Гляциально-мерзлотные каменные образования Алтая и их изменения
Н.Н. Михайлов1, О.В. Останин2, К. Фукуи3
белгородский государственный университет; 2Алтайский государственный университет, Барнаул; •Национальный институт полярных исследований, Токио, Япония
Рассмотрены история изучения, терминология, генезис, закономерности формирования, положения, строения и эволюции гляциально-мерзлотных каменных образований в хребтах Южно-Чуйском и Южный Алтай.
История исследований
Каменные образования в горных странах, похожие на потоки и получившие название «rock glaciers» (каменные глетчеры) стали привлекать внимание исследователей более 100 лет назад. Однако описывали их попутно, и публикаций, целиком посвящённых им, немного. Длительное время изучением этих образований занимались преимущественно в Северной Америке и Западной Европе, а новый этап начался после выхода в свет работы [28], в которой были обобщены имеющиеся сведения и определены дальнейшего задачи исследований. Фундаментальным трудом по каменным образованиям горных территорий за рубежом стал сборник, составленный исследователями из США, Канады, Франции, Германии и Аргентины и появившийся в 1987 г. [27].
В нашей стране анализ таких данных проведён А.Ф. Глазовским [4], В.В. Заморуевым [10, 11], М.И. Ивероновой [15], А.П. Горбуновым [8] и А.А. Галаниным [2]. Итог этим исследованиям подвела монография [9]. Гляциально-мерзлотные каменные образования Алтая рассмотрены в работах В.В. Замо-руева [10, 11], Л.Н. Ивановского [12—14], А.Р. Агатовой [1] и Н.Н. Михайлова [21—23] и упоминаются во многих других публикациях. В целом к настоящему времени насчитывается более тысячи работ, в той или иной степени посвящённым таким образованиям. Однако по-прежнему многие вопросы их существования остаются открытыми, хотя в последние годы в связи с активным освоением горных территорий России это стало актуальным.
Терминология и классификация
Проблемы терминологии и классификации гля-циально-мерзлотных каменных образований неоднократно рассматривались в литературе [2, 4, 6, 9, 11]. По мнению А.А. Галанина [2], отсутствие единых и четких морфогенетических критериев их выделения привело к распространению самых разных терминов: псевдотеррасы, псевдоморены, нивально-осыпные валы, забронированные глетчеры, каменные глетчеры, комплексные каменные глетчеры, щебенчатые ледники. В англоязычной литературе отмечается ещё большее разнообразие. На наш взгляд, термин «гляциально-мерзлотные каменные образования» может объединить все подобные объекты и позволяет рассматривать их с ледниковой (гляциальной), мерз-
лотной (криогенной) и обвально-осыпной (гравитационной) позиций. Однако это не приводит к единству мнений относительно морфологии, строения, динамики и особенностей развития каменных глетчеров.
По генезису и внутреннему строению на Алтае можно выделить три основных типа таких образований: забронированные ледники, каменные глетчеры и каменные потоки. Существуют обширные горные участки с проявлением этих форм рельефа.
Каменный глетчер. Этот термин восходит к английскому «rock glacier», которым американские геологи в конце XIX в. в Скалистых горах именовали огромные скопления обломков горных пород, напоминавшие по форме долинные ледники. В 1930-х годах этот термин попал в отечественную научную литературу и достаточно прочно в ней укрепился.
Согласно Гляциологическому словарю [5], каменный глетчер — это поток каменного материала в карах, на днищах и на склонах, по форме отдалённо напоминающий ледник (рис. 1). В Географическом словаре [3] эта форма рельефа трактуется как скопление каменного материала (иногда с ледяным ядром) в карах, долинах и на склонах, образующееся вследствие постепенного сокращения ледников или в результате массового нисходящего движения обломочного материала в условиях частой смены процессов промерзания и оттаивания
Рис. 1. Каменный глетчер на Алтае Fig. 1. Rock glacier in Altai
грунтов. По определению одного из ведущих отечественных специалистов по каменным глетчерам А.П. Горбунова [7], каменный глетчер — это скопление сцементированного льдом грубообломочного материала в горах, по форме напоминающее ледники, а иногда лавовые потоки, и обладающее способностью к самостоятельному движению. Л.Н. Ивановский [13] относил их к распространённой форме накопления моренных отложений, а К. Wahrhaftig и А. Сох [28] — к самостоятельным формам рельефа, независимым от ледников.
Напомним, что ледник — это масса льда преимущественно атмосферного происхождения, испытывающая вязкопластическое течение под действием силы тяжести и принявшая форму потока, системы потоков, купола (щита) или плавучей плиты [5]. Таким образом, каменный глетчер никак не может быть ледником, хотя некоторые черты ледника присущи и ему (течение под действием силы тяжести, вязкопластическое течение льда, форма потока). В то же время сами ледники могут приобретать черты каменных глетчеров, такие как перекрытие обломочным материалом (осыпным и обвальным) языков и образование бронирующей морены.
Такие объекты носят название «бронированные, или забронированные» ледники (забронированные глетчеры). Сторонники «ледниковой» теории считают причиной образование каменных глетчеров консервацию ледникового льда под обломочным чехлом разного происхождения, главным образом моренного [11, 14, 15]. Роль мерзлотных процессов при этом часто сводится лишь к консервации погребённых льдов в условиях сурового климата. Вместе с тем, обломочный материал в районах образования бронирующих морен в основном представлен обломками горных пород, поступающих с осыпями и обвалами, и лишь иногда к нему примешиваются обломки, уже испытавшие ледниковую обработку (т.е. собственно моренный материал). Это тот же обвально-осыпной материал, который формирует каменные глетчеры в других случаях. Разница заключается лишь в процессе образования каменного чехла и в происхождении льда.
Вероятно, следует согласиться с мнением Л.Н. Ивановского [13] и Е.В. Максимова [16], выделяющих забронированные ледники как этап в развитии каменных глетчеров. Такие объекты относятся к обычным ледникам и подчиняются всем закономерностям их развития. Каменные языки этих ледников можно рассматривать как стадиальные формы моренно-ледникового рельефа. Строение языка забронированного ледника нам представляется следующим: сверху располагается чехол обломочного материала, под которым находится мёрзлое ядро, состоящее из ледникового льда.
Эволюция забронированных ледников на современном этапе развития оледенения приводит к образованию собственно каменных глетчеров, когда в результате деградации поверхность ледников полно-
стью или большей частью перекрывается обломочным материалом, сохраняя ледниковое ядро. Процесс формирования такого каменного глетчера на Алтае описан в [13]. На разных этапах развития в нём появляются участки мёртвого ледникового льда. Очевидно, в этот период значительную роль начинают играть криогенные процессы, которые проявляются не только в верхней части обломочной толщи, но и вблизи ледникового ядра. Верхняя часть каменного глетчера ещё может быть представлена небольшим ледником, который постепенно теряет связь с нижней забронированной частью, пока ледник не стает окончательно или не будет также засыпан обломочным материалом, т.е. не начнётся завершающая стадия его формирования.
В подобных случаях необходимо определить границу между забронированным ледником и каменным глетчером. Е.В. Максимов [16] выделял ледники с моренным чехлом и относил к ним крупные ледники горных стран, языки которых только прикрыты тонким слоем осьпного и моренного материала, и забронированные ледники, которые в своих нижних частях покрыты мощным слоем морены.
Очевидно, забронированным ледником следует считать каменно-гляциальный объект, развивающийся как ледник и имеющий непосредственную связь с забронированной частью. При этом бронирующий чехол предохраняет лёд от быстрого таяния в периоды деградации оледенения и способствует его распространению вниз по горной долине в периоды активизации. Такие ледники трансформируются в каменные глетчеры при перекрытии большей части поверхности моренно-осыпным и обвальным материалом. Подобные образования, очевидно, могут существовать достаточно длительное время. В конечном итоге они могут перейти в разряд каменных потоков, когда ледниковый лёд будет замещен вторичным инфильтрационным, если ход природного процесса не будет нарушен активизацией оледенения. Каменные глетчеры, как правило, располагают-
Рис. 2. Каменный поток на Алтае Fig. 2. Rock stream in Altai
ся в верховьях основных и боковых долин, в цирках и карах их боковых отрогов.
Каменные потоки не связаны с оледенением и являются исключительно мерзлотными образованиями. Обломочный материал таких объектов имеет преимущественно лавинно-осыпное и обвальное происхождение, а лёд образуется в результате замерзания в каменной толще талых и дождевых вод и попадания в неё снега. Как правило, они формируются на склонах горных долин, иногда в древне-ледниковых цирках и карах в результате преобразования осыпей и обвалов под влиянием мерзлотных деформаций. Языки каменных потоков спускаются на днища долин, где обычно расширяются. Эти объекты, на наш взгляд, не следует называть каменными глетчерами, так как они не имеют отношения к ледникам, хотя и могут иметь сходные черты в своём развитии [12—14] (рис. 2).
Время образования и эволюция
Условия для зарождения гляциально-мерз-лотных каменных образований сложились ещё в конце плиоцена и периодически возникали в течение всего плейстоцена. Однако доголоценовые объекты почти не сохранились [26]. Образование каменных глетчеров чаще всего относят к послеледниковью — голоцену [8, 9, 12, 13, 17, 25, 26]. На Тянь-Шане А.П. Горбунов [7] выделил два периода их формирования: 2—4 и 4—8 тыс. л.н. В основном попытки датирования этих образований сводятся к анализу их относительного пространственного расположения среди плейстоценовых и голоценовых ледниковых морен [9], а также в системе высотных уровней днищ каров [2]. Появление забронированных ледников на Алт
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.