ОКЕАНОЛОГИЯ, 2004, том 44, № 2, с. 296-304
МОРСКАЯ ГЕОЛОГИЯ
УДК 551.465
БЕРЕГОВЫЕ ТЕРРАСЫ, СОВРЕМЕННАЯ МОРФОЛОГИЯ И ПРОГНОЗ РАЗВИТИЯ БЕРЕГОВ СЕВЕРО-ВОСТОЧНОЙ ЧАСТИ
БЕЛОГО МОРЯ
© 2004 г. И. О. Леонтьев, Ю. А. Павлидис,
Институт океанологии им. П.П. Ширшова РАН, Москва Поступила в редакцию 25.12.2002 г.
На основании изучения разрезов толщ отложений, слагающих береговые террасы северо-восточной части Белого моря, выдвигается гипотеза о существовании в конце позднего вюрма (осташковская стадия валдайского оледенения) на месте Воронки Белого моря шельфового ледника, образованного из окраинных частей покровного ледника, Кольского полуострова, Центральной котловины Белого моря и полуострова Канин. Рассмотрены особенности голоценовой и современной динамики берегов северо-восточного Беломорья. На основе математического моделирования разработан прогноз эволюции аккумулятивных и термоабразионных берегов на период ближайшего столетия.
Ф. А. Щербаков
ВВЕДЕНИЕ
Северо-восточная часть Белого моря: Горло, Воронка и Мезенский залив представляет собой акваторию, открытую в сторону Баренцева моря. Здесь наблюдается наибольшая гидродинамическая активность, что связано с интенсивными приливо-отливными движениями водных масс и часто повторяющимися штормами. Такая обстановка способствует высокой динамичности береговых процессов, особенно абразии берегов, сложенных рыхлыми четвертичными отложениями. Существенное влияние на формирование берегов северовосточной части Белого моря оказали дифференцированные гляциоизостатические и тектонические движения. Наиболее интенсивное поднятие наблюдается на западе в пределах Кольского полуострова, где берега сложены прочными кристаллическими породами. Восточное побережье, сложенное рыхлыми породами, тектонически стабильно, либо подвержено слабому тектоническому опусканию, следствием чего является активная абразия Канинского, Конушинского, Аб-рамовского берегов, которые вместе с участком Терского берега на Кольском полуострове и являются объектами нашего изучения (рис. 1).
Интенсивная абразия и вертикальные тектонические движения привели к тому, что на берегах северо-восточного Беломорья повсеместно были сформированы береговые террасы. На стабильных и погружающихся берегах наблюдается обычно одна абразионная терраса, на поднимающихся берегах - лестницы береговых террас. Изучение разрезов толщ рыхлых отложений в обрывах береговых террас позволило уточнить поздне- и послеледниковую историю развития се-
веро-восточного района Белого моря, известного под названием "Воронка".
Высокая динамичность береговых процессов, очевидно, будет сохраняться и в будущем, усиливаясь под воздействием потепления климата и повышения среднего уровня моря. Особенно интенсивные изменения будут происходить на берегах, сложенных многолетнемерзлыми породами восточного побережья Воронки. Будут подвержены изменениям и аккумулятивные берега, распространенные на западе на побережье Кольского полуострова. На основе метода математического моделирования мы разработали модели эволюции термоабразионных и аккумулятивных берегов Белого моря для промежутка времени, равного одному столетию.
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДИКА
В статье использованы материалы многолетней Беломорской экспедиции Института океанологии РАН, которая под бессменным руководством В.С. Медведева проводила исследования с 1959 по 1973 гг. Авторы статьи были участниками этой экспедиции на разных ее этапах. Здесь, помимо опубликованных результатов экспедиционных исследований, будут использованы данные, ранее не вошедшие в многочисленные статьи и монографию [7]. Таковыми является литологиче-ская характеристика четвертичных отложений в многочисленных обнажениях обрывов береговых террас, которая содержится в полных отчетах Беломорской экспедиции, хранящихся в фондах Лаборатории шельфа и морских берегов им. В.П. Зенковича ИО РАН.
35° 40° 45°
Рис. 1. Районы Белого моря, названия его берегов и обозначение мест проведения исследований, упомянутых в статье: 1 - м. Святой Нос; 2 - Лумбовский залив; 3 - р. Поной; 4 - м. Никодимский; 5 - р. Варзуга, пос. Кузомень; 6 - о. Мор-жовец; 7 - м. Канин Нос; 8 - массив Канин Камень; 9 - м. Груманд; 10 - р. Бугряница; 11 - р. Торна; 12 - р. Шойна; 13 -р. Киа; 14 - пос. Волосово; 15 - м. Конушин; 16 - р. Чижа; 17 - м. Луханов; 18 - м. Воронов. Условное обозначение на схеме - расположение профилей на исследуемых участках берегов.
Прогнозирование эволюции берегов осуществляется с помощью математической модели Леонтьева [2, 3, 8], которая применима к берегам различных типов, в том числе к термоабразионным. Используемые для входа в модель параметры экстремальных штормов определяются расчетным путем для скорости ветра 20 м/с с учетом длины разгона волн и батиметрии [1]. Модель эволюции термоабразионного берега [4] в упрощенной форме учитывает реальные механизмы перемещения наносов в береговой зоне. При этом соблюдается баланс между долговременными фоновыми факторами и кратковременными, но весьма интенсивными штормовыми воздействиями. Развитие термоабразионного берега представляется как нелинейный процесс, на который влияют как предыдущее состояние берега, так и обрат-
ные связи, действующие между отдельными компонентами морфодинамической системы.
ОТЛОЖЕНИЯ БЕРЕГОВЫХ ТЕРРАС И ПАЛЕОГЕОГРАФИЧЕСКИЕ РЕКОНСТРУКЦИИ
В береговых обрывах террас, которые являются характерным элементом рельефа побережья Белого моря, обнажаются многометровые толщи четвертичных отложений, разрезы которых во многих местах были изучены во время Беломорской экспедиции. Описание наиболее характерных из них мы здесь приводим.
Один из опорных разрезов находится в Лум-бовском заливе Кольского полуострова. Здесь обнажается толща рыхлых отложений, мощнос-
тью 24 м, залегающая на метаморфических породах докембрия:
0-5 м - валунные суглинки и супеси;
5-20 м - пески с прослоями глин, в которых встречаются остатки раковин моллюсков и отдельные экземпляры окатанной гальки;
20-24 м - валунные глины с прослоями песка с обломками раковин моллюсков.
В устье р. Поной в пределах Терского берега в уступе береговой террасы обнажается толща, состоящая из следующих горизонтов:
0-10 м - коричневые суглинки с плохо окатанной галькой и валунами, своей расцветкой обязанные близостью пермских пород терской свиты;
10-18 м - песок хорошо отсортированный с галькой и гравием;
18-20 м - коричневая глина с включением галечного материала.
На севере Канинского берега в районе м. Гру-мант нами был обследован мощный 50-метровый разрез четвертичных отложений в уступе активного клифа. В нем обнажается толща рыхлых отложений, залегающих на кембрийских песчаниках и сланцах, слагающих массив Канинский Камень:
0-10 м - валунные суглинки и супеси;
10-45 м - слоистые пески с остатками раковин моллюсков;
45-50 м - глины и суглинки с валунами, щебнем и остатками раковин моллюсков.
Однотипный разрез был описан южнее м. Гру-мант в районе устья р. Бугряница:
0-15 м - валунные суглинки с прослоями глин;
15-36 м - чистые, отсортированные пески;
36-38 м - глины с раковинами моллюсков;
38-40 м - валунные суглинки.
На Канинском берегу был изучен еще один важный, с нашей точки зрения, разрез четвертичных отложений в береговом обрыве у поселка Волосово к северу от м. Конушин:
0-15 м - супеси с прослоями глин;
15-30 м - темнокоричневые плотные глины с обломками пород, валунами и многочисленными раковинами моллюсков.
Береговой обрыв Канинского и расположенного к югу Конушинского берегов во многих местах сверху венчается слоем торфа, содержащего линзы льда. Песчанистые и особенно глинистые отложения, залегающие под ним, характеризуются как мерзлые породы. Основание берегового обрыва здесь расположено на уровне полной воды и в прилив здесь активно действуют процессы абразии и термоабразии. Нами в 1960 г. к северу от устья р. Семжа на поверхности береговой террасы, сложенной мерзлыми глинистыми порода-
ми и торфяниками в 20 м от бровки берегового обрыва, были заложены репера. Съемка 1966 г. показала, что за 6 лет бровка придвинулась к линии реперов почти вплотную, и скорость термоабразии составила за этот период в среднем 3 м/год.
Изучение многочисленных (более 20) разрезов четвертичных отложений береговых террас, описание наиболее характерных и полных мы здесь привели, позволяют обосновать новую гипотетическую реконструкцию событий в южной части Баренцева и в Воронке Белого морей времени последнего ледникового периода. В известной монографии "Белое море..." [7] и в ряде более ранних статей разных авторов на основании анализа разрезов отложений береговых террас дается слишком схематичная их трактовка: предполагается наличие двух морен, относящихся к московскому (нижняя) и валдайскому (верхняя) оледенениям, разделенных горизонтом песков микулинского (рисс-вюрмского) межледниковья. При этом никак не объясняется присутствие в отложениях нижней морены и в песках среднего горизонта остатков фауны морских моллюсков, которые в "классической" морене находиться не могут. Не подчеркивается и весьма примечательное отсутствие таких остатков в отложениях верхней морены. Вызывает сомнение также отнесение песков среднего горизонта ко времени микулинского межледниковья, так как они крайне бедны остатками морской фауны моллюсков. Напротив, надежно установленные в долинах крупных рек (Печора, Северная Двина, Мезень, Онега) мику-линские отложения характеризуются богатством и разнообразием содержащейся в них морской фауны [10].
Современное состояние знаний о палеогеографии арктического шельфа [10] позволяет нам несколько по иному представить взгляд на генезис отложений, слагающих береговые террасы северо-восточной части Белого моря, и, следовательно, на историю развития этого района во время последнего оледенения и в послеледниковье с учетом гляциоэвстатической трансгрессии Мирового океана и гляциоизостатического воздыма-ния земной коры.
В первую очередь обратим внимание на нижний горизонт, который ранее характеризовался как московская морена. Эти отложения по гранулометрическому составу являются типичными глинами, а не суглинк
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.