Ледниковый рельеф среднерусской равнины

Оглавление
Введение
Восточно-Европейская равнина
Сибирская платформа
Важнейшие события четвертичного периода и их отражение в современном рельефе
Криогенная морфоскульптура
Флювиальная морфоскульптура
Морские трансгрессии
Прочие морфоскульптуры
Список литературы

Ледниковый рельеф среднерусской равнины

Сибирская платформа полностью располагается в пределах России и в своих границах почти соответствует Среднесибирскому плоскогорью*. По своему строению она во многом сходна с Восточно-Европейской. Ее архейско-протерозойский фундамент также образует обширный щит (Алданский) на окраине платформы и значительно меньший (Анабарский), со всех сторон окруженный осадочным чехлом. Остальная часть платформы представлена Лено-Енисейской плитой с осадочным чехлом, достигающим максимальной мощности (8-12 км) в наиболее глубоко опущенных впадинах обширных Тунгусской и Вилюйской синеклиз. Примерно одинакова в пределах обеих платформ и средняя мощность земной коры (35-45 км).
Вместе с тем Сибирская платформа во многом отличается от Восточно-Европейской. Если Восточно-Европейская платформа представляет собой единую изометричную глыбу, то Сибирская состоит из двух неравных частей — Ангарско-Анабарской и Алданской, которые, по всей вероятности, являлись самостоятельными древними платформами и были соединены полосой байкальско-каледонской складчатости. В таком случае Сибирская платформа как единая тектоническая структура существует лишь со среднего палеозоя (Е.Е. Милановский, 1987).
Другое существенное отличие состоит в том, что в пределах Сибирской платформы в пермо-триасе проявился платформенный трапповый магматизм. Образования трапповой формации, представленные мощными лавовыми покровами, пластовыми и секущими интрузиями, слагают верхнюю часть разреза огромной Тунгусской синеклизы и смежных с ней территорий.
В истории Земли были эпохи складчатости, когда процессы складкообразования протекали особенно энергично и заканчивались возникновением крупных складчатых областей на месте геосинклиналей: байкальская, каледонская (салаирская и собственно каледонская), герцинская (варисская), мезозойская (киммерийская и ларамийская), кайнозойская (альпийская и тихоокеанская).
Байкальская складчатость произошла в позднем протерозое — нижнем кембрии. Созданные ею структуры частично вошли в состав фундамента платформ, консолидировав более древние блоки, а также примыкают к окраинам древних платформ. Они оконтуривают с севера, запада и юга Сибирскую платформу (Таймыро-Североземельская, Байкало-Витимская и Енисейско-Восточно-Саянская области). На северо-восточной окраине Восточно-Европейской платформы находится Тимано-Печорско-Баренцевоморская область. Видимо, в это же время образовался и Иртыш-Надымский блок, занимающий центральное положение в пределах Западно-Сибирской равнины. Области байкальской складчатости Е.Е. Милановский (1983, 1987) относит к метаплатформенным областям.
В фанерозое наряду с древними платформами и примыкающими к ним метаплатформенными областями существуют так называемые подвижные пояса, три из которых заходят на территорию России: Урало-Монгольский, Тихоокеанский и Средиземноморский. В своем развитии подвижные пояса проходят два главных этапа: геосинклинальный и постгеосинклинальный, или эпигеосинклинального складчатого пояса, смена которых в разных поясах и даже в разных областях единого пояса происходила разновременно и затянулась до конца фанерозоя.
Об особенностях первого этапа уже говорилось при характеристике геосинклиналей. Тектонический режим второго этапа значительно уступает по своей активности геосинклинальному, но вместе с тем превосходит тектонический режим древних платформ.
Важнейшие события четвертичного периода и их отражение в современном рельефе
Продолжительность четвертичного периода невелика, всего около 2 млн лет, но геологическая история, события этого самого последнего периода в наибольшей степени отразились в современном облике природы. К важнейшим событиям четвертичного периода наряду с неотектоническими движениями относятся древние оледенения и морские трансгрессии, оказавшие непосредственное влияние на морфоскульптуры.
Древние оледенения. Ледниковой теории уже более 150 лет. В 1939 г. вышла в свет монография И.П. Герасимова и К.К. Маркова "Ледниковый период на территории СССР". С тех пор накопилось много нового фактического материала, пересматривались некоторые представления о древнем оледенении, в частности на какое-то время утверждалось представление о четырех- и даже пятикратном оледенении в четвертичном периоде (Асеев А.А., Вознячук Л.Н., Горецкий Т.И., Москвитин А.И., Серебрянный Л.Р. и др.), но, в конечном счете, оказалось, что основные положения названной монографии сохранили свое значение и поныне.
Установлено, что длительные, продолжительностью в десятки миллионов лет, холодные этапы в развитии Земли в геологическом прошлом бывали неоднократно. Их называют ледниковыми периодами. Последний, четвертичный, ледниковый период правильнее назвать позднекайнозойским, так как в южном полушарии он начался свыше 30 млн лет назад, в северном же полушарии крупные ледниковые покровы появились лишь около 2,5 млн лет назад.
Неоднократность оледенений была вызвана ритмическими изменениями климата, чередованием теплых и холодных, влажных и сухих условий. За последние 900 тыс. лет известно девять глобальных похолоданий и оледенений и столько же потеплений. Следовательно, продолжительность одного цикла (похолодание-потепление) около 100 тыс. лет, из которых лишь около 10% времени приходилось на периоды потеплений, остальное — на холодную часть цикла. В настоящее время идет голоценовое межледниковье, начавшееся около 10 тыс. лет назад.
Ледники имели большое рельефообразующее значение. Они покрывали свыше 20% территории России. В широкой полосе у края ледников ведущую роль в формировании рельефа играли талые воды.
В настоящее время большинство ученых считает, что на территории России прослеживаются следы трех ледниковых эпох в плейстоцене: миндельской (или окской) — ранний плейстоцен; рисской (днепровской с московской стадией) — средний плейстоцен; вюрмской (валдайской) — поздний плейстоцен (см. рис. 8).
Рис. 2. Древние оледенения (по Атласу СССР, 1983)
Наибольшим по охвату территории было максимальное Днепровское (в Сибири — Самаровское) оледенение. Его граница в пределах России проходит вдоль западной окраины Среднерусской возвышенности от города Сумы на Брянск-Мценск, в районе Тулы пересекает возвышенность, затем языком опускается но Окско-Донской низменности на Елец-Россошь, к устью Хопра и Медведицы*, далее граница идет на Пензу-Саранск, пересекает Волгу близ устья Суры, на Котельнич — Киров — вдоль реки Чепцы — южнее города Глазова к реке Чусовой. Пересекая Урал близ 58° с.ш., граница оледенения идет через верховья рек Туры и Тавды, пересекает Иртыш севернее реки Демьянки, в районе устья Ваха пересекает Обь, затем по междуречью Ваха и Тыми к устью Подкаменной Тунгуски, далее в верховья рек Вилюй и Оленек. Ледники московской стадии занимали меньшую площадь, чем ледники днепровского оледенения.
Что касается раннеплейстоценового оледенения, то, занимая меньшую площадь, чем днепровское, оно фактически не выражено в современном рельефе и обнаруживается главным образом по наличию морены, лежащей под днепровской.
Несмотря на то что наиболее сильная волна холода, по мнению А.А. Величко (1968), приходится на вторую половину позднего плейстоцена (валдайское оледенение), ледник на суше занимал в это время значительно меньшую площадь. Причиной этого было великое оледенение океана, когда океанические льды доходили до средних широт, поэтому мощное похолодание сопровождалось иссушением климата, что не способствовало развитию столь же значительного материкового оледенения, как в среднем плейстоцене.
Граница Валдайского оледенения проходила по линии Смоленск — Осташков — Рыбинское водохранилище — озеро Кубенское — город Вельск — Верхняя Тойма (на Сев. Двине) — вдоль западной и северо-западной окраин Двинско-Мезенской возвышенности к реке Цильме в районе пересечения ею Тиманского кряжа, далее к субширотному отрезку Печоры, к Салехарду, в низовья Надыма, Пура и Таза, к устью Нижней Тунгуски, вдоль среднего течения реки Котуя, к низовьям Анабара и восточному побережью Таймыра (Спиридонов А.И., 1974).
В ледниковые эпохи южнее границы ледника происходило глубокое промерзание почвогрунтов. Во время валдайского оледенения граница многолетней мерзлоты сместилась как никогда далеко на юг, до низовьев Дона — Волгограда.
Примерно 10 тыс. лет назад началось потепление, ознаменовавшее конец плейстоцена и переход к эпохе голоцена. Сильно сократились ледниковые щиты на равнинах, ледники в горах, далеко к северу сместилась граница океанических льдов, а вместе с ней отодвинулась граница мерзлоты на суше, особенно в западной части страны (западнее Енисея).
Формы рельефа, созданные древними ледниками и потоками талых ледниковых вод, занимают среди морфоскульптур в России второе место после флювиальных (эрозионно-аккумулятивных форм). Ледниковые формы горных и равнинных областей весьма различны. Современные различия в древнем ледниковом рельефе связаны с его разновозрастностью и вытекающей из этого неодинаковой продолжительностью его переработки последующими склоновыми, флювиальными и другими процессами.
Свежие формы древнего ледникового рельефа характерны для области валдайского (в Сибири — зырянского) оледенения.
Формы ледниковой экзарации сохранились в пределах Скандинавского, Уральско-Новоземельского, Таймырского и Путоранского центров оледенения. На Кольском полуострове и в Карелии, например, широко распространены такие формы, как бараньи лбы и курчавые скалы (скопления мелких бараньих лбов).
Северо-запад и север Восточно-Европейской равнины, север Западной Сибири, Северо-Сибирская низменность, прилегающая к плато Путорана часть Среднесибирского плоскогорья отличаются ярко выраженным ледниково-аккумулятивным рельефом. Здесь распространены беспорядочно разбросанные моренные холмы с понижениями между ними, занятыми озерами или заболоченными (поозерья). Среди них обычны друмлины — продолговатые холмы, вытянутые вдоль движения ледника и имеющие ядро из коренных пород, перекрытое мореной. Здесь же встречаются озы — длинные узкие валы, напоминающие железнодорожную насыпь, пересекающие различные элементы рельефа. Они сложены песчано-гравийно-галечным материалом и представляют собой отложения рек, протекавших внутри тела ледника или по его поверхности. С озами генетически связаны камы — холмы неправильной формы, сложенные слоистым песчано-суглинистым или песчано-гравийным материалом наледниковых, подледниковых или внутриледниковых водоемов (озер). В краевой полосе обычны конечно-моренные гряды, фиксирующие остановки в движении ледника.
Особенно характерны четкие ледниково-аккумулятивные формы рельефа для северо-запада Восточно-Европейской равнины. В Западной Сибири они выражены слабее и не имеют столь широкого распространения, возможно, в связи с развитием здесь морских трансгрессий в ледниковом периоде и образованием ледниково-морских форм рельефа и отложений (Попов А.И., Мещеряков Ю.А. и др.). В пределах Среднесибирского плоскогорья преобладают формы ледниковой экзарации, а ледниково-аккумулятивный рельеф выражен значительно слабее из-за слабой подвижности менее мощных ледниковых покровов.
Южнее полосы грядово-холмистого рельефа, фиксирующей границу позднеплейстоценового оледенения, характер морфоскульптуры меняется. Здесь преобладают волнистые или плоские вторичные моренные равнины с отдельными участками сглаженного холмистого рельефа. Созданный московским (тазовским в Сибири) ледником холмисто-моренный рельеф подвергся значительной переработке в эпоху валдайского оледенения и послеледниковое время. Произошло сглаживание холмов, заполнение межморенных котловин снесенным со склонов материалом, что привело в целом к сглаживанию рельефа. Так возникли вторичные моренные равнины. Основными факторами переработки рельефа были плоскостной смыв и солифлюкция. В последующем расчленении поверхности все бoльшую роль начинают играть процессы линейной эрозии.
Еще сильнее переработан рельеф в области максимального (днепровского, в Сибири самаровского) оледенения. Древняя ледниковая морфоскульптура подверглась здесь столь длительной переработке преимущественно эрозионными процессами, что поверхность почти повсеместно приобрела характер моренно-эрозионных и эрозионных равнин.
В развитии рельефа областей древних оледенений важную роль сыграли талые ледниковые воды и приледниковые водоемы, их эрозионно-аккумулятивная и абразионная деятельность. Там, где ледник в процессе своего движения на юг достигал обширных понижений, обеспечивающих отток талых вод от его тела, у края ледника формировались обширные зандровые (флювиогляциальные) равнины. Там, где сток был затруднен, возникали приледниковые водоемы или обходные ложбины стока талых вод, которые постепенно соединялись в крупные эрозионные понижения, наследующие погребенные речные долины.
Суровые климатические условия перигляциальных районов благоприятствовали развитию эоловых процессов. В результате эоловой переработки песчаного материала зандровых равнин на них сформировались параболические дюны, продольные и поперечные гряды.
Особенно большие площади зандровые поля занимают у границ московской (тазовской) стадии среднеплейстоценового оледенения. Наиболее обширный приледниковый водоем существовал в среднеплейстоценовое время у границ ледника в Западной Сибири, где при общем уклоне поверхности к северу сток талых ледниковых вод в этом направлении сдерживался расположенным здесь ледником.
Для гор, подвергавшихся оледенению, характерны резкие формы так называемого альпийского рельефа. Гребни гор зубчатые, вершины пикообразные, склоны осложнены древнеледниковыми цирками и карами, на днищах которых нередко встречаются озера. Расположение каров указывает на положение снеговой границы в горах в период оледенения. Крупные долинные ледники спускались ниже этой границы, формируя U-образные троговые долины. Такой тип рельефа образуется при горно-долинном оледенении. В горах, где имеется современное оледенение, его формирование продолжается.
В горах Северо-Востока и возрожденных горах Южной Сибири (Алтай, Саяны, Прибайкалье) более раннее оледенение было полупокровным. Ледник залегал в виде сплошного покрова на выровненных поверхностях и спускался по склонам короткими широкими лопастями.
Особенности древнего оледенения различных горных областей определялись не только общей климатической обстановкой, но и высотой гор на момент оледенения по сравнению с высотой снеговой границы в данном районе. Например, Ю.П. Баранов (1967) указывал, что в горах Северо-Востока раннеплейстоценовое похолодание не вызвало оледенения, так как лишь отдельные вершины гор слегка поднимались над снеговой границей.
Криогенная морфоскульптура
В ледниковые эпохи на обширных площадях, лишенных ледяного покрова, происходило, как уже отмечалось, глубокое промерзание грунтов и формирование многолетней мерзлоты и связанное с ней образование криогенной морфоскульптуры. Ныне криогенная морфоскульптура распространена там, где современные климатические условия способствуют сохранению мерзлоты, а в северных районах Сибири и ее образованию.
В западной части России криогенная морфоскульптура распространена сравнительно неширокой полосой вдоль побережья морей Северного Ледовитого океана, в основном в пределах тундры и лесотундры, но за Енисеем она встречается вплоть до южных границ нашей страны.
На равнинах с мерзлотой связано распространение термокарстовых котловин и бугров пучения. Термокарстовые котловины — округлые правильные формы, возникающие при таянии подземного льда. В диаметре они имеют от нескольких десятков метров до 1-2 км; иногда сливаются в цепочку котловин. Положительными формами криогенного рельефа являются однолетние бугры пучения и многолетние бугры — булгунняхи (гидролакколиты), достигающие 30-40 м высоты и 100-150 м в диаметре. Все эти формы образуются на участках с достаточно мощным чехлом рыхлых отложений и значительной льдистостью грунта. Особенно характерны они для Центральной Якутии, Колымской и Яно-Индигирской низменностей, для Северо-Сибирской низменности и северных районов Западной Сибири. В районах с маломощным чехлом рыхлых отложений (многочисленные плато Средней Сибири) наиболее обычны солифлюкционные процессы и создаваемые ими солифлюкционные террасы. В тундрах распространены полигональные образования (пятна-медальоны, каменные многоугольники) и термокарстовые западины. Размеры полигонов колеблются от 1-2 до 15-20 м, достигая иногда и 50-60 м. Заметную рельефообразующую роль в районах многолетней мерзлоты играют наледи. Особенно крупные наледи — тарыны — характерны для Северо-Востока, где в их образовании принимают участие поднимающиеся по разломам подмерзлотные подземные воды.
В горах в результате криогенного рельефообразования формируются гольцовые поверхности, имеющие сглаженные очертания и покрытые полигональными грунтами. Для них характерны курумы — россыпи каменных обломков, плащеобразно покрывающие вершины и пологие склоны (каменные моря). При увеличении наклона поверхности обломочный материал под действием силы тяжести начинает медленно двигаться вниз, обследуя каменные реки. Характерны для гольцов нагорные террасы, ступенями спускающиеся по склонам гор. Ширина площадок террас от нескольких метров до 1-2 км, высота уступов от 1-2 до 10-20 м.