Евразийские гидросферные катастрофы и оледенение Арктики

Автор: М. Гросвальд
Источник: Москва, «Научный мир» 1999. ББК 26.222.8:823; ISBN 5-89176-067-3
Полный вариант в формате DJVU (14.5Mb)

Глава 4
МАНЫЧСКИЙ СКЕБЛЕНД И СВЯЗАННЫЕ С НИМ ГРЯДОВО-ЛОЖБИННЫЕ КОМПЛЕКСЫ

4.3. Северный Казахстан и Центральная Азия

Переходя к грядово-ложбинным комплексам Северного Казахстана, следует подчеркнуть, что и косые ложбины Закаспия, и меридиональные "лотки" Приаралья (см. ниже) лежат на продолжении сквозных долин Тургайского плато и Казахского мелкосопочника. Из этих форм сейчас по-настоящему известна лишь Тургайская ложбина.

4.3.1. Тургайское плато

Меридиональная Тургайская ложбина прорезает Арало-Иртышское междуречье, уходя далеко в пределы Западно-Сибирской равнины на севере и достигая солончаков Шалкар-Тенгиз на юге. Длина ее более 800 км, ширина от 35 км на севере, до 50-70 км на юге. Дно ложбины плоское, изобилующее озерами; его ширина от 15 до 50 км, внутридолинный водораздел лежит на абс. высоте 126 м. Склоны поднимаются на 40-90 м над днищем и до 190-200 м над ур. моря. На севере ложбину дренирует р. Убаган, впадающая в Тобол, на юге – реки Тургай, Иргиз, Улькаяк, Сарыгзен.

Судя по геологической карте, ложбина врезана в горизонтально лежащие толщи кайнозоя и мезозоя и выполнена аллювиальными и озерными песками, супесями и глинами с прослоями гравийно-галечного материала; по данным биостратиграфии, возраст ее заполнителя – средний и верхний плейстоцен [Бобоедова, 1971]. Однако скважина, пробуренная на глубину 80 м у водораздела, в25 км к югу от оз. Кушмурун, вскрыла лишь отложения верхнего плейстоцена – глины, суглинки и пески, отложенные при кульминации и убывании последнего оледенения.

Как показало датирование образцов, взятых с разных глубин, заполнение ложбины началось после 28 тыс. лет назад, было в разгаре 19 тыс. лет назад и завершилось до 11,6 тыс. лет назад. [Астахов, Гросвальд, 1978; Гросвальд, 1983].

Сквозной характер Тургайской ложбины стал очевиден еще в прошлом веке, тогда же была высказана мысль о ее связи со стоком талых ледниковых вод из Западной Сибири в Арало-Каспий-скую депрессию. Эта возможность допускалась Н.К. Высоцким, С.С.Неуструевым, Н.Г.Кассиным, А.П.Сиговым, А.Г.Доскач и другими (см. обзор [Бобоедова, 1971]). Однако, согласно взглядам, господствовавшим до 1978 г., возможность переброски стока из Западной Сибири на юг возникала лишь в среднем плейстоцене, когда, как полагали, появлялась ледниковая плотина в низовьях Оби и Енисея (см., например, [Земцов, 1976]). Поэтому сквозной сток через Тургай допускался только для самаровского и тазовского этапов оледенения, а о более молодом, позднеплейстоценовом стоке через ложбину стали говорить лишь после появления концепции последнего оледенения, охватывавшего всю Арктику [Hughes et al., 1977; Волков и др., 1978].

В наших реконструкциях Тургайская ложбина выступает как крупнейший в мире спиллвей [Гросвальд, 1983,1998; Гросвальд, Котляков, 1989]. Что же касается "тургайских потоков", то по мнению одних, в частности, А.А.Бобоедовой [1971], в ложбине располагались слабопроточные озерные бассейны, которые в зависимости от климата то усыхали, то вновь возникали. По мнению других, талые ледниковые воды через Тургай вообще не стекали. В этом согласны и противники оледенения шельфа Западной Сибири [Марков и др., 1965; Astakhov, 1992; Величко и др., 1994], и те, кто считает, что климат бассейнов Оби и Енисея был слишком сухим [Kvasov, 1979].

Между тем, анализ новых космоснимков ложбины приводит к заключению, что Тургайский спиллвей – молодая форма, которая создана флювиальной эрозией и еще недавно являлась руслом потока высокой мощности [Komatsu et al., 1997, 1999]. Более того, судя по новым картам и материалам космосъемки, Тургайское плато пересекает не одна, а по меньшей мере полдюжины молодых сквозных долин (см. рис.19). Некоторые из них, как и Тургайская ложбина, ориентированы меридионально, другие направлены с северо-востока на юго-запад и принадлежат к числу косых.

Меридиональные и косые долины не имеют тенденции к слиянию, наоборот, они резко пересекаются, образуя углы в 40-50° (рис. 20). Результат их пересечения можно видеть на примере долины Ишима. Ее верховья совпадают с отрезком косой ложбины, а нижнее течение – с меридиональной, в целом же плановая форма долины подобна косой букве V.

Долины, секущие Тургайское плато, в большинстве своем сухие, они вмещают лишь группы бессточных озер (см., например, косую Сыпсы-накашскую ложбину, рис.20), часть их явно "мис-фитны", они заняты несоразмерно малыми реками. К числу крупных рек здесь могут быть отнесены только транзитные Верхний Тобол, Убаган, Тургай, Ишим и Улькаяк, да водотоки Тенгиз-Кургальджинской впадины. На ряде участков днища сухих долин имеют рельеф довольно типичного скебленда.

Пересекаясь, сквозные долины Тургайского плато образуют "плетенку", их стволы сближаются и расходятся, оставляя место для "гор-свидетелей". Последние, как правило, имеют каплевидную форму с тупыми оголовками, обращенными вверх по течению, и косами в ухвостьях, что, как указывает Р.С.Чалов [1997], вполне обычно для систем прямолинейных неразветвленных русел. Тургайские горы-свидетели похожи на эрозионные останцы, являющиеся элементами скеблендов, аналогичные им формы можно видеть в бассейнах рек Колумбия и Спокан в США, в канадских провинциях Саскачеван и Альберта, а также на снимках марсианских долин, созданных гидросферными катастрофами [Baker et al, 1991; Рудой, 1995; Shaw et аl., 1989, 1996; Кузьмин, 1998].

Долины Тургайского плато лежат в сравнительно широком интервале высот. Отметки их днищ варьируют от 110-120 м в Тургайском спилл-вее до 210-240 м в других долинах. Причем различия в высотном положении долин здесь никак не связаны с их возрастом, вышележащие долины не принадлежат к относительно древней генерации форм, а нижележащие – к более молодой, как это часто пытаются представить (сообщение А.Г.Илларионова).

На снимках плато видно, что косые комплексы гряд и ложбин, проходящие по его высоким участкам, в ряде случаев пересекают (с "налеганием") более низкие меридиональные долины и, таким образом, оказываются моложе их. В частности, Тургайский спиллвей пересечен системой параллельных гряд и "ленточных" озер, направленных под острым углом к его оси. Эти гряды – типичные бэровские бугры, они параллельны осям соседних косых ложбин, в том числе диагональным отрезкам долин Ишима и Тургая (см. рис.19 и 20). Таким образом, здесь можно видеть то же несогласие в простираниях спиллвея и бэровских бугров, то же косое "наложение" бугров на спиллвей, что было отмечено для района озера Маныч-Гудило.

Можно думать, что в эрозионном расчленении Тургайского плато попеременно участвовали инерционные потоки, имевшие разные направления и, возможно, различную гидравлику. На одних этапах это мог быть квазистационарный сток, на других – катастрофические потопы, накатывавшиеся с северо-востока и севера. Масса "потопной" воды была столь велика, что она не могла проходить через Тургайский спиллвей. Уровень воды повышался до отметок более 200 м, и возникал поток пластового типа, который "переваливал" через плато, не делая различий между долинами и междуречьями. Пласт воды двигался здесь вверх по склонам, следуя против течения современных Ишима, Убагана, Верхнего Тобола, а также вверх по Силеты-Нуринской ложбине, набирая высоту от 105 м у озера Чаны в центре Барабинской степи до 305 м у озера Тенгиз.

4.3.2. Туранская низменность

Долинные системы Тургайского плато открываются не только на юго-запад, но и на юг, к молодой платформенной равнине Турана и Аральскому морю. В рельефе равнины помимо гор и пластовых возвышенностей, образующих ее обрамление, широко представлены обширные низменности. Их поверхность слагается молодыми (не древнее неогена) осадочными породами, залегающими горизонтально.

Низменности Турана обычно связывают с отрицательными элементами новейшей структуры, а впадину Аральского моря, как и ложбины Верхнего Узбоя и Тургая, продолжающие ее на юг и север, относят к меридиональной зоне молодого (плиоцен-четвертичного) прогиба. А в более мелких впадинах, как уже говорилось, многие видят либо грабены и синклинальные прогибы, либо, наоборот, – котловины, выработанные в ядрах антиклиналей [Мещеряков, 1972]. Особенно много замкнутых котловин в западной половине региона, тяготеющей к Каспийскому морю (см. раздел 4.3.1). Причем все они, независимо от структурной принадлежности, приурочены к днищам широких сухих ложбин. Не составляют исключения и впадины, занятые самим Аральским морем и Сары-камышским озером.

Климат Турана аридный, в пределах области лежат крупные пустыни. В них широко представлены различные по размерам комплексы гряд и ложбин, которые большинством геоморфологов считаются эоловыми.

Песчаные гряды. Гряды, называемые кырами, обрамляют плато, образуя на их краях своеобразную "бахрому". Так что кыры – это линейные останцы, производные от ложбинного расчленения периферии плато, их характерная особенность – плоские вершины, имеющие ширину 0,5-2 км. Другие гряды – песчаные, предполагается, что большинство их имеет ядра из коренных пород. Грядовые комплексы распространены значительно шире кыров. Считается, что они образованы эоловой переработкой каракумской аллювиально-озер-ной толщи, имеющей четвертичный возраст.

Грядовые пески приурочены к подгорной и центральной частям пустыни Каракум и Западным Кызылкумам. Индивидуальные гряды имеют здесь высоты до 30-35 м, их протяженность варьирует от сотен метров до сотен километров. В Западных Кызылкумах, например, типичная длина гряд – 4-8 км, хотя есть и формы с длиной более 60-100 км. Как и в Каракумах, здесь широко развиты и сравнительно мелкие формы – барханные комплексы, которые чаще всего занимают днища межгрядовых ложбин.

Песчаные гряды Турана имеют в общем субмеридиональную ориентировку, причем, подобно бэровским буграм северо-западного Прикаспия, они образуют две генерации форм. Одна из них, относительно древняя, состоит из крупных гряд (в среднем 4 гряды на 20 км широтного профиля), которые ориентированы на ЮЮВ 150-160° и не пареллельны друг другу, а веерообразно расходятся к югу (рис. 21). Гряды второй генерации, более молодые и прямолинейные, ориентированы на ЮЮЗ 185°; они мельче (8-9 форм на 20 км профиля) и наложены на более древние, образуя угол в 25° (рис. 22А).

Одни песчаные гряды Турана внешне похожи на продольные дюны субтропических пустынь, другие, особенно "молодые" – на бэровские бугры Прикаспия, отличаясь от них лишь ориентировкой. Пример первых – уже упоминавшиеся гряды и ложбины Каракумов и Западных Кызылкумов (рис. 22Б), пример вторых – молодые формы юго-восточного Приаралья, а также гряды, пересекающие долину Амударьи в районе Хивы и Ургенча.

Выше упоминалось, что происхождение грядового рельефа пустынь Турана многие исследователи связывали с процессами ветровой эрозии (дефляции) и эоловой аккумуляции. Сторонниками этой теории были В.А.Дубянский, В.А.Обручев, Л.С.Берг, И.С.Щукин, Б.П.Орлов и другие. Связь песчаных гряд Средней Азии с действием ветра признавалась И.П.Герасимовым и К.К.Марковым [1939]. Однако наиболее полное обоснование эоловой концепции в приложении к грядовому рельефу Турана было дано Б.А.Федоровичем [1948].

Б.А.Федорович, одним из первых применивший аэрофотосъемку для решения задач геоморфологии, создал привлекательную теорию происхождения рельефа пустынь Средней Азии. Главным агентом пустынного рельефообразования он считал ветер, по его теории, в создании песчаных гряд Турана участвовали как эолово-аккумулятивные, так и эолово-денудационные процессы, а в прямолинейности и выдержанной ориентировке этих форм Б.А.Федорович видел одно из доказательств их эолового генезиса. Тем более, что, как он считал, эта ориентировка совпадает с господствовавшими здесь ветрами. (Последнее, однако, неверно: по современным реконструкциям, например, [Kutzbach, Wright, 1985], направления ветров Турана не совпадали с ориентировкой его песчаных гряд, а пересекали ее под прямым углом.)

Вместе с тем, некоторые исследователи считали, что важную роль в развитии рельефа Турана играла и речная эрозия. К их числу относились И.П.Герасимов [1993] и С.Ю.Геллер [1937, 1940]. Последний вообще отрицал, что ветер играл сколько-нибудь значительную роль в создании песчаных гряд, он считал, что генезис этих форм – чисто флювиальный, водно-эрозионный и аккумулятивный. Взгляды С.Ю.Геллера разделялись также В.Н.Куниным и П.С.Макеевым [1948].

Кунин, например, писал: "В северных Каракумах... только речная эрозия могла создать грядовый рельеф. Коренные породы там представлены плотными песчаниками и глинами и, тем не менее, в них вырезаны ложбины глубиной до 60 м". Именно вырезаны, ибо гряды нацело состоят из коренных пород и почти совсем лишены покрова из эоловых песков. "Ветер этого сделать не мог, – продолжал Кунин, – такие гряды эоловым путем не объяснишь". Не верил в эоловый генезис гряд и П.С.Макеев, предлагавший взамен и водно-эрозионную, и карстовую, и даже тектоническую гипотезы: он, как известно, допускал, что цоколи песчаных гряд образованы складками коренных пород (цит. по [Федорович, 1948]).

Таким образом, по С.Ю.Геллеру и В.Н.Кунину, гряды Каракумов и Кызылкумов – суть эрозионные останцы, сложенные коренными породами и лишь с поверхности присыпанные песком. Этот вывод Геллер подтвердил и данными анализов, судя по ним, пески Турана имеют не эоловый, а аллювиальный генезис. А раз так, – рассуждал далее С.Ю.Геллер [1940], – то грядовый рельеф образовался при влажном климате, скорее всего – в условиях последнего плювиала, совпадавшего с пиком валдайского оледенения. Именно тогда на склоны Копетдага обрушились ливневые дожди, и оттуда, с Копетдага на север, протекали мощные реки, они и расчленили поверхность Турана. Почти в тех же словах писал о причинах обводнений Центральной Азии и И.П.Герасимов.

Что же касается самых крупных впадин Турана, Аральской и Сарыкамышской, то их происхождение почти все исследователи связывают с неотектоникой [Мещеряков, 1972]. С этим, как считают многие, хорошо согласуется крайняя молодость Аральского моря, на дне которого нет слоев, имеющих более древний возраст, чем поздне-валдайский [Кесь, 1991]. Однако тектоническое объяснение впадины Арала не единственно возможное, есть и другие. По идее И.П.Герасимова, например, обе впадины, Аральская и Сарыка-мышская, могли быть созданы водной эрозией – среднеплейстоценовыми (как он считал) реками, стекавшими на юг через Тургайскую ложбину (цит. по [Мещеряков, 1972]).

---