Знаймо

Додати знання

приховати рекламу

Цей текст може містити помилки.

Четвертичная гляціогідрологія



План:


Введення

Пульсуючий льодовик Хаббард на Алясці, систематично блокує при Серджіо Расселфьерд
Обвалення кінця льодовика Періто-Морено в Патагонії
Ділювіально-акумулятивні вали в Центральному Алтаї, долина річки Катунь. Серпні 2004.
Міжнародна геологічна експедиція в маршруті по Чаганскому скебленду, Гірський Алтай (серпень 2004).

Четвертичная гляціогідрологія (палеогляціогідрологія) - розділ гляціології, що вивчає механізми формування гірських та рівнинних скеблендов, а також геолого - географічну основу їх появи.


1. Загальні положення

Предметом четвертинної гляціогідрологіі є режим і гідравлічні характеристики водних потоків та водойм льодовикового походження (Прильодовиково озер різного віку і генетичних типів), а також кількісна та якісна оцінка ефекту їх геологічної роботи.

До об'єктів четвертинної гляціогідрологіі відносяться геолого- геоморфологічні сліди (відкладення і рельєф) водних потоків і водоймищ, виникнення й існування яких обумовлено четвертинними заледеніннями, або процесами і явищами, з ними пов'язаними.

До методів четвертинної гляціогідрологіі відноситься весь арсенал сучасних географічних, геофізичних і геологічних методів [1] [2].

Автором напрямки, терміну і основним розробником є ​​російський гляциолог, геоморфолог А. Н. Рудой.


2. Основи четвертинної гляціогідрологіі

2.1. Прильодовиково озера. Загальний огляд

Прильодовиково озера різних генетичних і морфологічних типів є неодмінним атрибутом нівально-гляціальні зони. Чим більше льодовики, тим крупніше подпрудние озера, і тим більше їх число. У загальному випадку, як вважає А. Н. Рудой, можна говорити про те, що площі Прильодовиково озер збільшуються з ростом площі континентального заледеніння до тих пір, поки є вільна від льоду і океану поверхню суші для заповнення депресій талими водами, і поки кордон харчування льодовиків не опуститься нижче цієї поверхні. У країв великих льодовикових систем - в Гренландії, в Центральної Азії, в Патагонії - налічується багато тисяч таких озер. В одній лише південно-східної Алясці кількість досягає 750 [3] [4].

Верхнім гіпсометричним і кліматичних межею поширення озер є снігова лінія. Нижня межа в певному сенсі виявляється розмитим, і його положення залежить від тривалості існування озер, яка в свою чергу визначається генезисом і морфологією озерної ванни і віком озера. Можна вважати, що нижня межа "озерного пояса" збігається зараз із базисним рівнем Світового океану.


2.2. Льодовикові греблі

У формуванні ванн Прильодовиково озер головну роль відіграють крижані греблі. Саме вони, замикаючи річкові долини і міжгірські западини (або перегороджуючи рівнини), створюють ємності, які заповнюються масами талої води ( льодовиково-подпрудние озера). Механізми льодовикового підгачування в горах, на думку А. Н. Рудого [5], майже без виключення визначалися катастрофічно швидкими переміщеннями льодовиків - льодовиковими Серджіо. На думку М. Г. Гросвальда, і Серджіо величезних льодовикових лопатей материкових покривів були здатні блокувати сток великих річкових систем і створювати величезні льодовиково-подпрудние озера уздовж їх країв [6]


2.3. Скиди льодовиково-подпрудних озер

Головна особливість режиму всіх льодовиково-подпрудних озер полягає в їх періодичних прориви - йокульлаупах (застарілий, але ще використовується у світовій літературі, хоча і не точний, термін [7]). Йокульлаупи призводять до часткового або повного спорожнення озерних ванн і катастрофічним паводкам ( ділювіальним потокам) в нижележащих долинах. Основна, найбільш загальна причина йокульлаупов - у низькій щільності льоду щодо води і малої міцності льоду через його тріщинуватості у фронтальних частинах гребель. Механізми проривів озер бувають різними: від повільного просочування через внутрільодовикових відколи й по подледніковим і внутрільодовикових каналам- спіллвеям до переливання озерних вод через греблю та її швидким, хоча, як правило - і не повним, руйнуванням. Всі ці процеси супроводжуються активною механічної та термо ерозією, і всі вони швидко призводять до геологічно миттєвим скидах величезних водних мас. [8] [9] [10].

Ділювіальние потоки, завдяки своїй високій енергії, виробляють більшу роботу, часто сильно перетворюючи земну поверхню нижче ділянок прориву озер, а повторюваність (періодичність) проривів, поряд з їх потужністю, особливо посилює геологічний і геоморфологічний ефект цієї роботи.


2.4. Стародавні Прильодовиково озера

Найбільш древні Прильодовиково озера і озера з нестійкими греблями в даний час не існують. Вони залишили свої сліди у вигляді озерних відкладень, берегових ліній (озерних терас) та дропстоунов ( англ. Dropstone ) На днищах і бортах в межах озерних улоговин. До непрямих свідчень існування подпрудних озер відносяться геолого-геоморфологічні сліди їх осушення.

Просторово ці дві групи свідчень виявляються далеко роз'єднаними: перші ( озерні відкладення і рельєф) локалізовані в межах озерних ванн, другі віддалені від них на десятки і сотні кілометрів. Підконтрольні ж льодовиково-подпрудних озерам площі впливу проривних водних потоків поширюються на тисячі і десятки тисяч кілометрів.

До непрямими ознаками існування льодовиково-подпрудних озер можна віднести і залишки морен подпружівавшіх льодовиків на ділянках проривів. Однак, практично такі збереглися фрагменти не несуть точної інформації про режим льодовиково-подпрудних озер і про гідравлічних характеристиках ділювіальних потоків, так як самі по собі, поза сукупності з іншими, прямими, ознаками, не діагностуються в ділювіальном відношенні, хоча і можуть у деякому наближенні давати уявлення про потужність льоду в каналах стоку.

Експедиційні роботи
Самишев з рюкзаком - лучше.jpg
Tony on dropston.jpg
Казанок увечері краще в вікі.jpg
Вечір у польовому таборі геологів у молодої льодовиково-тектонічної улоговини Телецького озера, Алтай. Вдалині видно трог долини річки Чулишман, липень 2008.
Польове вивчення Алтайського скебленда в прителецком тайзі, Гірський Алтай (серпень 2009). Професор Ексетерського університету Тоні Браун вивчає дропстоун ( англ. Dropstone ) На днище скинутого Чуйського льодовиково-подпрудних озера. 10Ве-датування показує вік принесеної палео айсбергом брили близько 15 тис. років.

Незважаючи на величезне поширення, часто у багато разів перевищує площі самих прориваються водойм, геологічні сліди скидів льодовиково-подпрудних озер довгий час (а по-суті - весь період вивчення районів стародавнього заледеніння) ідентифікувалися з великими труднощами, тому що в більшості випадків і саме існування таких озер не знаходило загального визнання. Тому відкладів та рельєфу, створеним ділювіальнимі потоками, аж до самого останнього часу давалося неправильне генетичні пояснення. Це вносило і вносить до сих пір велику плутанину при інтерпретації результатів польових досліджень [11] [12].


2.5. Уніфікований методологічний підхід до рішень, як традиційна причина неминучих наукових тупиків. Гуляння по колу.

Більшість вчених і геологів-практиків традиційно виробляли свої палеогеографічні і палеогляціологіческіе реконструкції на основі уніфікованих уявлень про провідних екзогенних процесах в гірських і середньогірських районах по загалом справедливою, але далеко не повною схемою " заледеніння - річковий стік ". При цьому під річковим стоком розумівся деякий" флювіогляціальних "сток, що припускає в гляціальні і перігляціальной зонах водотоки, що виникають від льодовиків і створюють нижче їх утворення, звані малозрозумілим словом "флювіогляціальние" [13] Оскільки в цьому логічному і дійсно спостерігається сьогодні в багатьох районах подієво-просторової ланцюга відсутній середній, дуже важливий, елемент - льодовиково-подпрудние озера, то й освіти, створені ділювіальнимі процесами, приймалися з застереженнями або за результати льодовикових, або флювіальних процесів. А так як ділювіальний рельєф і відкладення принципово відмінні від алювію і морен, то вимушені пояснення освіти "загадкових" товщ і рельєфу часто бувають дуже екзотичними [14].

Новітня критика цієї "наукової екзотики" була представлена ​​недавно Г. Г. Русановим [15] в Росії і Ю. Хергет (ньому.) в міжнародній науковій пресі [16], а також у численних роботах Г. Комацу, В. Бейкера, І . А. Волкова, та ін

Позднеплейстоценовий берегові лінії (озерні тераси) Курайська льодовиково-подпрудних озера на схилі Північно-Чуйського хребта, Гірський Алтай. У північно-західному куті знімка добре видна гігантська брижі течії (довжина хвилі найбільших гряд - понад 200 м). Аерофотознімок.
Озерні тераси позднечетвертічное (близько 15 тис. Л.М.) Курайська льодовиково-подпрудних озера на південному скноне Курайська хребта. Біла смуга - Чуйський тракт направо - до сел. Кош-Агач. Висота верхніх озерних рівнів перевищує 2200 м н.р.м. при середніх оцінках сучасного днища Курайська улоговини - нижче 1600 м. Аерофотознімок.

Натуралісти, що працювали в межах ванн четвертинних озер, проводили на картах по озерним терасах лінії озерних трансгресій. Геологи, що працювали за сотні кілометрів від цих стародавніх озер, в районах четвертинного перігляціала під внеледникових зоні річкових долин, і не підозрювали, що мають справу зі слідами проривів льодовиково-подпрудних водойм. У напрямку магістральних долин стоку і в межах величезних передгірних конусів виносу виділялися поліфаціальние пачки відкладень, шари і горизонти "гірського алювію", "троговой алювію", "перігляціальной алювію", "флювіогляціала" і т. п., швидко виклінівающіхся і за розрізами, і по латералі. Кожній пачці або групі пачок присвоювалося ім'я власне, а факт виділення таких груп зводився в ранг палеогеографічного епізоду (на Алтаї, наприклад, - "Чуйська, Катунський, інінская, яломанская" та ін товщі і, відповідно, пов'язані з цими товщами події в ранзі стадій, фаз і навіть епох заледеніння і межледниковья). Зараз відомо, що більшість цих товщ зобов'язане своїм походженням кільком дуже енергійним і геологічно миттєвим подій [17] [18].

Своебразие науково-методологічного підходу до вивчення режиму спорожнення великих льодовиково-подпрудних озер в різних регіонах світу було обумовлено, взагалі кажучи, соціально-економічними причинами. Ними ж, до речі, обумовлена ​​і інтенсивність і продуктивність вивчення цих проблем в зовсім недавньому минулому в Росії і, наприклад, в США. Оскільки в Північній Америці, в Шотландії, в Скандинавії, Ісландії, в альпійських державах населення ще більше двохсот років тому зіткнулося з трагічними наслідками катастрофічних проривів льодовиково-подпрудних озер, вивчення режиму останніх почалося зі з'ясування механізму їх стоку або одночасно з цим. Еволюція найбільших позднеплейстоценових озер Північної Америки найбільш докладно відновлена ​​слідами їх катастрофічних осушення [19] [20] [21] [22].

Принципово інший підхід можна побачити в дослідженнях чествертічних льодовиково-подпрудних озер Центральної Азії. Навіть у 1970-і роки, коли льодовиково-подпрудних походження більшості улоговини озера Південного Сибіру було вже доведено, обсяги цих озер не були підраховані, а механізми спорожнення залишалися нез'ясованими. Палеогляціологія продовжували шукати кінцево-моренні комплекси в річкових долинах, в яких їх бути не могло, тому що морени були повністю, або майже повністю зруйновані ділювіальной ерозією практично негайно слідом за їх відкладенням. Геологи-четвертічнікі продовжували розчленовувати багатометрові товщі ділювія в долинах річок Чуя, Катунь, Бія, Єнісей і ін, вважаючи, що вони мають справу з алювієм, або так званим флювіогляціалом.

Аналіз наукової літератури з історії плейстоцену гірських районів Росії показує, як напружено працювала думка дослідників, які шукали істину, але йшли по дорозі, провідному в науковий тупик. Однак, всі найбільші річкові долини, де і проводилися особливо детальні дослідні роботи, піддавалися багаторазового впливу ділювіальних потоків з систематично проривався озер, і геологічні та геоморфологічні сліди цих впливів можна переважно спостерігати в цих долинах в даний час [3].


3. Сучасний стан четвертинної гляціогідрологіі

Розпочате понад чверть століття тому в СРСР дослідження закономірностей режиму четвертинних льодовиково-подпрудних озер міжгірських улоговин [23], що проводиться спочатку переважно на якісній основі методами традиційних геолого-геоморфологічних досліджень, до кінця минулого століття стало представляти, по суті, два науково-методологічних напрямки: літолого-геоморфологічне і палеогляціологіческое. В останні роки в різних країнах до роботи в цій області приступили фахівці в області гідравліки, які, застосовуючи новітні комп'ютерні програми, отримують головні гідравлічні характеристики ділювіальних потоків [24] [25] : швидкості потоків, витрати і глибини води, величини тиску на ложе русел, ухили водної поверхні, піки гідрографа і тривалість катастрофічних подій у різний час на різних ділянках каналів скидання.

Експедиційні роботи
Чаганузунлекціявікі.jpg
Табір в курайской.jpg
З кайлойвікі.jpg
Проходка шурфу для вивчення будови ділювіального рельєфу. Басейн Телецького озера, Гірський Алтай Липень 2009 року. Дискусія.
Міжнародна експедиція ( Росія, США, Україні) на розрізі озерно-ледниковых алевропелитов ленточного типа в долине р. Чаган-Узун, левый крупный приток р. Чуи, Гірський Алтай. Полевой лагерь геоморфологов на дне четвертичного Курайского ледниково-подпрудного озера (см. аэрофотоснимки), Курайская межгорная котловина. На заднем плане - Северо-Чуйский хребет. Серпень, 2004 года.

Каждое из этих направлений, обладая своими специфическими методами, является составной частью четвертичной гляциогидрологии. В этих работах принимают участие ученые различных специальностей из разных стран мира уже во многих регионах Земли. Главной задачей четвертичной гляциогидрологии для разработчиков по-прежнему является развитие основ теории дилювиального морфолитогенеза.


Примітки

  1. А.Н.Рудой Гигантская рябь течения (история исследований, диагностика и палеогеографическое значение). - Томск: Изд-во ТГПУ, 2005. - 224 с. - ISBN 5-89428-195-4.
  2. Rudoy AN Glacier-Dammed Lakes and geological work of glacial superfloods in the Late Pleistocene, Southern Siberia, Altai Mountains // Quaternary International. 2002. Vol. 87/1. P. 119-140
  3. 1 2 Рудой А. Н. Основы теории дилювиального морфолитогенеза // Известия Русского географического общества, 1997. Т. 139. Вып. 1. С. 12-22
  4. Grosswald MG, Rudoy AN Quaternary Glacier-Dammed Lakes in the Mountains of Siberia // Polar Geography. 1996. - Vol.20. - Iss.3. - P.180-198
  5. Rudoy AN Mountain Ice-Dammed Lakes of Southern Siberia and their Influence on the Development and Regime of the Runoff Systems of North Asia in the Late Pleistocene. Chapter 16. (P. 215-234.) - Palaeohydrology and Environmental Change / Eds: G. Benito, VR Baker, KJ Gregory. - Chichester: John Wiley & Sons Ltd. 1998. - 353 p.
  6. Гросвальд М. Г. Євразійські гідросферні катастрофи та обледеніння Арктики. - М.: Науковий світ, 1999. - 120 с.
  7. Гляциологический словарь / Ред. В. М. Котляков. - Л.: Гидрометеоиздат, 1984. 528 с.
  8. Паттерсон У. С. Б. Физика ледников. - М.: Мир, 1984. 472 с.
  9. Голубев Г. Н. Гидрология ледников. - Л.: Гидрометеоиздат, 1976. - 247 с
  10. Nye JF Water Flow in Glaciers: Jokukhlaups, tunnels and Veins // J. Glaciology, 1976. - Vol. 17. - # 76. - P. 181-207
  11. Поздняков А. В., Хон А. В. О генезисе "гигантской ряби" в Курайской впадине Горного Алтая. // Вестник Томского государственного университета, 2001. - № 274. - С. 24-33
  12. Поздняков А. В., Окишев П. А. Механизм формирования донных гряд и возможный генезис "гигантской ряби" в Курайской впадине Алтая // Геморфология, 2002. - № 1. - С. 82-90
  13. * Рудой А. Н. Про так званих флювіогляціальних відкладах і про місце ділювіальних процесів в літодінаміческіх сукцесії - vestnik.tspu.ru/files/PDF/articles/rudoj_a._n._80_85_4_36_2003.pdf / / Вісник ТГПУ. - 2003. - Т. 4 (36). - С. 80-85.
  14. Так, ціла група цілком оступінених авторів публікують десятки статей, в яких Курайська, наприклад, гігантська брижі, називається то якимись незвичайними моренами, то так само не дуже зрозумілими озамі, то результатом падіння метеоритів, то, навпаки, землетрусів, мерзлотних процесів і т. п. (П. А. Окішев, А. В. Поздняков, Б. А. Борисов, Д. А. Тимофєєв, А. В. Хон та ін.) Дивна іронія бачиться і в тому, що всі ці, м'яко кажучи, несхожі пояснення одного і того ж, ділювіального, рельєфу, для одного і того ж ділянки, висловлюють одні й ті ж автори, але в різних статтях, або в різний час (за винятком А. В. Позднякова - см., який вміє все це робити безпосередньо в друкованому просторі однієї публікації).
  15. Русанов Г. Г. грядовий рельєф Курайська улоговини Гірського Алтаю і нові гіпотези його походження / / Матеріали гляціологіческіх досліджень, 2009. - Вип. 107. - С. 25-30.
  16. Herget J. Reconstruction of Pleistocene ice-dammed Lake Outbursts in the Altai Mountains, Siberia / / The Geological Society of America. - Boulder, Colorado, USA, 2005. Special Pap. 386. - 118 p.
  17. Рудой А. Н. Основи теорії ділювіального морфолітогенеза / / Известия Російського географічного товариства, 1997. - Т. 129. - Вип. 1. - С. 12 - 22
  18. Рудой А. Н. Про зв'язок гляціальних і ділювіальних процесів рельєфоутворення / / Известия Російського географічного товариства, 1997. - Т. 129. - Вип. 2. - С 13-22
  19. Keenan Lee. THE MISSOULA FLOOD. - geology.mines.edu / faculty / Klee / Missoula.pdf
  20. Keenan Lee. THE BONNEVILLE FLOOD. - geology.mines.edu / faculty / Klee / Bonneville.pdf
  21. Keenan Lee. THREE GLACIERS FLOOD. Arkansas River, Colorado - geology.mines.edu / faculty / Klee / Three_Glaciers.pdf
  22. United States Geological Survey The Channeled Scablands Of Eastern Washington - www.nps.gov/history/history/online_books/geology/publications/inf/72-2/contents.htm (Англ.)
  23. Рудой А. Н. Закономірності режиму і механізми скидів льодовиково-подпрудних озер міжгірських улоговин / Автореф ... канд. географічних наук. - М.: Інститут географії АН СРСР, 1987. - 21 с.
  24. Herget, J. Reconstruction of Ice-Dammed Lake Outburst Floods in the Altai-Mountains, Siberia (англ.) / / Geol. Soc. India: огляд. - 2004. - В. 64. - С. 561-574.
  25. А.Н.Рудой, В.А.Земцов Нові результати моделювання гідравлічних характеристик ділювіальних потоків з позднечетвертічное Чуйської-Курайська льодовиково-подпрудних озера - / / Лід і сніг. - Інститут географії РАН, 2010. - № 1 (109). - С. 111-118. - ISSN 2076-6734 -

Література


Цей текст може містити помилки.

Схожі роботи | скачати
© Усі права захищені
написати до нас
Рейтинг@Mail.ru