геоморфология

ной поверхности («парниковый эффект»). В количественной оценке изменений термического режима поверхности Земли мнения различных исследователей существенно разнятся, но наличие самой тенденции к повышению температуры в связи с ростом концентрации в атмосфере двуокиси углерода никем не оспаривается.

Парниковый эффект усиливается в связи с увеличением содержания паров воды в атмосфере. Соответствующая тенденция обусловлена расширением орошаемых площадей, строительством водохранилищ, а также повышением температуры, связанным с увеличением содержания углекислого газа.

В атмосферу Земли ежегодно поступает около 380 млн тонн сернистых соединений. При этом на долю техногенных источников приходится около 147 млн тонн (40 %). Установлено, что рост содержания серы способствует устойчивости облачности и увеличению площади облаков, а образование серной кислоты — это еще одна причина возрастания агрессивности природных вод, стимулирования выветривания и карстовых процессов.

Прогрессирующий рост запыленности атмосферы вызывает устойчивую тенденцию к уменьшению прихода солнечной радиации. Запыленность атмосферы, таким образом, стремится компенсировать парниковый эффект, обусловленный увеличением концентрации углекислого газа.

На энергетический баланс планеты оказывает влияние изменение величины альбедо (отражательной способности). Максимальных значений эта величина достигает на снежной поверхности (до 98 % солнечной радиации отбрасывается в космос «снежным зеркалом»). В связи с чем наблюдающееся сокращение площади многолетних льдов в приполярных областях способствует накоплению тепла и увеличению температуры. Это увеличение, в свою очередь, приводит к уменьшению площади льдов. Таким образом, процесс приобретает лавинообразный характер.

Изменения теплового баланса Земли происходят также в результате непосредственного выделения большого коли-

91

чества тепла промышленными предприятиями. Уже сейчас в крупных городах и промышленных районах количество техногенного тепла сопоставимо с теплом, приходящим с солнечным излучением.

Приведенные данные наглядно демонстрируют всю сложность процессов, протекающих в атмосфере, а в связи с этим и сложность задач по прогнозу климатических изменений на планете в ближайшем и отдаленном будущем. Неоспоримым, однако, остается факт устойчивой тенденции к потеплению климата в последние десятилетия, что сказывается на атмосферной циркуляции, увеличении нестабильности климатических параметров. Эта нестабильность выражается в увеличении количества природных катастроф — штормовых и ураганных ветров, торнадо, пыльных бурь, аномально низких зимних температур и аномально жарких летних сезонов.

Литература к разделу 2.2: [18, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 29, 30].

2.3. Четвертичные отложения территории России

Территория России, занимающая шестую часть суши, отличается неповторимым разнообразием природных условий, разнообразием геологического строения в целом и строения чехла четвертичных отложений, в частности. По характеру строения, особенностям геологического картирования четвертичных отложений территория России разделена на несколько регионов, для которых разработаны региональные

стратиграфические схемы.

2.3.1. Европейская часть России (Русская равнина, Черноморско-Каспийская область и Кавказ)

На Европейской части России важнейшим стратотипическим регионом является Русская равнина. В тектоническом отношении она в основном совмещается с древней ВосточноЕвропейской платформой. Мощность четвертичных отложе-

92

ний здесь изменяется в широком диапазоне — от нуля и первых метров до нескольких сотен метров, что связано с достаточно высокой степенью вертикального расчленения подошвы четвертичных отложений, а также с особенностями

неотектонической структуры территории. Главным свойством этой структуры является чередование ориентированных преимущественно в субмеридиональном направлении крупных поднятий и депрессий, выраженных в рельефе возвышенностями и низменностями со средней шириной 300—350 км и перепадами высот от 120—200 м (в пределах низменностей) до 370 и более метров (на возвышенностях). Ориентировка новейших тектонических структур предопределила преобладающее направление стока наиболее крупных рек территории — Волги, Дона, Днепра (южное направление), Печоры, Мезени, Северной Двины (северное направление). Эти же структуры оказывали влияние и на направление движения льда в ледниковые периоды, распространение гляциоэвстатических трансгрессий в межледниковья. В целом мощности четвертичных отложений возрастают в пределах отрицательных структур и уменьшаются на поднятиях. В депрессиях, кроме того, большим распространением пользуются аллювиальные, озерные, болотные, водно-ледниковые, а также морские отложения.

Важнейшими формациями четвертичных отложений в

пределах Русской равнины являются: ледниковая, включающая собственно ледниковые отложения (морены) и водно-лед- никовые образования; формация перигляциальных лессов, представленная в совокупности с ископаемыми почвами лес- сово-почвенными комплексами; аллювиальная, образованная сложно построенными террасовыми рядами и современным аллювием речных и балочных долин. Здесь известны морские, озерные, болотные, элювиальные образования, а также различные отложения склонового ряда, имеющие, однако, существенно меньшее распространение по площади и в разрезе.

Морены на Русской равнине в литологическом отношении представлены глинами, суглинками, супесями, окраска которых изменяется от зеленовато-серых и бурых до кирпично-

93

красных тонов. Важнейшей диагностической компонентой морен является примесь разнообразного по составу обломочного материала различной размерности (от гравия и мелкой гальки до крупных валунов). Выветрелые граниты, кристаллические сланцы, гнейсы, шокшинские кварциты и другие породы образуют группу эрратических (чуждых данной местности) обломков. Они дополняются обломками местных пород. Среднее содержание обломков в моренах около 10 %. В текстурном отношении для морен характерны выраженные в различной степени криотурбации, гляциотектонические деформации. Водно-ледниковые отложения сформированы преимущественно кварцевыми песками, часто косослоистыми, разнозернистыми (флювиогляциальный комплекс). В песках отмечаются различные по составу обломки, прослои и линзы глин. Для озерно-ледниковых отложений (лимногляциальный комплекс) характерна тонкая сезонная ленточная слоистость.

Собственно лессовые отложения Русской равнины, представленные однообразными пористыми образованиями палевой, светло-бурой окраски, состоящие на 75 % и более из кварца алевритовой размерности, характерны для молодых (валдайских) горизонтов. Более древним горизонтам в большей степени свойственны лессоиды, лессоподобные отложения, представленные бурыми суглинками, пористыми, в различной степени карбонатными, содержащими известковистые пустотелые конкреции («дутики»). В разрезах лессовых толщ отмечаются горизонты ископаемых почв.

Аллювий Русской равнины слагает днища речных и балочных долин и речные террасы. В литологическом отношении он представлен преимущественно кварцевыми, в различной степени глинистыми, разнозернистыми песками, супесями и суглинками, а также глинами с прослоями торфа (в старичной фации). Для рек южного направления стока, питание которых в ледниковые периоды в значительной степени осуществлялось за счет талых вод, свойственно формирование аллювиальных свит в продолжение двух кли-

94

матохронов — межледникового и ледникового. Первая надпойменная терраса (средне- и верхневалдайский горизонты) обладает высотой над меженным урезом воды от 5—6 м до 10 м. Высота второй надпойменной террасы (микулинский и нижневалдайский горизонты) колеблется от 10—15 до 25 м. Обе эти террасы отвечают низкому террасовому уровню. Более древние аллювиальные свиты (одинцовско-москов- ская, лихвинско-днепровская, мучкапско-окская, ильинскодонская и др.) образуют высокий террасовый уровень, располагающийся на высотах 30—40 м и более над меженным урезом воды. На соотношения террас в террасовом ряду оказывают влияние неотектонические движения. Вследствие чего в долинах крупных рек террасы по простиранию изменяются от прислоненных (в областях устойчивых поднятий) до вложенных и наложенных (в зонах погружений).

По особенностям строения четвертичного покрова на Русской равнине выделяются ледниковая и внеледниковая области. Ледниковая область занимает большую часть территории. Ее граница проходит по контуру максимального распространения ледников. Этот контур выражен двумя крупными разновозрастными языками древних покровных ледников — Днепровским и Донским, которые приурочены к Приднепровской и Окско-Донской низменностям. Они огибают почти всю территорию Среднерусской и Приволжской возвышенностей, входящих во внеледниковую область (рис. 2).

Неоднократное распространение материковых покровных ледников связано с деятельностью скандинавско-

го (фенно-скандинавского), баренцевоморского, карского (новоземельского) ледниковых центров. В рельефе Русской равнины отчетливо выражены краевые образования пяти оледенений: донского, днепровского, московского, калининского и осташковского. Морены окского оледенения (конец раннего неоплейстоцена) перекрыты более молодыми отложениями. Достоверные следы оледенений, предшествовавших донскому — ликовского и сетуньского, — установлены только в скважинах в Московском регионе. На развитие

95

Рис. 2. Границы четвертичных оледенений Восточно-Европейской равнины (по Величко и др., 2005 с упрощениями):

1 — донского, 2 — окского (предполагаемая); 3 — днепровского; 4 — московского; 5 — валдайского

96

оледенения на Русской равнине, равно как и на развитие оледенения большей части территории Западной Европы, существенное влияние оказывало мощное теплое течение Гольфстрим (его Нордкапская ветвь), проходящее в акватории Европейского Севера вплоть до Карских ворот. Это течение поставляло большое количество влаги и атмосферных осадков для формирования покровных ледников. Под действием внутриледного давления лед стекал в различных направлениях. Образующиеся у края ледников талые воды формировали обширные, в основном песчаные поля сплошных зандров, которые к югу постепенно замещались долинными зандрами и перигляциальным перстративным и констративным аллювием крупных речных долин с южным направлением стока. За пределами распространения льда на водоразделах

исклонах долин накапливались толщи пыли, принесенной от края ледника стоковыми холодными и сухими ветрами. Эта пыль, преобразовываясь элювиальными, мерзлотными

исклоновыми процессами, становилась основой для обра-

зования толщ лессовых и лессоподобных (лессоидных) отложений. При отступании ледников формировались толщи основной морены с характерным беспорядочно холмистым рельефом, подпрудными озерами, ложбинами стока талых вод. Морена на значительных площадях перекрывалась сплошными зандрами стадии отступания ледника. При временных остановках ледников образовывались протяженные гряды конечных морен.

В эпохи потепления климата (в межледниковья) ледники исчезали, прекращалось поступление пыли, поверх лессов формировались почвы, озерные и болотные отложения. Реки южного направления стока, теряли ледниковое питание, переходили в инстративную фазу, активно врезаясь в подстилающие отложения, а ранее накопившийся перигляциальный аллювий обнажался в уступах образующихся террас. Реки с северным направлением стока, которые в ледниковья перекрывались ледниками и переставали существовать, в межледниковые периоды возрождались, частично наследуя контуры

97

своих доледниковых долин. В связи с общим подъемом базиса эрозии в результате межледниковых трансгрессий Северного Ледовитого океана эти реки переходили в констративную фазу, а в их устьевых частях накапливались ингрессивные морские отложения. В пределах областей питания ледников эти процессы осложнялись гляциоизостатическими поднятиями земной коры, обусловленными ее освобождением от мощной ледовой нагрузки. При новом похолодании климата надвигающиеся ледники в значительной степени уничтожали ранее образовавшиеся ледниковые и межледниковые отложения, которые спорадически сохранялись лишь в переуглубленных участках доледниковой поверхности.

Важной особенностью палеогеографии четвертичного периода Русской равнины являлось закономерное уменьшение площади покровных ледников от более древних к более молодым ледниковым эпохам. Это связывается с направленным похолоданием климата, возрастающей площадью замерзания поверхности Северного Ледовитого океана в ледниковые эпохи, превращением его в «климатическую сушу», не дававшую достаточного количества осадков для увеличения площади наземного оледенения. Вместе с тем, общее понижение температуры увеличивало мощность и площади распространения многолетнемерзлых пород, а нарастающая сухость воздуха способствовала более интенсивному накоплению лессов. Все это обусловило и особенности строения ледниковой области. В ней выделяются подобласти, отличающиеся сложностью строения четвертичного покрова.

Подобласть ледникового выноса сопоставляется с областью питания неоднократно возникавших ледников. Она располагается в пределах Балтийского щита и отличается наиболее простым строением четвертичного покрова. Здесь в основном распространены образования голоценового возраста: почвы, озерные, озерно-болотные и болотные отложения, аллювий в днищах речных долин. Они залегают непосредственно на коренных породах или перекрывают относительно небольшие по мощности и площади распространения ледни-

98

ковые отложения. Для области ледникового выноса весьма характерны различные формы рельефа, обусловленные ледниковой денудацией — «бараньи лбы», «курчавые скалы», «китовые спины», возвышающиеся островами над уровнем моря, шхерные, фиордовые и фиардовые типы берегов.

Подобласть распространения валдайских морен расположена южнее подобласти ледникового выноса. Ее граница проходит в общем северо-восточном направлении примерно через города Витебск, Смоленск, Вологду, Сыктывкар

идалее резко поворачивает на север до берега Белого моря (см. рис. 2). Здесь, кроме голоценовых отложений, в контурах распространения осташковского ледника развита морена и водно-ледниковые отложения, относящиеся к одноименному горизонту. Между границами калининского и осташковского ледников в долинах, помимо голоценового аллювия, появляется аллювий первой надпойменной террасы. Его возраст датируется ленинградским (стадия врезания) и осташковским (заполнение долин) горизонтами. На водоразделах над ленинградской почвой появляется осташковский лесс, перекрытый голоценовыми образованиями (почвами, болотными

иозерными отложениями).

Подобласть распространения средненеоплейстоценовых морен характеризуется усложнением строения четвертичного чехла как на водоразделах, так и в речных долинах. В пространстве между границами распространения

калининского (ранневалдайского) и московского ледников

(см. рис. 2) в речных долинах добавляется вторая надпойменная терраса, датируемая микулинским и калининским горизонтами, а на водоразделах микулинская погребенная почва, залегающая на морене московского горизонта, подстилает калининский лесс, который, в свою очередь, отделяется ленинградской почвой от осташковского лесса, перекрытого современной почвой. За пределами распространения московского ледника в долинах появляется третья надпойменная терраса. На водоразделах лессово-почвенный разрез усложняется одинцовской почвой и московским лессом.

99

Подобласть распространения нижненеоплейстоценовых морен дополняется четвертой надпойменной террасой, а также мучкапско-окским аллювием, часто выходящим в цоколе четвертой надпойменной террасы. Соответственно усложняется строение и лессово-почвенных образований на водоразделах.

Во внеледниковой области наблюдается наиболее сложное строение четвертичного покрова за счет распространения нижненеоплейстоценовых и эоплейстоценовых аллювиальных образований, увеличения количества лессов и разделяющих их почв. Здесь отсутствуют отложения ледниковой формации, но достаточно широко развиты элювиаль- но-делювиальные красноцветные образования кор выветривания плиоцена и эоплейстоцена (с абсолютным возрастом по калий-аргоновому методу в интервале от 3,5 млн лет до 0,8 млн лет назад) — скифские (красно-бурые) глины. Они и их стратиграфические аналоги распространены не только во внеледниковой области Русской равнины, но и в Молдавии, на юге Украины, в Приуралье и Зауралье, на юге Западной и Восточной Сибири, в Средней Азии, а также в Монголии, в Китае и в Индии. Скифские глины залегают на высоких неогеновых террасах и в пределах междуречий. Их мощность достигает 70 м. В глинах отмечаются 3—4 и более горизонтов погребенных почв, встречаются прослои лессов.

Черноморско-Каспийская (Понто-Каспийская) область

непосредственно примыкает к внеледниковой области Русской равнины с юга. Она представляет самостоятельный стратотипический регион. Среди четвертичных отложений здесь большое стратиграфическое значение принадлежит морским образованиям. Трансгрессивно-регрессивные циклы Черно- морско-Каспийской области имеют различное происхождение — климатическое и тектоническое. Климатические циклы тесно связаны с развитием ледниковых процессов на Русской равнине и гляциоэвстатическими изменениями уровня Мирового океана. При этом выделяется два возможных режима — режим замкнутых (не имеющих связи с Миро-

100