Лёд и Снег • 2013 • № 1 (727)
УДК 551.324.63
Динамика нивально-гляциальных склоновых процессов в бассейнах рек Баксан и Теберда по данным радиоуглеродного датирования погребённых почв
© 2013 г. О.Н. Соломина1, Н.А. Володичева2, Н.Н. Володичева2, Т.М. Кудерина1
1Институт географии РАН, Москва; 2Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова
olgasolomina@yandex.ru
Статья принята к печати 5 ноября 2012 г.
Дендрохронология, колебания ледников, лавины, погребённые почвы, радиоуглердное датирование, сейсмическая
активность, склоновые процессы.
Avalanches, buried soils, dendrochronology, glacier fluctuations, radiocarbon dating, seismic activity, slope processes.
В разрезе склоновых отложений р. Баксан и флювиогляциальных отложений р. Аманауз (пос. Домбай) радиоуглеродным и дендрохронологическим методами датированы горизонты погребённых почв. В разрезе «Баксан» выделяются три таких горизонта, в разрезе «Домбай» - один. Радиоуглеродный возраст двух наиболее выраженных горизонтов погребённых почв в верховьях долины р. Баксан составляет 170±50 л.н. (1650-1890 гг.) и 380±60 л.н. (1430-1650 гг.). Гибель дерева (дендрохронологическая датировка - после 1677 г.), захороненного в кровле погребённого почвенного горизонта в разрезе «Домбай», возможно, указывает на увеличение в это время объёма речного стока и селевой активности в связи с изменениями размеров ледников в верховьях р. Аманауз, однако не исключено и совпадение с Терским землетрясением 1688 г. Датировки погребённых почв в регионе объединяются в три группы: 270-290, 340-440 и 1280-1440 л.н. Возможны климатические (увеличение осадков, в том числе экстремальных) или сейсмические причины захоронения этих почвенных горизонтов.
Введение
Исследование динамики склоновых процессов в высокогорьях Северного Кавказа имеет не только теоретическое, но и практическое значение, которое особенно возросло в последние годы в связи с активным освоением этих районов. Прежде всего речь идёт о склоновых процессах — лавинах, селях, оползнях и обвалах [13]. Они представляют собой главную опасность для человека в горах, нарушают его хозяйственную и рекреационную деятельность. В этой работе мы приводим новые данные о временной изменчивости склоновых и флювиогляциальных процессов в последние столетия по данным анализа двух разрезов в долинах рек Теберда и Баксан.
Реконструкции динамики склоновых процессов на Кавказе основываются на исторических [15], геоморфологических [7, 10], лихенометрических [1, 4] и дендрохронологических [14—16, 18] данных, которые имеют свои достоинства и ограничения. Так, исторические свидетельства отличаются надёжностью и имеют чёткую хронологическую привязку, однако они разрознены и характеризуют небольшой временной диапазон. Геоморфологические следы катастрофических процессов позволяют восстановить пространственную картину событий, но им свойственна относительная хронологическая привязка. Лихенометрический метод даёт возможность примерно определить возраст отложений, но из-за существенных неопределённостей в оценках
скорости роста лишайников-индикаторов ошибка датирования может быть очень велика. С помощью дендрохронологического датирования либо оценивается минимальный возраст стабилизации поверхности (т.е. примерно определяется время последнего катастрофического события), либо проводится точное (до года или до сезона) датирование событий на основе хронологической привязки гибели деревьев или сбитостей и других повреждений выживших деревьев. Последний способ более надёжен и широко используется в мировой практике [18]. Однако и в этом случае имеются ограничения, например, связанные с возрастом деревьев-индикаторов и неоднозначностью интерпретации причин повреждений древесины.
Все перечисленные здесь способы основаны на датировании собственно склоновых процессов. Между тем в периоды их затухания на поверхности склонов начинаются процессы почвообразования. Чем больше перерыв между периодами активизации склоновых процессов, тем, при прочих равных условиях, более мощный и развитый слой почвы образуется на склоне. После изоляции данного слоя почвы в результате поступления новой порции обломочного материала её радиоуглеродный возраст может быть источником данных о времени затухания склоновых процессов. Косвенно такое чередование свидетельствует об изменениях климата, хотя палео-климатическая интерпретация этих данных может
быть неоднозначной. Это связано с тем, что склоновые процессы различны по своему генезису, поэтому отложения даже одного типа (селевые, лавинные и пр.) могут быть вызваны разными климатическими причинами (сели ливневые, гляциальные, связанные с прорывом подпрудных озёр и т.д.). В этой работе мы описываем и анализируем полигенетические разрезы склоновых отложений, в формировании которых участвуют как медленные процессы смещения материала вниз по склону, так и быстрые, в частности селевые, лавинные и обвально-осыпные. Поскольку разрез в долине р. Баксан расположен недалеко от концов современных ледников, в формировании этих отложений определённую роль играет также динамика оледенения.
Методы и материалы исследований
Полевые исследования проводились летом 2009 г. в долинах рек Баксан и Теберда. Один из разрезов расположен напротив канатной дороги в верховьях долины Баксана (43°15'59" с.ш., 42°28'49" в.д.) (рис. 1), другой — в пос. Домбай, у автомобильной дороги (43°17'31" с.ш. 41 37'81" в.д.) (рис. 2). Оба разреза имеют искусственное происхождение и выполнены в связи со строительными работами.
Разрез рыхлых отложений с погребённой почвой и фрагментом хорошо сохранившейся древесины в пос. Домбай (разрез «Домбай»), вскрытый до глубины 178 см, находится на периферии конуса выноса долины р. Аманауз. Абсолютная высота — 1620 м. По дну ущелья течёт ручей и периодически сходят селевые потоки. На рис. 2 видно, что наиболее часто они движутся по центральному руслу. Левая и правая части конуса выноса задействованы реже, видимо в случаях особенно больших объёмов выносимого материала. Боковая периферия конуса, где сели сходят реже, покрыта лесом, прорезанным следами недавних, судя по свежести отложений, селевых потоков меньшего масштаба. Здесь, в правой части конуса, расположен наш разрез. В верховьях долины, на расстоянии примерно 5 км от нашего разреза, на высоте 2400—2500 м находятся концы нескольких крупных ледников — Аманаузского, Аманауз, Со-фруджу северного и Джугутурлючат западного. От них по долине р. Аманауз поступает моренный материал, в том числе и во время схода селей и паводков. Долина имеет крутой уклон в области современных морен, но в нижней части она постепенно выполаживается и расширяется.
Разрез в верховьях долины р. Баксан (разрез «Баксан») проходит на левом борту поляны Азау, под склоном южной экспозиции (см. рис. 2, а). Это обнажение расположено напротив канатной дороги на абс. высоте 2340 м. Рыхлые отложения, мощностью 10—12 м, содержат обломочный материал
Рис. 1. Местоположение разреза в пос. Домбай (обозначено звёздочкой)
Fig. 1. Location of Dombai section (star)
разной размерности, вплоть до глыб, размером 4 х 5 м (см. рис. 2, б). В настоящее время отложения этого разреза формируются, главным образом, за счёт поступления рыхлого материала со склона, в том числе перемещаемого лавинами. Выше по долине расположены ледники Большой и Малый Азау. По-видимому, в середине XIX в. при наступа-нии ледника Азау на этом участке находился фронт левой части ледника, о чём свидетельствуют состав и характер отложений. Это подтверждает также графический рисунок Г. Абиха 1848 г. [10].
Отложения в обоих разрезах (табл. 1 и 2) имеют полигенетическое происхождение. Тем не менее, разрез «Домбай» мы интерпретируем, главным образом, как запись флювиогляциальных и в какой-то степени селевых процессов, а разрез «Баксан» отражает, в основном, динамику схода лавин, склоновых селей и плоскостного смыва материала с вышележащего склона. В работе использовался комплекс литолого-стратиграфических методов с радиоуглеродным контролем погребённых почвенных горизонтов и древесины. Радиоуглеродное датирование четырёх образцов выполнено в радиоуглеродной
Рис. 2. Местоположение разреза в верховьях долины р. Баксан (а, обозначено звёздочкой) и общий вид разреза «Баксан» (б).
1 — сосны, растущие на поверхности склона над разрезом;
2 — сосны на старой морене возрастом более 400 лет; 3 — положение разреза с погребённой почвой в морене ледника Большой Азау
Fig. 2. Location of Baksan section (а, star) and general view on Baksan section (б).
1 - pines growing at the slope at the location of our section; 2 -pines more than 400 years old at the old moraine; 3 - location of the section with the soil horizon buried in the moraine of the Bolshoy Azau Glacier
лаборатории Института географии РАН. Активность радиоуглерода измерялась на ультранизкофо-новом жидко-сцинтилляционном альфа/бета спектрометре-радиометре Quantulus 1220 фирмы PerkinElmer, Финляндия. Датировки откалиброва-ны с помощью программы Oxcal 3.5 [17]. Дендро-хронологическое датирование образца погребённой древесины выполнено в дендрохронологической лаборатории этого же института В.В. Мацковским на основе сводной хронологии ширины колец сосны Северного Кавказа. Датирование велось по стандартной методике [16] с помощью программ COFECHA и TSAP.
Описание разрезов
Описания разрезов в табл. 1 и 2 показывают, что периоды повышенного накопления рыхлого материала сменялись этапами стабилизации поверхности и формирования на ней почвенного покрова или торфяничков. В разрезе «Баксан» зафиксировано три таких «спокойных» периода, а в разрезе «Домбай» — один. Радиоуглеродный возраст погребённых почв и фрагмента погребённой древесины, обнаруженных в разрезах, приведён в табл. 3.
В разрезе «Домбай» отражены периоды накопления флювиогляциальных и селевых отложений. В периоды уменьшения речного стока и, возможно, затухания селевой активности периферия конуса стабилизировалась, здесь начинались почвообразовательные процессы и появлялась древесная растительность. В этом разрезе под асфальтом залегает оката
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.