Скэбленды - экзотические ландшафты ледникового квартера

Размещено на http://www.allbest.ru/

Скэбленды - экзотические ландшафты ледникового квартера

А.Н. Рудой,

Томский государственный университет

Университет штата Аризона, Тусон, США

Введение

Скэмбленд (скейбленд, скэйбленд, scablands) -- это территория ледниковой и приледниковой зон, подвергающиеся или подвергавшиеся ранее многократному воздействию катастрофических суперпаводков (дилювиамльных потоков, потопов, фладстриммов, мегафламдов) из ледниково-подпрудных озёр, оставивших оригинальные эрозионные, эворзионные и аккумулятивные (дилювий) образования, по которым возможно реконструировать историю скэбленда и дать прогноз. Представляет из себя площадь, рассеченная параллельными ложбинами, изобилующая каплевидными в плане холмами, водобойными (эворзионными) котлами и следами кавитации; геоморфологический ландшамфт, созданный гидросферной катастрофой [1, 2].

История возникновения термина

При введении новых терминов для описания катастрофических сбросов из приледниковых озёр различных типов первый автор этого сообщения, который и сформулировал первое данное здесь определение, в большинстве случаев использовал фонетическую форму привноса в русскую научную лексику слов, уже утвердившихся на западе для соответствующих понятий. Так термин «скэбленд» («скейбленд») открыватель миссульских паводков Джон Харлен Бретц (рис. 1) применял, подразумевая буквальное значение английского слова «scab», то есть «короста, струп» [3].

Рис. 1. Профессор Дж. Х. Бретц (слева)-- открыватель Channeled Scablands, Лауреат высшей награды Американского Геологического общества -- Пенроузской медали, и профессор Виктор Р. Бейкер, продолживший и значительно развивший исследования Бретца и других передовых геологов и геоморфологов планеты в области флювиальной геоморфологии, седиментологии и сравнительной планетологии не только на Земле, но и на других планетах Солнечной системы [4], Президент Геологического общества Америки в 1990-х годах. Май 1977, фото Rhodo Bretz Riley, дочери великого геолога.

Поскольку слово «долина» не выражало морфологических особенностей густой сети сухих русел, врезанных в Колумбийский скэбленд, Дж. Х. Бретц назвал эти русла более точным термином «каналы», после чего вся территория получила название «The Channeled Scabland» (рис. 2). Отсюда понятно, что основным аргументом для такого наименования послужили дилювиально-эрозионные и эворзионные формы скэбленда, то есть кулим (по названиям населенных пунктов и водотоков Гранд-Кулим, Линд-Кулим и др.) и сухих водопадов, или т. н. исполиновых котлов (рис. 3, 4 ).

Рис. 2. Североамериканские ледниково-подпрудные озёра Колумбия, Мизула и др, блокированные Кордильерским и Лаврентьевским ледниковыми щитами в позднем висконсине, и территория Channeled Scabland. Geocaching. USA.

Рис. 3. Сухие каналы-каньоны участка Channeled Scabland с многочисленными кавитационными субаквальными котлами. Британская Колумбия. Фото Tom Forster

В горах Южной Сибири крупнейшие каналы стока из приледниковых озёр в основном наследовали речные долины (за исключением ущельев прорыва и замплеска). Не они были первыми и главными свидетельствами и доказательствами дилювиального происхождения скэбленда, хотя именно они во многом определяют его облик. Один из самых характерных элементов скэбленда, известных сегодня -- рельеф гигантской ряби течения, был понят гораздо позже.

В настоящее время довольно тщательно исследована территория североамериканского скэбленда, в особенности -- собственно поверхность и строение Channeled Scablend в Британской Колумбии. Интенсивно исследуются и скэбленды гор Южной Сибири, в особенности -- механизмы «лавинного» накопления дилювиальных толщ. Несомненным скэблендом является слабоизученная обширная территория Путорана. Совсем недавно выявлены следы работы дилювиальных потоков на Тибете, Памире и в горах Южной Америки, а также современная гигантская рябь течения на Аляске, у конца ледника Алсек.

Определение «скэбленда» возможно расширить в связи с марсианскими открытиями и в связи с разработкой моделей геофизического эффекта подледных извержений вулканов. В этом аспекте происхождение скэблендов целесообразно связывать также и с внезапным (взрывным) таянием криосферы и (или) катастрофическими прорывами вод под мерзлотой и между ее слоями как на Земле, так, в частности, и на планете Марс.

Строение скэблендов

Поверхность строение скэбленда формируется тремя типами рельефообразующего процесса, определяющими совокупность набором форм дилювиального морфолитокомлекса и преобладание одних форм над другими в зависимости от объема прорвавшихся озер, мощности ледниковых плотин, исходного ландшафта и количества и энергии дилювиальных потоков (мегафладов, фладстримов, потомпов). Это процессы дилювиальной суперэрозии, дилювиальной эворзии и дилювиальной аккумуляции. Классификация типов и форм дилювиамльного морфолитокоммплекса была предложена в середине 1980-х годов и в настоящее время практически не претерпела изменений [1].

Дилювиальная эрозия

Дилювиальная суперэрозия приводит в первую очередь к выработке глубоких ущелий на путях стока воды (ущелья прорымва). На прямолинейных участках магистральных долин стока частично или полностью вымывается обломочный материал, разрушаются выпуклые склоны, интенсивно подрезаются древние конусы выноса; долины переуглубляются. Перевальные седловины, по которым вода при переполнении озер сбрасывалась в соседние бассейны, превращаются в сквозные долины (спиллвеи), имеющие каньонообразные, реже -- узкие ящикообразные поперечные профили. В тех случаях, когда долина стока не вмещала проходящие массы воды, поток заплескивался через местные водоразделы, вырабатывая серию дилювиально-эрозионных долин и ущельев заплеска. Поток при этом транспортирует и аккумулирует высоко на склонах и на водоразделах эрратический материал иногда очень больших размеров: валуны и глыбы весом в десятки и сотни тонн. В отличе от эрратических валунов ледникового происхождения дилювиальный эрратический материал, как правило, весьма слабо окатан.

Выделенные в Северной Америке дилювиально-эрозионные каналы-кулим горах Центральной Азии встречаются редко. Возможно, их существование пока просто не доказано. Дальнейшие полевые исследования покажут реальность существования таких каналов в областях распрастранения четвертичных базальтовых покровов в Восточной Туве и в бассейнах Хубсугульской и Дархатской межгорных впадин. В частности, М. Г. Гросвальд [2] определенно указывает на дилювиально-эрозионный генезис глубокого каньомна р. Кызыл-Хема, который прорезает, помимо гранитов и метаморфических пород, мощную толщу четвертичных базальтов. Очень перспективен в смысле обнаружения дилювиальных каналов стока, судя по палеогляциологической ситуации, обширный район плато Путорана (рис. 4), а также вся территория Тунгумсского траппового плато. Кроме этого, весьма вероятно, что крупнейшими каналами-кулим на Алтае являются долины рек Чулышмана, Башкауса и Аргута. Морфологически они очень похожи на дилювиальные каньоны-кули Северной Америки. Палеогляциогидрология Восточного и Центрального Алтая также не противоречит этой модели [5].

.

Рис. 4. Величественный скэбленд среднесибирского плато Путорана (Putorana Plateau, Siberia). Фото А. Шубёнкина

Дилювиальная эворзия

Формы дилювиальной эвомрзии генетически и пространственно связаны со спиллвеями и дилювиально-эрозионными долинами прорыва и заплеска. Эвомрзия -- это разрушение горных пород, обусловленное донным вращением субвертикально падающей воды. Судя по данным лабораторных исследований, эворзия коренных пород дилювиальными потоками, особенно на участках со сверхкритическими скоростями течения, могла происходить очень быстро. Причина этого -- в процессах кавитационного разрушения пород, которые развивались на контакте ложа с воздушно-водяной смесью. Гидродинамические кавитационные каверны возникают в жидкости из-за местных понижений давления в результате увеличения скорости течения. Перемещаясь с потоком в зоны более высокого давления, каверны захлопываются, излучая при этом ударную волну, которая разрушает субстрат. В таких условиях даже при небольших скоростях потока (около 5 м/с) кавитация отвечает скоростям 100 м/с. Скорости же дилювиальных потоков были гораздо больше. Кавитационные процессы очень характерны для дилювиальной эрозии, а дилювиально-эворзионные образования вообще правильнее называть дилювиальными эворзионно-кавитационными.

При сбросах части озерных вод из ледниково-подпрудных озёр через местные водоразделы и перевальные седловины нередко возникали кратковременные, но исключительно энергичные водопады, продуцировавшие огромные, в сотни метров в диаметре и в десятки метров глубиной, водобойные ванны, воронки и котлы высверливания. Некоторые из таких дилювиальных кавитационно-эворзионных впадин сейчас заняты озерами, другие же в настоящее время безводны.

Примером дилювиально-эворзионных кавитационных котлов, ныне заполненных водой, может служить известное на Алтае озеро Ая. Котловина этого озера, как и рядом располагающиеся эворзионные впадины «Мохового болота» и Пионерской, находится на левом берегу Катуни выше по течению от пос. Платово. На севере Горного Алтая сибирский геолог Г. Г. Русанов при крупномасштабной геологической съемке недавно выделил несколько десятков эворзионно-кавитационных впадин, из которых только на небольшом пространстве между селами Манжеромк и Амя находится 20 таких образований общей площадью в 2 кв. км. Размеры этих котлов от 30 м до 2000 м в диаметре, глубины -- от 4-х до десятков метров. Из известных и доступных для изучения дилювиально-эворзионных котловин выделяется озеро Манжерокское. Подобная ему котловина (600 ? 250 м), частично занятая озером, обнаружена Г. Г. Русановым на относительной высоте 60 м в сквозной долине на местном водоразделе рр. Устюбы и Катуни выше с. Нижняя Каянча [6]. Обнаружены сотни кавитационно-эворзионных впадин и в других местах гор Сибири, Памира и т.д. Самым же ярким примером дилювиально-эворзионных «исполиновых котлов» по-прежнему остаются водобойные ванны, а также настоящий лабиринт кавитационных котлов и сухих каналов территории Channeled Scabland (рис. 3, 5).

Рис. 4. Лабиринт эворзионно-кавитационных каверн и воронок, иссеченный сухими каналами и бороздами-каньонами в районе оз. Ленор, The Channeled Scabland, США, штат Вашингтон. USGS.

Дилювиальная аккумуляция

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис. 5. Долина р. Катунь на Алтае буквально забита террасированным дилювием. Участок устья р. Чуи. Фото А.Н. Рудого

скэбленд дилювиальная эрозия ледниковый квартер

Результаты аккумулятивной деятельности дилювиальных потоков представляют наибольший интерес, так как поддаются, в основном, однозначной геологической и морфологической диагностике, хорошо определяются в поле и дешифрируются на аэро- и космических снимках.

Они могут также служить и инструментом для расчетов гидравлических параметров дилювиальных потоков. Самыми информативными в палеогидрологическом отношении из изученных в настоящее время являются дилювиально-аккумулятивные валы и террасы (бары) (рис. 5), а также гигантские знаки ряби течения (дилювиальные гряды, дюны и антидюны) ([8], рис. 6). Определенный интерес представляют дилювиальные бермы, изученные, правда, пока недостаточно.

Рис. 6. Одно из самых эффектных в мире полей рельефа гигантской ряби течения, сформировавшегося при очередном прорыве Чуйско-Курайского ледниково-подрудного озера около 15 тыс. лет назад. Дилювиальные гряды сложены грубогалечниково-валунной рыхлой косослоистой смесью с присутствием (около 5 %) грубозернистых песков. Высота волны достигает 20 м при длине более 200 м, расходы дилювиальных потоков , в которых сформировалась рябь, превышали 1 млн куб. м/сек, скорости потоков достигали десятков м/сек [5, 8]. На одной из гряд для масштаба установлен автомобиль ГАЗ-66. Курайская котловина, Горный Алтай. Фото А. Н. Рудого.

Изучение всех вопросов, связанных с гляциоклиматическими и геологическими аспектами формирования горных и равнинных скэблендов производится в широких рамках нового направления научных исследований --четвертичной гляциогидрологии, как специального раздела общей гляциологии и геоморфологии [7].

Литература

Baker V.R., Nummedal D. The Channeled Scabland. -- NASA. Wash., D.S., 1978. - 186 p.

Bretz J.H. The Channeled Scabland of the Columbia Plateau // Geol. Soc. Am. Bull., 1923. -- Vol. 31. -- № 3. -- P. 617--649.

Rudoy A.N., Baker V.R. Sedimentary Effects of cataclysmic Late Pleistocene glacial Flooding, Altai Mountains, Siberia // Sedimentary Geology, 1993.- Vol. 85. - N 1-4. - Р. 53-62.

А.Н. Рудой. Giant current ripples: A Review (Гигантская рябь течения: обзор новейших данных)

А.Н. Рудой. Четвертичная гляциогидрология. Междисциплинарное научное направление

Гросвальд М.Г. Евразийские гидросферные катастрофы и оледенение Арктики. -- М.: Научный мир, 1999. -- 120 с.

Рудой А.Н. Геоморфологический эффект и гидравлика позднеплейстоценовых йокульлаупов ледниково-подпрудных озер Южной Сибири // Геоморфология, 1995. -- Вып. 4. -- С. 61-76.

Русанов Г.Г. Озера и палеогеография Северного Алтая в позднем неоплейстоцене и голоцене. -- Бийск: БГПУ, 2007. - 164 с.

Размещено на Allbest.ru