Таблица. Схема стратиграфии четвертичных отложений Русской равнины

впадины, занятые в настоящее время озерами. Озер здесь особенно много, недаром Финляндию и Карелию называют «странами тысяч озер». Анализ строения гряд и впадин показывает, что многие из них обусловле­ны разломной тектоникой, т. е. ледник лишь подверг обработке гряды, склоны и днища впадин, но не создал сколько-нибудь круп­ных новых выработанных форм.

Более мелкие денудационные формы с ледниковой обработкой — это уже описанные выше бараньи лбы, скопление которых обра­зует рельеф «курчавых скал». На склонах гряд и бараньих лбов выделяются ледниковые «шрамы» — царапины.

Рис. 83. Схема соотношения ледниковых и водно-ледниковых форм покровных оледенений:

/ — конечноморениая гряда; 2 — зандровая равнина; 3 — всхолмленная моренная равни­на; 4— друмлины; 5 — озы; 6 — камы; 7— озера ледникового выпахивания; 8 — эродиро­ванная льдом коренная порода; 9 — бараньи лбы и курчавые скалы

Специфична морфология речных долин области преобладаю­щего ледникового сноса. Они, как правило, неглубоко врезаны, имеют невыработанный продольный профиль, на них много порогов и быстрин, но отсутствуют водопады (следствие сглаживаю­щей работы ледника). В плане речные долины имеют четко видное строение, многие из них являются протоками, соединяющими со­седние озера.

В пределах описываемой области имеются и аккумулятивные формы, сохранившиеся со времени последнего оледенения.. Так, крупный комплекс краевых аккумулятивных форм типа конечных морен отмечен в южной Финляндии. Это полоса гряд, получившая местное название Сальпаусселькя. Она образовалась во время последней задержки валдайского ледникового покрова, незадолго до его полного исчезновения. К северу, а местами и к югу от этой гряды часто встречаются узкие, похожие на железнодорожные насыпи извилистые гряды, ориентированные более или менее по нормали к грядам Сальпаусселькя. Это озы. Они протягиваются на десятки километров при ширине от нескольких десятков до 150 м. Высота гряд достигает 50 и даже 100 м, углы наклона склонов — 30—45°. Интересно, что в своем расположении озы совершенно не считаются с современ­ным рельефом. Они могут пересекать гряды, перегораживать озе­ра и т. д. Озы рассматривают как аккумулятивные формы флювиогляциального происхождения. Они состоят из наносов флювиогляциальных внутриледниковых или подледниковых потоков, которые в результате таяния ледника спроектировались на подстилающую поверхность. Материал, слагающий озы, представлен косослоистыми песками, гравием и галькой, часто встречаются скопления валунов. Эти формы используются в практических целях: для до­бычи строительных материалов, прокладки дорог по их наиболее; возвышенным частям, поскольку зачастую только озы могут быть использованы для этого в лабиринте озер и болот, занимающих едва ли не большую часть поверхности Финляндии.

Зона преобладающей ледниковой аккумуляции в зависимости от степени сохранности форм аккумулятивного гляциального рель­ефа может быть подразделена на несколько подзон. Сохранность форм в свою очередь обусловлена временем ухода ледника с той или иной территории.

Самая древняя ледниковая эпоха — окская — не оставила на Русской равнине сколько-нибудь заметных следов в ее рельефе. О существовании этой ледниковой эпохи можно судить лишь по со­хранившимся в единичных обнажениях выходам морены, лежащей стратиграфически ниже отложений днепровского оледенения. Сле­дующая ледниковая эпоха — днепровская — была эпохой макси­мального оледенения. Край ледника спускался далеко на юг по до­линам Днепра и Дона. В качестве следов его существования сохра­нились лишь суглинки основной морены и редкие валуны. Местами перед краем ледника расстилаются поля песчаных приледниковых флювиогляциальных отложений. Это зандры. В долине Днепра, близ г. Карева, свидетелями днепровского оледенения являются напорные морены, так называемые Каневские гляциодислокации.

Значительно лучше сохранились следы предпоследнего — мос­ковского оледенения, южная граница которого проходила в окрест­ностях Москвы. Здесь уцелел холмисто-западинный рельеф основ­ной морены, сохранился почти сплошной покров ледниковых отло­жений, ряд конечно-моренных образований. Местами (например, к западу от Москвы) сохранился камовый рельеф. Камами назы­вают холмы в пределах ледниковой аккумулятивной равнины, сложенные слоистыми флювиогляциальными отложениями. Холмы имеют вид округлых конусовидных куполов часто с плоскими вершинами. Склоны холмов обычно крутые — до 45°. Считают, что камы по генезису близки к озам, но образовались в расширениях внутри ледниковых и подледниковых потоков. Согласно другой точке зрения, камы сформировались на месте бывших надледниковых или подледниковых озер. В обоих случаях, как полагают многие исследователи, формирование камов происходило в условиях дегляциации, т. е. распада и таяния ледников, когда образовыва­лись обширные участки «мертвого» (потерявшего способность к движению) льда.

Рис. 84. Холмисто-западинный ледниковый рельеф (изображение на карте масштаба 1: 25 000)

Очень хорошо сохранились аккумулятивные формы последне­го — валдайского оледенения. Главные черты рельефа в пределах полосы аккумуляции валдайского ледникового покрова обусловле­ны основной мореной, представляющей сочетание многочисленных холмов неправильных очертаний и разделяющих их западин. По­добный рельеф получил название холмисто-западинного моренного рельефа (рис. 84). Довольно многочисленны озера, приуроченные к западинам. Много конечно-моренных образований, фиксирующих стадии отступания ледника. В северной части описываемой обла­сти (в окрестностях Ленинграда, в Эстонии) сохранился своеобраз­ный друмлинный ландшафт (рис. 85). Друмлинами называют вытянутые (длиной от 1 до 15 км), асимметричные холмы, ширина которых колеблется от 100—200 м до 2—3 км, высота — от 5 до 25 м. Длинные оси друмлин расположены в направлении движения льда; крутыми у друмлин могут быть как склоны, обращенные

Рис. 85. Друмлинный рельеф штата Висконсин. США (по И. С. Щукину)

в сторону ледника, так и противоположные (дистальные). Сложе­ны друмлины моренным материалом. Предполагают, что их обра­зование связано с заполнением обломками трещин в краевой части ледника и последующим проектированием этих скоплений на по­верхность основной морены. В некоторых случаях в друмлинах вскрывается ядро из коренных пород, поэтому возможно, что меха­низм их образования подобен формированию напорных морен: лед­ник останавливается перед выступом коренных пород или древних ледниковых отложений и сгружает моренный материал перед пре­пятствием и за ним.

В областях аккумуляции встречаются отторженцы — глыбы горных пород размером от нескольких метров до сотен метров, пе­ренесенные ледником на расстояние до нескольких сотен километ­ров. Таков, например, отторженец на реке Ловати, состоящей из нижнепалеозойских пород, принесенных из области Балтийско -Ладожского глинта¹.

После исчезновения ледникового покрова моренный рельеф подвергся и продолжает подвергаться переработке главным обра­зом склоновыми и флювиальными процессами. Происходит сглажи­вание первичноледникового моренного рельефа: выполаживание склонов моренных холмов, заполнение моренных западин, зара­стание озер и превращение их в болота, расчленение моренной рав­нины эрозионной сетью. На месте первичной моренной равнины возникает «вторичная» моренная равнина.

Степень переработки моренного рельефа проявляется не только в изменении ледниковых форм, но и в морфологии речных долин. Так, в пределах Финляндии, территория которой была покинута ледником примерно 10 тыс. лет тому назад, речная сеть не выра­ботана, реки слабо врезаны, продольный профиль их изобилует неровностями разного масштаба. В области аккумуляции послед­него (валдайского) оледенения хорошо видно приспособление реч­ных систем к холмисто-западинному ландшафту. В целом же здесь речная сеть более зрелая, продольный профиль почти выработан, в речных долинах отмечается одна - две террасы. В зонах аккуму­ляции более древнего — московского оледенения для речной сети характерны зрелые долины со значительным числом террас, выработанность продольного профиля, значительная переработка лед­никовых форм. В области распространения еще более древнего — днепровского оледенения ледниковый рельеф переработан пол­ностью.

Перигляциальная зона, хотя и располагается вне пределов рас­пространения ледника, характеризуется комплексом форм и типов рельефа, в той или иной степени связанных с деятельностью ледни­ка. К их числу относятся: зандровые равнины, долинные зандры, ложбины стока талых ледниковых вод, приледниковые озера, древ­ние материковые дюны, реликтовые микроформы, связанные с мерзлотными явлениями.. Зандровые равнины, или зандры (sandur — дат. песок), - пологоволнистые равнины, располагающиеся перед внешним краем конечноморенных ледниковых образований. Они представляют

¹ Глинт — уступ, сложенный известняками ордовика и тянущийся вдоль южного берега Финского Залива.

По мере сосредоточения стока в вырабатываемых потоками понижениях вместо площадных зандровых равнин стали формиро­ваться линейные формы — долинные зандры. По составу слагаю­щего их материала они аналогичны зандрам. В современном рель­ефе представлены верхними террасами речных долин, которые ранее примыкали к краю ледника.

Широким распространением в пределах перигляциальной зоны пользуются ложбины стока талых ледниковых вод разных разме­ров: от небольших, шириной несколько десятков или сотен метров, до очень крупных отрицательных линейных форм, ширина которых достигает 30 км. В современном рельефе это плоскодонные пони­жения, часто с нечетко выраженными склонами, постепенно перехо­дящими в поверхности междуречий. Одни ложбины стока форми­ровались потоками, направляющимися от края ледника на юг, дру­гие возникли там, где талые воды вследствие отсутствия стока на юг стекали параллельно краю ледника. Наиболее четко такие ложбины выражены в рельефе Северо-Германской низменности и на территории Польши, где установлены четыре крупные ложби­ны, приуроченные к границам разных оледенений. Отдельные участки ложбин используются в настоящее время Вислой, Одрой„ Эльбой и другими более мелкими реками (рис. 86). Ложбины сто­ка выполнены мощными толщами флювиогляциальных песков и галечников.

В ряде мест у края ледника образовывались приледниковые озера, от которых в современном рельефе кое-где сохранились береговые валы и уступы, а также плоские пространства (бывшие днища), сложенные озерными отложениями, в том числе такими характерными для этих озер образованиями, как ленточные глины.

Широкое развитие в перигляциальной зоне песчаных отложе­ний, не закрепленных растительностью, способствовало образова­нию эоловых форм рельефа, среди которых наиболее распростра­нены параболические дюны. Образовались эти формы из попереч­ных (к ветру) валообразных дюн при закреплении концов пе­ремещаемого ветром песчаного вала растительностью или фикса­ции влажным субстратом. Середина дюн, обладающая большей массой песка, притом более сухого, продолжала двигаться вперед. Таким путем возникла дуга, открытая навстречу ветру. Внутренний склон дуги пологий (2—12°), внешний — крутой (16—30°). Длина дюн достигает нескольких километров, высота 10—20 м. В процес­се развития некоторые параболические дюны превратились в па­раллельные валообразные дюны, встречающиеся на территории Швеции, Польши, СССР (в Полесье, Ленинградской, Калининской, Горьковской и других областях), т. е. там, где при современных иматических условиях рельефообразующая деятельность ветра ничтожна.

Формы рельефа мерзлотного происхождения, реликты которых сохранились в пределах бывшей перигляциальной зоны, охаракте­ризованы в следующей главе при рассмотрении особенностей рельефообразования в условиях распространения вечной мерзлоты.

Рис. 86. Древние долины стока талых ледниковых вод вдоль края ледника в пределах Северо-Германской и Польской низменностей (по И. С. Щукину): 1 — долины стока талых ледниковых вод; 2 — конечно-моренные гряды

ГЛАВА 17. РЕЛЬЕФООБРАЗОВАНИЕ В ОБЛАСТЯХ РАСПРОСТРАНЕНИЯ ВЕЧНОЙ МЕРЗЛОТЫ

РАСПРОСТРАНЕНИЕ И СТРОЕНИЕ ВЕЧНОМЕРЗЛЫХ ГРУНТОВ

В странах с отрицательными зимними температурами зимний грунт промерзает. Это явление называется сезонной мерзлотой. Однако на Земле, на огромной площади (около 25% всей суши) сущест­вует и так называемая вечная мерзлота. В районах вечной мерзло­ты промерзший грунт никогда при современных климатических условиях не оттаивает. Самые большие площади, занятые вечной мерзлотой, располагаются в Канаде и в СССР. В Советском Союзе она распространена почти на 50% территории.

Мощность промерзшего слоя колеблется от нескольких метров до сотен метров, достигая местами 1000 м (например, в Якутии).

В летнее время самые верхние горизонты вечномерзлой толщи оттаивают, зимой снова замерзают. Неоднократный переход воды из одного фазового состояния в другое сообщает неустойчивость, подвижность поверхностной толще. В результате возникают раз­личные формы движения грунта и различные формы рельефа, свойственные только областям вечной мерзлоты.

Слой сезонного промерзания и оттаивания, мощность которого изменяется от 1 до 4 м, получил название деятельного слоя. Ниже его залегает собственно вечномерзлый слой. Слои отличаются друг от друга в летнее время, зимой они не имеют четко выражен­ной границы.

Лед в мерзлом грунте присутствует в различных формах: в форме ледяного цемента (замерзшие поровые и капиллярные воды), ледяных включений и крупных ледяных тел — линз или жил. По условиям образования вечномерзлые грунты могут быть сингенетическими и эпигенетическими. Сингенетические мерзлые грунты образуются одновременно с осадконакоплением. Эпигене­тическими мерзлыми грунтами называются такие отложения, кото­рые промерзли уже после накопления.

Для различных мерзлотных рельефообразующих процессов важ­ное значение имеют подземные или грунтовые воды, которые под­разделяются на надмерзлотные, циркулирующие в деятельном слое, межмерзлотные, образующие внутри вечной мерзлоты линзы или зоны оттаивания (так называемые «талики»), и под мерзлотные, расположенные ниже нижней границы мерзлоты. Наибольшее раз­нообразие деформаций мерзлых грунтов и соответствующих форм рельефа связано с деятельностью надмерзлотных вод.

МЕРЗЛОТНЫЕ ДЕФОРМАЦИИ И МЕРЗЛОТНЫЕ ФОРМЫ РЕЛЬЕФА

Наиболее распространенный тип деформации мерзлых грун­тов— пучение, связанное с увеличением объема грунта в резуль­тате перехода воды из жидкой фазы в твердую. Возникающие при этом положительные формы рельефа называются буграми пуче­ния. Высота их обычно не более 2,0 м. Часто в вершинной части они разбиты радиальными морозобойными трещинами. Если бугры пучения образовались в пределах торфянистой тундры, возникают условия, благоприятствующие нарастанию торфа, и ледяные или мерзлые ядра таких бугров, а вместе с ними и сами бугры, полу­чившие название торфяных, могут существовать долгое время. Тор­фяные бугры образуют группы, но встречаются и одиночные буг­ры. Высота их от 3 до 7 м, форма различная, но чаще округлая, склоны и вершины обычно изрезаны трещинами. Торфяные бугры часто отделены друг от друга извилистыми болотистыми каналами (ер сей).

При подтоке к месту пучения межмерзлотных или подмерзлотных вод образуются очень крупные бугры с ледяным ядром. Из трещин в торфяном покрове бугров в летнее время вытекает вода. Такие бугры нередко называют гидролакколитами. Высота гидролакколитов до 70 м, диаметр основания до 200 м. В СССР для обозначения таких бугров распространен термин «булгуннях». Булгунняхам тождественны пинго, встречающиеся на Аляске.

Если подземные воды (межмерзлотные или подмерзлотные) находят выход на поверхность, они образуют особые ледяные фор­мы рельефа — наледи. Наледи часто образуются и в речных доли­нах при промерзании рек до дна. Такие наледи называют тарынами. Крупные наледи сохраняются в течение большей части лета. Гео­морфологическое значение их заключается в том, что в районе наледей особенно энергично протекает морозное выветривание пород, слагающих склоны долины, таяние наледей ведет к интен­сивной солифлюкции грунта.

Для микро- и мезорельефа областей с вечной мерзлотой ха­рактерны так называемые структурные грунты — формы рельефа, возникающие в результате сортировки неоднородной грунтовой массы, насыщенной водой, при многократном ее замерзании и от­таивании. Среди них различают: каменные многоугольники, камен­ные кольца, каменные полосы (рис. 87). Наиболее часто встреча­ются каменные многоугольники — слегка выпуклые участки (пят­на) вязкого мелкозема, окруженные валиками камней. Если камен­ные валики соседних пятен не касаются друг друга, образуются каменные кольца. Поперечник каменных колец и многоугольников в полярных тундрах, колеблется чаще всего от 1 до 2 м, в гольцовом поясе гор — от 0,25 до 0,5 м. Ширина каменного бордюра 30—50 см. Сортировка материала при образовании каменных колец и много­угольников происходит путем вымораживания более крупных об­ломков и смещения их к краям пятен, состоящих из мелкозема. На наклонных поверхностях под влиянием солифлюкции каменные многоугольники приобретают продолговатую форму, вытягиваясь сверху вниз по склону в виде фестонов, при более крутом падении они превращаются в каменные полосы, чередующиеся с полосами из мелкозема. Ширина полос может варьировать в значительных пределах — от 5 см до 5 м.

При попеременном замерзании и оттаивании однородных гли­нистых грунтов в тундре часто образуются пятна — медальоны. Это «голые» (лишенные растительности) глинистые пятна округлой или неправильной формы, величина которых колеблется от Q,5 м до нескольких метров в диаметре, рассеянные во множестве по по­крытой растительностью поверхности тундры. Поверхность пятен плоская или возвышается над задернованными участками на 5— 20 см. Тундру с таким рельефом образно называют пятнистой или медальонной. Возникновение пятен связывают с прорывом "по тре­щинам на поверхность жидких глинистых грунтов, зажатых между двумя мерзлыми, постепенно сближающимися слоями мерзло­ты — сезонной и многолетней. Таким образом, пятна — медальоны — это нечто вроде миниатюрных грязевых вулканчиков.

В полярных странах встречаются и другие типы структурных грунтов, в том числе полигональные. Это формы микрорельефа, представляющие собой правильные многоугольники (чаще всего пяти- и шестиугольники) диаметром до нескольких метров, разде­ленные трещинами. Образование полигональных грунтов связано с возникновением морозобойных трещин в условиях однородного мелкоземистого грунта.

Рис. 87. Структурные грунты (по Д. Г. Панову):

Сдавливаемая со всех сторон масса мелкоземистого грунта внутри полигона формирует слегка выпуклую поверхность. Морозобойным трещинам соответствуют понижения в рельефе. Такие формы возникают в том случае, если трещины не проникают глубже сезоннопромерзающего слоя грунта.

Если морозобойные трещины проникают глубже, в них образу­ются ледяные клинья, не успевающие растаять за теплый сезон года. С течением времени они растут (и в глубину, и в ширину), разбивая мерзлую породу на отдельные блоки. Если вмещающая растущие клинья порода достаточно пластична, она выжимается в стороны и вверх по контакту с ледяными клиньями, образуя ва­лики . Так возникают валиковые вогнутые полигоны. Высота валиков колеблется от 0,2 до 0,75 м, ширина трещин, раз­деляющих блоки, достигает 1,0 м, а поперечник полигонов — 25—30 м. На рыхлых грунтах ровных поверхностей пойм, речных и мор­ских террас наблюдаются и более крупные формы подобного ти­па — так называемые тетрагональные грунты. Валообразные греб­ни у них достигают 2,0 м высоты, а поперечник ровных площадок полигонов—100—200 м. А. И. Попов наблюдал в Западно-Сибир­ской низменности и Большеземельской тундре тетрагональные бло­ки, размеры которых достигали 300, 500 и даже 1000 м в попереч­нике. Это уже формы не микро-, а мезорельефа.

Рассмотренные формы рельефа областей с вечномерзлыми грунтами связаны с накоплением льда или обломочного материала и их поэтому можно рассматривать как аккумулятивные формы мерзлотного рельефа. Реликты таких образований встречаются в перигляциальных зонах областей бывшего наземного оледенения, в том числе и в ископаемом состоянии в разрезах, в виде так на­зываемых криотурбаций'.

Денудационные формы мерзлотного рельефа связаны с таяни­ем льда, с деградацией вечной мерзлоты. При этом образуются разнообразные просадочные формы. Величина термокарстовых форм варьирует в больших пределах: от нескольких метров до мно­гих десятков километров в поперечнике и от долей метра до десят­ков метров глубины. Термокарстовые процессы в областях рас­пространения вечной мерзлоты в ряде случаев развиваются под влиянием деятельности человека: после рубки леса, под пашней, при рытье канав, на участках лесных пожаров и т. д. Типичные карстовые формы в условиях вечной мерзлоты редки, а на равни­нах с маломощным деятельным слоем — отсутствуют. С оттаива­нием мерзлоты связаны термоабразионные и термоэрозионные формы. Термоабразией называется термическое воздействие морского волнения на берега, сложенные вечномерзлыми грунтами. При этом у линии берега вырабатывается ниша вытаивания. По мере углубления ниши нависающий над ней карниз обрушивается, фор­мируется термоабразионный клиф. Термическая абразия всегда сопровождается солифлюкционными процессами.

Рис. 89. Формы микро- и мезорельефа, связанные с мерзлотой в четвертичных отложениях (по С. Г. Бочу):

Своеобразны и реки областей с вечномерзлыми грунтами. Ле­том они многоводны. Многоводность их обусловлена таянием мерз­лых грунтов, с одной стороны, и отсутствием фильтрации воды в грунт, с другой (препятствует мерзлота). Благодаря многоводности реки обладают большой живой силой, поэтому они интенсив­но расширяют свою долину. Этому способствует и термическое воз­действие воды на мерзлые грунты, слагающие берега. Блуждание рек и связанное с ним расширение долин вызывается также накоп­лением осадков выше участков, промерзающих до дна.

Быстрое расширение долин приводит к тому, что поймы рек перестают заливаться даже в высокие паводки и превращаются в невысокие надпойменные террасы.

На участках широтного течения рек четко выражена асиммет­рия склонов долин, обусловленная экспозицией: склоновые процес­сы на склонах северной и южной экспозиции происходят с разной интенсивностью.

Широко распространены в областях с вечномерзлыми грунтами солифлюкционные процессы, альтипланация и создаваемые ими формы рельефа (см. гл. 13 и 16)

Таким образом, области распространения вечной мерзлоты отличаются своеобразием и большим разнообразием форм микро- и мезорельефа, пространственное соотношение которых представ­лено на идеализированной схеме (рис. 89).

ГЛАВА 18. ФОРМЫ РЕЛЬЕФА АРИДНЫХ СТРАН

Геоморфологические процессы и формы рельефа, связанные с дея­тельностью ветра, называются эоловыми. Для морфологического проявления эоловых процессов необходимо определенное сочетание физико-географических и геологических условий: незначительное количество атмосферных осадков, большая сухость воздуха, час­тые и сильные ветры, отсутствие или разреженность растительного покрова, интенсивное физическое выветривание горных пород, ши­рокое распространение достаточно тонких по механическому со­ставу продуктов денудации — песков, алевритов или слабосцементированных пород песчаного или алевритового состава. Наиболее заметно деятельность ветра проявляется при его воздействии на рыхлые пески и пыль.

Перечисленные условия наиболее полно представлены в арид­ных странах, т. е. в тропических пустынях зон пассатов, где осад­ки выпадают лишь спорадически и годовое их количество меньше