого-геоморфологическим индикатором является полигональный рельеф, обусловленный сетью повторно-жильных льдов. Наблюдавшиеся структуры обладали как геологическими, так и геоморфологическими признаками такого рельефа, который прошел полный цикл эволюции. Начало этого цикла связано с активным развитием в условиях постоянной мерзлоты. Затем он прошел период развития термокарстовых процессов в условиях исчезновения многолетней мерзлоты.
Заканчивается цикл переходом этих форм мерзлотно-термокарстового рельефа в реликтовое состояние, в каком мы находим их теперь. В результате создавался новый тип микрорельефа.
|
|
|
|
К содержанию книги: Криогенез почв
|
Последние добавления:
Происхождение и эволюция растений
Биографии ботаников, биологов, медиков
Книги по русской истории Император Пётр Первый