УДК 551.248.2(1/9); 574
АНОМАЛЬНЫЕ ОСОБЕННОСТИ ГЕОЭКОЛОГИИ В ЗОНЕ РАЗЛОМОВ ЗЕМНОЙ КОРЫ НА ТЕРРИТОРИИ КАЛУЖСКОЙ ОБЛАСТИ
Е. Я. Жмакин,
доцент, Калужский государственный университет (КГУ) им. К. Э. Циолковского, е1епа 19.02@mail.ru
Е. Г. Давыдова, аспирант, преподаватель, КГУ им. К. Э. Циолковского,
е1епа 19.02@mail.ru
В зоне пересечения линейных тектонических разломов на территории Калужской области отмечаются аномальные особенности геоэкологии, влекущие значительные изменения растительных сообществ. Предполагается, что это связано с выходом из глубин гелия, который как теплоноситель формирует на поверхности более теплый микроклимат или как нейтральный химический элемент обладает свойствами, благотворно влияющими на биоту.
In the zone of intersection of linear tectonic breaks on the territory of Kaluga region there are marked anomalous peculiarities of geoecology, leading to considerable changes of plant associations. It is supposed to be connected with the helium rise from depth, which being a coolant forms warmer microclimate on the ground or as a neutral chemical element has properties influencing favourably on the biota.
Ключевые слова: земная кора, линейные разломы, выходы гелия, геоэкология, особенности растительных сообществ.
Keywords: earth's crust, linear breaks, helium rise, geoecology, peculiarities of plant associations.
Земная кора нашей планеты покрыта множеством линейных тектонических глубинных разломов. Они имеют место как в горной области, так и на равнинных территориях, могут быть непроницаемыми («залеченными») и проницаемыми. Последние являются каналами, по которым из подкоровых глубин к поверхности мигрируют газы, несущие информацию о недрах планеты, в том числе о ее геоэкологической обстановке. Одним из таких газов является гелий, выходы которого и его повышенные концентрации в подземных водах признаны как фиксатор тектонических разломов.
В горной области на примере среднего Урала это убедительно описано В. И. Уткиным [1]. Сопоставляя данные сейсмической разведки и гелиевой съемки на участке от Ижевска через Красно-уфимск, Камышлов на Ишим, он отмечает, что сейсмическими исследованиями выявлено 26 глубинных разломов, 22 из которых четко выделены также по данным гелиевой съемки. В районе разломов содержание гелия в подземных водах составляет 0,01—0,04 %, в зоне пересечения двух разломов — увеличивается до 0,19 %.
Кроме гелия информацию о разломах могут нести другие газы. Так, на северо-западе Москвы в зоне повышенной газопроницаемости земной коры обнаружены выходы родона и тория [2].
Разломы нередко нарушают защищенность подземных водоносных горизонтов от антропогенного загрязнения. Они оказывают существенное влияние на процессы рельефообразования и формирование гидрографической сети [3—5]. К наиболее активным тектоническим разломам приурочена повышенная расчлененность рельефа. Общее направление рек и строение их системы обусловлены тектоническими нарушениями. Отдельные прямые отрезки речных долин совпадают
с разломами, образуя на поверхности так называемые линеаменты. Простирание оврагов и балок часто совпадает с основным направлением разломов и на некоторый угол отклоняется от направления склона местности.
Все упомянутые явления особенно активно проявляются по активизированным, т. е. «живущим» разломам. Их влияние на жизнь людей может быть как отрицательным, так и положительным. О положительном влиянии говорят археологические раскопки на Ближнем Востоке. В зоне активных разломов здесь обнаружены следы зарождения древнего земледелия [6]. Это территория так называемого плодородного полумесяца, протягивающаяся от Израиля через Ливан, Сирию, южную Турцию к границе между Ираком и Ираном. Вдоль «живых» разломов выходили и выходят сейчас родники пресной воды, прокладывались тропы и караванные пути.
В Древней Руси к «живым» разломам и особенно к их пересечениям приурочено большинство городов Русской равнины, возникших до 1300 г. и достигших сейчас населения не менее 100 тыс. человек.
Как отмечает В. Г. Трифонов [6], по наблюдениям русского ботаника академика Н. И. Вавилова установлено прямое влияние разломов на развитие растительности. Им отмечено, что Ближневосточный центр зарождения земледелия попадает в юго-западно-азиатский ареал распространения диких предков культурных растений, в котором произрастали пшеница-однозернянка, эммер, ячмень, горох, чечевица в сочетании с миндалем и фисташкой. Отмечены участки, где указанные растения встречаются совместно, давая большое количество разновидностей, что позволило первым земледельцам выбрать формы, наиболее продуктивные и пригодные для воспроизведения. Такие участки, как оказалось, приходятся на зоны активных разломов.
По данным геологических, геофизических, дистанционных материалов на территории Калужской области выяв-
лена, подробно описана и закартогра-фирована [7—9] целая сеть линейных разломов кристаллического фундамента (рисунок).
Они, как правило, проявляются в осадочном чехле. Разломы преобладают северо-западного и северо-восточного направлений. Пересекаясь, они образуют соответствующие узлы различных размеров. Наиболее густые узлы пересечений выявлены в средней части области в районе Мосальска—Бабыни-но—Мещовска (рисунок); в северной ее части — в районе Кондрово—Меды-ни—Малоярославца и в крайней юго-западной части у границ с Брянской областью в районе Жиздры—Хвастови-чей. Меньших размеров узлы отмечаются на западе области у границ с Брянской и Смоленской областями в районе Спас-Деменска—Бетлицы—Юхнова, Из-носок, а также на востоке у границ с Тульской областью в районе Перемыш-ля—Козельска.
Локальный узел коротких, но густых разломов установлен в районе Калужской кольцевой структуры, расположенный северо-западнее г. Калуги в районе поселков Тихонова Пустынь— Льва Толстова—Товарково—Пятовс-кий. Кольцевые разломы здесь ограничивают округлый грабен, диаметр которого составляет 13—15 км. От грабена в разных направлениях отходят многочисленные радиальные разрывные нарушения, сгущая сеть разломов и узлов их пересечения
По данным гелиометрических работ, изложенным В. Г. Петровым в своей монографии [9], все узлы пересечения больших и малых разломов являются действующими каналами миграции гелия из мантии на поверхность. Аномальное содержание его в воде изменяется: по колодцам — от 0,6 х 10-4 до 0,1 х 10-4 мл/л; по скважинам — от 1,0 х 10-4 до 8,0 х 10-4 мл/л. Вполне понятно, что в более глубоких водоносных горизонтах, вскрытых скважинами, содержание гелия выше по сравнению с неглубокими горизонтами, поскольку дегазация воды с глубиной ослабевает.
Анализ карты показывает, что в зонах узлов пересечения разломов в сохранившихся естественных лесных массивах преобладает (или присутствует) дуб. Леса характеризуются как дубово-
еловые или как широколиственные, в то время как за пределами этих зон леса в основном хвойные и узколиственных пород деревьев. Если в этих зонах развиты пашни или произрастают вто-
Растительность и линейная разломная тектоника Калужской области
ричные леса, то это на месте сведенных природных дубово-еловых и широколиственных лесов. Если здесь развиты луга, то это суходольные луга в отличие от мест вне зоны пересечения, где развиты в различной степени влажные или увлажненные луга.
К узлам разломов тяготеют более гумусированные почвы (серые лесные, светло-серые лесные, дерновые, дерново-слабоподзолистые). Естественная производительность земель в этих зонах выше по сравнению с прилегающими площадями.
Как видно из изложенного, многие природные явления, связанные с жизнедеятельностью растений и развитием их сообществ, территориально зависят от наличия линейных разломов и, особенно, узлов их пересечения. Объяснение этому может быть следующее.
Во-первых, поднимаясь из больших глубин, гелий как теплоноситель способствует притоку тепла мантии и формирует на поверхности более теплый по сравнению с прилегающими территориями микроклимат, способствующий произрастанию теплолюбивых растений и развитию густого растительного покрова, ведущего к активному гумусиро-ванию почв.
Во-вторых, являясь химически нейтральным, гелий может оказывать благоприятное биологическое воздействие на растения и животных. О положительном биологическом воздействии его на живые организмы говорят многие исследователи [2, 9—11]. В частности, Б. Н. Павлов в своей докторской диссертации [4] вслед за американским врачом А. Бараныч приходит к выводу о благотворном влиянии на организм человека кислородно-гелиевых смесей,
подогретых до температуры 70—90° и применении их в медицинских целях. Он отмечает, что гелий обладает чрезвычайно высокой проникающей способностью и теплоемкостью, низкой растворимостью в жирах и воде, способствует быстрой элиминации наркотических веществ из организма. Гелий обеспечивает увеличение объемной скорости движения газовой смеси, улучшает газообмен, нормализует газовый состав крови и кислотно-щелочное равновесие, улучшает работу дыхательной мускулатуры и оптимизирует деятельность дыхательного центра. Подогретая кислородно-гелиевая смесь равномерно согревает паренхиму органов грудной полости, быстро снимает переохлаждение организма, эффективно снижает температуру тела, в том числе при воспалительных заболеваниях.
Механизм и ареал воздействия гелия на живые организмы в природных условиях пока изучены очень слабо. Такие исследования можно и нужно провести на территории Калужской области с применением географических, геологических, геофизических, дистанционных, биологических, химических, медицинских, статистических и других методов. Результаты исследования в дальнейшем могут быть эффективно использованы в сельском хозяйстве, ланд-шафтно-парковом планировании, развитии парникового хозяйства, рекреации и санаторно-курортной сети Калужской и сопредельных областей.
Авторы благодарны проректору по научной работе КГУ им. К. Э. Циолковского, академику РАЕН профессору К. Г. Никифорову за интерес и помощь в подготовке материалов статьи.
Библиографический список
1. Уткин В. И. Газовое дыхание Земли // Соровский образовательный журнал.
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.