РЕЛЬЕФ — ВАЖНЕЙШИЙ ФАКТОР ДИФФЕРЕНЦИАЦИИ ПРИРОДНО- ТЕРРИТОРИАЛЬНЫХ КОМПЛЕКСОВ (ПТК)

Рассмотрим кратко влияние рельефа на климат, который во взаимосвязи с рельефом влияет на все другие компоненты геогра­фической (ландшафтной) оболочки и на хозяйственную деятель­ность человека.

Как сказано в гл. 3, формы рельефа различаются, прежде все­го, по размерам, начиная от планетарных и кончая наноформами. Различие размеров форм сказывается и в различии их влияния на другие компоненты ландшафта.

Однако начнем с рассмотрения формы самой Земли как пла­неты. Земля имеет форму геоида (приближенно — трехосного эл­липсоида), и это является первопричиной климатической и, как следствие, географической зональности. Зональность эта была бы относительно простой и относительно устойчивой, если бы вся поверхность Земли была занята сушей с плоским низменным ре­льефом. Наблюдаемая в действительности ситуация существенно отличается от упомянутой гипотетической. Достаточно взглянуть на карты климатических областей или природных зон Земного шара, чтобы убедиться в этом. Об этом же свидетельствует поч­венная карта и карта растительности мира. Причина этого кроется в том, что "реальный" климат зависит от трех факторов: соот­ношения площадей суши и моря, их конфигурации и характера рельефа суши.

Подтверждением этому в настоящее время служат, например, такие факты. Из-за огромной площади материка Евразии (около 53 млн км²) его северо-восточная часть характеризуется резко кон­тинентальным климатом, обусловившим широкое развитие здесь (более 11 млн км²) вечной мерзлоты, южная граница которой в Восточной Сибири опускается южнее широты Москвы. Этот же фактор (размер материка в совокупности с рельефом) является причиной того, что полюс холода на земном шаре находится не в районе географического полюса Земли, а в районе Верхоянска- Оймякона, т.е. на широте Архангельска. Этим же объясняется су­ществование в Азии внетропических пустынь (пустыни Средней Азии, пустыня Гоби).

Перечисленные выше факторы, влияющие на климат, находят подтверждение и в истории развития Земли. Как известно, исто­рия Земли — это смена эпох горообразования и относительно спокойных тектонических условий. Эпохи тектонической стабиль­ности характеризовались выравниванием рельефа, увеличением площади морей, захватывавших пониженные участки континен­тов, образуя на них обширные мелководные бассейны, хорошо прогреваемые Солнцем. Это приводило к выравниванию и смяг­чению климата: на значительных территориях земной поверхности устанавливался теплый и влажный климат (например, в каменно­угольном и юрском периодах). Обратное явление происходило в эпохи горообразования (каледонскую, герцинскую, мезозойскую, альпийскую), когда происходила регрессия морей. Поднятые в виде горных систем и освободившиеся от теплых морских вод значи­тельные площади суши охлаждались. Климат становился более сухим и прохладным, с резкими различиями от места к месту.

Изменение физико-географических условий в пределах конти­нентов естественно сказывалось на изменении органического мира. Некоторые группы организмов постепенно вымирали, уступая место другим, более приспособленным к новым условиям.

Так, крупнейшим событием, подготовленным каледонским геотектоническим циклом, явился выход позвоночных животных (амфибий) из водной среды на сушу. После герцинского горо­образовательного цикла, в конце пермского периода, вымерло большинство палеозойских форм животных и растений, амфибии постепенно вытеснялись рептилиями. В эпоху альпийского оро- генического цикла происходит вытеснение рептилий млекопитаю­щими. Изменению животного мира предшествовало изменение растительности. Так, с герцинским геотектоническим циклом связано вымирание древнейших высших растений (псилофитов) и появление голосеменных растений; с альпийским геотекто­ническим циклом связано сокращение ареалов голосеменных и широкое развитие покрытосеменных растений. Рубежи смены органического мира довольно четко совпадают с эпохами горооб­разования, приводившими к изменению планетарного рельефа, что хорошо иллюстрируют рис. 195 и 196.

Большое влияние на климат и на всю ландшафтную структуру оказывал и оказывает рельеф в пределах каждого конкретного материка. Прежде всего, с рельефом связана высотная поясность в горах, наблюдаемая на всех континентах. Не меньшее влияние оказывает пространственная ориентация орографических элемен­тов, в первую очередь, на увлажненность территории. Примеры.

1. Субмеридиональное простирание природных зон Северо- Американского континента обусловлено субмеридиональным про­стиранием Кордильер и Аппалачей, отгораживающих равнинную часть материка от влияния соответственно Тихого и Атлантическо­го океанов.

2. Причиной различия физико-географических условий Восточ­но-Европейской и Западно-Сибирской равнин служит субмериди­ональное простирание низко- и средневысотных Уральских гор, являющихся климаторазделом.

3. Благодатный климат южного берега Крымского полуострова обусловлен тем, что он защищен с севера Крымскими горами.

4. Даже такая невысокая орографическая единица, как Ставро­польская возвышенность, является климаторазделом. Поэтому Кубано-Приазовская низменность, расположенная к западу от Ставропольской возвышенности и являющаяся одной из житниц страны, резко контрастирует с полупустынной территорией Ногай­ских степей, расположенных к востоку от этой возвышенности. Нет необходимости приводить другие примеры влияния простран­ственного положения орографических элементов на физико-гео­графические условия тех или иных регионов, они многочисленны.

Существенное влияние на пространственную дифференциа­цию ПТК оказывают и более мелкие орографические единицы —

ПЕРИОДЫ (СИСТЕМЫ)

PR

и

f

f

f

f

f

f

f

f

ГЕОТЕКТОНИЧЕСКИЕ ЦИКЛЫ

КАЛЕДОНСКИЙ ГЕРЦИНСКИЙ АЛЬПИЙСКИЙ |

эпохи теократии (господства суши)

>1

1 1 1 г\ 1 Л Г

■■if___ 1...... f

основные фазы горообразования дд/

Ш

эпохи талассократии (господства моря)

РАЗВИТИЕ ОРГАНИЧЕСКОГО МИРА

наземная . растительность беспозвоночные позвоночные

млекопитающие

h

■i

рептилии

-

Hi

mm

------ 1

амфибии

-ч

на

Hi

H>

i

граптолиты

•ч

шшт

н>

—

-

голово­ногие моллю­ски

аммониты

mm

mm

гониатиты

■н

■■■

►

трилобиты

<

шш

■й

брахиоподы

у

яшт

шт

_

.....

_

_

___

кораллы шестилучевые

р

р

----

кораллы восьмилучевые

ШЯЁ

шт

кораллы четырехлучевые

—

фораминиферы

mm

mm

покрытосеменные

—

mm

голосеменные

J

■■

__

ПСИЛОфИТЫ

■3

1

Рис. 195. Зависимость развития органического мира от тектонических движений земной коры (по А. П. Ходалевичу, упрощено)

формы мезорельефа. В самом деле, даже в сходных климатических (при прочих равных) условиях плоские горизонтальные поверх­ности междуречий и склоны разных экспозиций будут получать разное количество солнечной энергии, что должно отразиться и действительно находит отражение прежде всего в прогревании и увлажненности этих поверхностей и, как следствие, в процессах выветривания в их пределах, характере и интенсивности склоно­вых процессов. Следует добавить, что в условиях, например, уме­ренного климатического пояса подветренные и наветренные скло­ны в результате метелевого переноса будут отличаться толщиной снежного покрова, следовательно, различной глубиной промерза­ния почвогрунтов, что в дальнейшем сказывается на динамике

Рис. 196. Схема развития органической жизни Земли в фанерозое. Сплошные ли­нии стрелок показывают, что данные группы организмов дожили до настоящего времени, пунктирные — полностью вымершие группы

ПТК. Все это необходимо учитывать в хозяйственной деятельности. В засушливые годы в более благоприятных условиях будут нахо­диться посевы сельскохозяйственных культур, расположенные на склонах северной экспозиции. В годы с повышенным увлажне­нием более благоприятные условия сложатся на склонах южной экспозиции. Поля, расположенные в пределах междуречий и на склонах разной экспозиции, будут готовы к весенней обработке в разные сроки. Растения на них будут находиться в разных фенофа- зах даже в том случае, если сев был проведен в одни и те же сроки.

Казалось бы, наиболее благоприятные условия должны скла­дываться на междуречьях с плоским рельефом. Однако отсутствие оттока влаги с таких поверхностей ведет к тому, что плоские междуречья в годы с повышенным увлажнением подвержены за­болачиванию. Поэтому не случайно, что в условиях умеренного климата в хозяйственный оборот включают земли, расположенные на склонах, несмотря на то, что здесь могут обостриться склоно­вые процессы, оставляя плоские междуречья под естественным растительным покровом.

Влияние на морфологическую структуру ландшафта оказывает и нанорельеф. Влияние наноформ (как и более крупных) наблюда­ется во всех климатических зонах, но особенно отчетливо проявля­ется в экстремальных климатических условиях, в зонах тундр, пус­тынь и полупустынь. В подтверждение сказанного можно сослаться на материалы полевых исследований профессора В.А. Николаева и его коллег на Джаныбекском стационаре Института лесоведе­ния РАН, расположенном в северной части Прикаспийской низ­менности, в 25 км к северо-востоку от оз. Эльтон. Территория стационара находится в пределах плоской морской аккумулятивной равнины позднеплейстоценового (раннехвалынского) возраста, осложненной микрозападинным рельефом с амплитудами отно­сительных высот до 0,5 м.

В районе стационара детально был изучен ключевой участок площадью 1440 м² (30 х 48 м). Рельеф этого участка изображен на рис. 197. Как видно из рисунка, размах относительных высот на ключевом участке не превышает 25 см, и только холмики сусли- ковин возвышаются над днищами микрозападин на 40—50 см. На участке нет эрозионных врезов, переходы от микроповышений к микропонижениям плавные, без резких перегибов.

Несмотря на незначительное колебание относительных высот, неровности рельефа оказывают определяющее влияние на водный режим наноформ рельефа и на характер почвенно-растительного покрова микроповышений и микропонижений. Наблюдениями установлено, что в результате метелевого переноса снега зимой и весеннего стока талых вод микрозападины получают в среднем в четыре раза больше осенне-зимне-весенних атмосферных осадков по сравнению с микроповышениями.

Существенная разница наблюдается в температурном режиме почв в пределах различных элементов наноформ рельефа, что хо­рошо видно из табл. 3.

Рис. 197. Гипсометрическая карта ключевого участка на территории Джаныбек- ского стационара (Прикаспийская низменность). Горизонтали проведены через 5 см. За нулевую отметку принята самая низкая отметка в микрозападине (по В.А. Николаеву и др., 1995)

Таблица 3

Температура почв и характер почвенно-растительного покрова на различных элементах наноформ рельефа

(Джаныбекский стационар. 13 июля 1994 г., по В.Л. Николаеву и др., с упрощением)

Элементы микрокомплекса	Время (местное)
8.00	13.00	16.00	20.00
температура воздуха, на высоте 1,5 м, °С
23,4	32,7	33,0	28,8
температура почвы, °С[36]
Плоские днища микрозапа­дин с зарослями спиреи зверобоелистной на лугово- каштановых почвах	18.5 14.6	29,1 14,6	34,0 15,0	25,2 15,6
Плоские поверхности микро­повышений с разреженной прутняково-чернополынной растительностью на мелком солончаковом солонце	35,0 25,4	50,8 25,4	46,0 26,8	33,7 28,2

Вследствие различия влажностно-температурного режима на различных элементах наноформ на крошечном по площади клю­чевом участке сформировались 14 видов микрофаций (рис. 198).

2 0 2 4 б i м Рис. 198. Ландшафтная карта ключевого участка на территории Джаныбекского стационара (Прикаспийская низменность): 1—5 — степные и лугово-степные фации микрозападин; 6—7 — пустынно-степные фации микросклонов; 8—11— солонцово-пустынно-степные и солонцово-пустын­ные фации микроповышений; 12—14 — фации сусликовин (по В. А. Николаеву и др., 1995, упрощено)

Из сказанного выше следует вывод, обозначенный в названии данной главы: рельеф, независимо от иерархии форм, перераспре­деляя тепло и влагу, вещество и энергию, играет ключевую роль в дифференциации ПТК различного таксономического ранга. По­этому границы ПТК в подавляющем большинстве случаев яв­ляются границами геоморфологическими (при этом, конечно, следует учитывать литологию пород).

Влияя на дифференциацию ПТК, структуру ландшафта, рель­еф, тем самым, оказывает влияние на хозяйственную деятельность. В дополнение к сказанному выше приведем пример этого влияния, сравнив рельеф, изображенный на топокартах и аэрофотоснимках в приложениях 1 и 20.

На топокарте приложения 1 изображен рельеф плоской морской аккумулятивной равнины (перекрытой лёссовидными суглинками), практически не затронутой эрозионно-денудационными процессами.

На топокарте приложения 20 изображен рельеф холмисто-за- падинной моренной равнины, в строении которой участвуют раз­личные породы: моренные суглинки, флювиогляциальные пески, озерно-болотные отложения.

При сравнении этих карт видно: на одной поля занимают боль­шие площади, имеют правильную геометрическую форму или близкую к ней, находятся в одинаковых условиях тепло-влаго- обеспеченности. Обработка таких полей удобна: закончив работу на одном поле, техника перемещается на соседнее, расположенное рядом, и т.д.

Иная картина складывается на территории, изображенной на карте приложения 20. Поля здесь небольшие по площади, разоб­щены, имеют сложные очертания, в зависимости от литологии и экспозиции характеризуются разной тепло-влагообеспеченностью. Все это усложняет ведение хозяйственной деятельности, требует больших затрат, а в некоторых случаях и специальной техники, например, для обработки завалуненных почв. Себестоимость од­ноименной продукции хозяйств, расположенных на этих терри­ториях, будет различной, а следовательно, и доходы хозяйств (при прочих равных условиях) будут разные.

Рельеф оказывает влияние и на социальную структуру жизни общества. Это сказывается, например, на характере сельских по­селений. Так, в условиях эрозионно-денудационного рельефа Среднерусской возвышенности села обычно располагаются вдоль речных долин или крупных балок (с водотоком), протягиваются на сотни метров (иногда и на первые километры). Села насчиты­вают сотни и тысячи жителей. Обрабатываемые сельскохозяй­ственные земли располагаются на плоских междуречьях.

В условиях холмисто-западинного моренного рельефа сельские поселения располагаются чаще всего на вершинных поверхностях моренно-камовых образований, а сельхозугодья — на склонах этих образований. Размер моренно-камовых холмов определяет числен­ность поселений, обычно насчитывающих от 5—7 до 10—15 домо­владений, т.е. в данном случае рельеф является первопричиной хуторской системы расселения (рис. 199).

Различие в системе сельских поселений сказывается на их со­циальном обустройстве: электро- и газификации, строительстве дорог, наличии школ, больниц, культурно-спортивных учреждений и др. Все это необходимо учитывать при районной планировке.

В заключение необходимо отметить, что и сам рельеф испы­тывает влияние других компонентов природной среды. Поэтому не случайно И.С. Щукин в своем трехтомном учебном пособии "Общая геоморфология" рассматривает рельеф по типам природ­ной среды. Сущность этого подхода заключается в том, "...что
каждому из... основных типов природной среды присущ тот или другой характерный для него фактор или группа факторов релье­фообразования" (Т. I, с. 193). В подтверждение сказанного и в дополнение к гл. 4 приведем три примера.

I

I

Рис. 199. Типы сельского расселения в различных природных зонах. I — Мелкие поселения в южной части лесной зоны с холмисто-западинным морен­ным рельефом: а — при выборочном земледельческом освоении территории (лес пока­зан штриховкой); б — при значительной распаханности бывшей лесной территории. Селения приурочены к малым рекам и моренным холмам вне заболоченных участков. II — Крупные поселения в пределах лесостепной зоны с эрозионно-денудационным рельефом: в — "ленты" селений вдоль малых рек; г — приуроченность селений к ов- ражно-балочной сети (по СЛ. Ковалеву, 1980)

Рельеф, подобно другим компонентам географической оболочки, подчиняется широтной зональности (хотя и в меньшей степени,
чем почвенно-растительный покров). Доказательством этого служит широтная зональность рельефа на Восточно-Европейской равни­не — от форм рельефа, обусловленных "вечной" мерзлотой в пре­делах Большеземельской тундры, до солончаково-дефляционного и эолового рельефа в пределах Прикаспийской низменности.

Широтная климатическая зональность сказывается и на релье­фе горных территорий. Так, рельеф Северного Урала резко отлича­ется от рельефа Южного Урала, хотя обе эти части Уральских гор имеют один и тот же возраст и сходное геологическое строение. Различие рельефа объясняется тем, что Северный и Южный Урал находятся в разных климатических зонах и подвержены разным рельефообразующим процессам.

Северо-западное и юго-восточное окончания Большого Кавказа имеют сходное геологическое строение, сходный возраст, нахо­дятся в одной климатической зоне, но характеризуются разным рельефом. Различие обусловлено тем, что эти части Кавказа полу­чают разное количество атмосферных осадков, в результате чего низкогорья северо-западного Кавказа, покрытые лесом, тормозят развитие склоновых процессов, а на юго-востоке Кавказа, в усло­виях засушливого климата, сформировался типичный бедленд.

Существенные изменения в рельефообразование вносит хозяй­ственная деятельность человека. Речь идет не только о собственно антропогенных формах рельефа: здания и промышленные соору­жения (которые сами по себе являются специфическими формами рельефа), карьеры, терриконы, дорожные насыпи и выемки и т.д. (см. гл. 21). Значительно большее влияние на рельефообразова­ние оказывает сведение лесов и распашка огромных территорий. В качестве примера могут служить пахотные земли в пределах лесной зоны. В естественных условиях на склонах, занятых лесом, одним из основных склоновых процессов является дефлюкция. На распаханных склонах, при тех же самых климатических и прочих равных условиях, главными склоновыми процессами ста­новятся делювиально-солифлюкционные. Уничтожив естествен­ную растительность, распахав склоны, человек вызвал процессы, которые в естественных условиях свойственны, с одной стороны, областям с развитием вечной мерзлоты (солифлюкция), а с дру­гой — аридным областям (делювиальный смыв).

Как отмечалось выше (см. гл. 21), с деятельностью человека связана интенсификация оврагообразования, возникновение эоло­вых форм рельефа там, где в естественных условиях они не наблю­дались (отсюда специфичные названия таких форм рельефа, на­пример "кишлачные пески" (от тюрк, кышлак — зимовье) и т.д.).

Глава 23

КАТАСТРОФИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ И РЕЛЬЕФООБРАЗОВАНИЕ

В истории Земли было много событий, считающихся катастро­фическими: падение метеоритов, землетрясения, вулканические извержения, цунами, обвалы и оползни, наводнения, селевые по­токи и др. Резкие смены отмечались в развитии растительности и животного мира (см. гл. 22). Имеющиеся сведения о быстро про­текающих природных процессах воспринимались да и восприни­маются, как нетипичные или даже аномальные явления в общей картине развития Земли. Сложилось мнение, что катастрофические явления могут быть лишь в населенных областях, причем только при определенных величинах причиненного ими ущерба. На са­мом деле быстрые и существенные изменения всего природного комплекса той или иной территории или отдельных его частей также являются катастрофами, если даже они не принесли мате­риального ущерба и обошлись без человеческих жертв.

Катастрофические процессы происходили на Земле задолго до появления человека, происходят и сейчас. Вмешательство человека в напряженное состояние природы лишь усугубило эту проблему.

В отечественной и зарубежной литературе встречаются разно­образные термины, обозначающие природные катастрофические явления, например "стихийные бедствия", "природные катастро­фы", "опасные процессы" и др.

Наиболее сложным в использовании и запутанным оказался смысл понятия "катастрофа". Катастрофой в широком понимании называют внезапные стихийные бедствия или события, влекущие за собой тяжелые последствия. Стихийные бедствия связаны с экстремальными событиями, которые превосходят обычную спо­собность социальной системы отражать, поглощать или смягчать их. В геоморфологии катастрофа — это скачкообразное изменение гео­морфологических систем. Таким образом, термины "катастрофа" и "стихийное бедствие" принадлежат к разным смысловым категориям.

История изучения природных катастроф берет начало в VIII— X вв., когда в летописях стали отмечать необычные природные явления. Как научная концепция эта проблема сформировалась в XVIII-XIX вв.

Э. Кант в 1754 г. высказал важную для понимания развития рельефа мысль о том, что малозаметные явления и процессы, накапливаясь во времени и увеличивая, как мы сейчас говорим, напряженность процессов, приводят к грандиозным переворотам и изменениям в рельефе.

Математический анализ закономерностей проявления редких и неожиданных событий привел к появлению в первой половине XX в. "теории катастроф". Ее основные положения были рас­смотрены В.И. Арнольдом (1990), в книге которого, помимо мате­матического обоснования, находится обзор обширной литературы по этой проблеме.

В этой теории катастрофами названы скачкообразные измене­ния, возникающие в виде внезапного ответа системы на плавное из­менение внешних условий. Следовательно, в применении к процессам рельефообразования катастрофа — скачкообразное изменение гео­морфологической системы. Причинами скачкообразных изменений могут служить плавные изменения внешних условий.

В конце XX в. в теории динамической геоморфологии получила развитие концепция критических состояний или пороговых значе­ний. Выяснилось, что переходы через пороговые значения услож­няют и изменяют структуру геоморфологических систем. Такие переходы часто приобретают катастрофический характер. Однако, наряду с катастрофическими, существуют процессы, не преобра­зующие всю геоморфологическую систему, хотя и выражающиеся в экстремальной форме. Их относят к опасным геоморфологиче­ским процессам. Так же, как и катастрофические, опасные про­цессы учитывают при выделении зон риска.

Важной особенностью развития подобных процессов является непременная стадия их подготовки. Она может быть как очень короткой, так и весьма продолжительной. Это зависит от устой­чивости рельефа конкретной территории и от напряженности процессов рельефообразования. Последняя связана с объемом пе­реносимого обломочного материала, "набором" процессов, их повторяемости. Природные катастрофы обычно вызывают цепочку последовательно или лавинно развивающихся других процессов. Некоторые из них являются мгновенными, другие же обладают отдаленным эффектом.

Среди наиболее опасных и быстро развивающихся процессов выделяют сейсмические и вулканические. Примеры их воздействия на рельеф приведены в гл. 6 и 7. В дополнение к сказанному в этих главах приведем еще один пример.

В конце мая 1970 г. в Перуанских Андах произошло землетрясе­ние с магнитудой 7,7, в результате которого в рельефе произошли существенные изменения: с северного склона горы Уаскаран (6768 м) сорвался обвал объемом около 50 млн состоящий из обломков скал, льда и глины. Этот поток прошел расстояние в 15 км до г. Юнгай со скоростью 320—450 км/ч. На своем пути он преодолел гребни гор высотой 140 м; глыбы весом в несколько тонн были отброшены на тысячи метров. Один из очевидцев пи­сал, что гребень приближающегося вала высотой не менее 80 м кончался чем-то вроде клуба пены, как у океанских волн.

Кроме сейсмических и вулканических явлений, к процессам практически мгновенного воздействия на рельеф относится кос­мическая "бомбардировка" Земли метеоритами. В динамической геоморфологии этот процесс отнесен к категории ударно-взрыв­ных процессов. За последние 500 млн лет на Землю упало более 5000 метеоритов, способных образовывать кратеры диаметром бо­лее 5 км. Сейчас на Земле насчитывают около 80 астроблем (пре­образованных последующими экзогенными процессами древних метеоритных кратеров). Один из первых кратеров, обнаруженных и детально описанных учеными, — Аризонский метеоритный кратер, образовавшийся около 50 тыс. л.н. при падении крупного железного метеорита. По размерам кратер относится к числу средних. Его чашеобразная впадина диаметром 1,2 км окаймлена валом высотой 45—50 м. Внешние склоны вала пологие, внутрен­ние — крутые. Глубина кратера 174 м (рис. 200).

Самой же древней является астроблема Вредефорд-Ринг, рас­положенная в Южной Африке. Возраст ее оценивается в 1,9 млрд лет. За это невообразимо долгое время она оказалась значительно преобразованной процессами метаморфизма и денудации. Судя по зоне деформации днища, астроблема обладала первичным диа­метром в 140 км, что предполагает поперечник создавшего ее кос­мического тела в 350—500 м. Столкновение его с Землей вызвало

Рис. 200. Метеоритный кратер в Аризоне (США). (Фото с расстояния 1000 м)

дробление, переплавление и движение вещества Земли до глубины в несколько километров. Падение космических тел таких размеров безусловно влияло на морфологию и устойчивость земной поверх­ности радиусом 1000—1500 км, вызывая землетрясения, перестрой­ку речной сети, развитие вулканизма и др.

В России обнаружены две крупные астроблемы — Попигайская и Карская. Попигайская астроблема расположена на севере Сред­несибирского плоскогорья. Ее котловина, преобразованная эрозией и денудацией, имеет диаметр почти 75 км. Во многих местах кот­ловина заболочена, но кое-где на ее поверхности обнаруживаются полукольцевые гряды высотой до 100 м. Во внутренней части По- пигайской астроблемы наблюдается центральное поднятие диамет­ром 10—15 км с относительной высотой 400—800 м. Небезынте­ресно отметить, что в ней обнажаются породы кристаллического фундамента Среднесибирского плоскогорья. Следовательно, при своем падении метеорит пробил всю толщу осадочных пород мощностью 1200 м и разрушил часть подстилающих ее кристал­лических пород. Энергия такого взрыва превосходила все, что из­вестно о вулканических извержениях, примерно в 1000 раз.

Промежуточное положение в ряду опасных и катастрофических процессов занимают гигантские морские волны цунами (см. гл. 7).

На суше примерами быстрых и часто катастрофических грави­тационных процессов служат обвалы, оползни и снежные лавины (см. гл. 13).

В горных областях нередко наблюдаются быстрые подвижки льда — сёрджи. Они известны в Гималаях, Альпах, на Скандинав­ском нагорье, на Аляске и в других горных регионах. Их также относят к катастрофическим процессам.

Значительные деформации рельефа происходят при паводках и наводнениях, чаще всего наблюдаемых там, где водный поток боль­шую часть года отсутствует, а затем, внезапно появившись, про­изводит огромную работу. Это явление характерно для семиарид- ных и аридных областей. Значительные деформации рельефа в горах связаны с селями (см. гл. 14, рис. 71). В гумидных областях роль паводков и наводнений несколько иная. Резкое потепление в мае 1993 г. привело к сильному наводнению в северной полови­не Восточно-Европейской равнины. Например, р. Сухона изме­нила направление стока и потекла вспять — в Кубенское озеро.

Флювиальные катастрофы на равнинах происходили и в прош­лом. Так, за 4000 лет отмечено более 1500 изменений положения устьевой части р. Хуанхэ. Общая ширина пояса миграции составила почти 450 км. В каждое из таких наводнений огромные площади заносились илом и песком, уничтожались посевы, луга, населенные пункты.

К катастрофическим изменениям в рельефе приводят ураганы, самумы, смерчи и торнадо.

В рельефе сохраняются следы разнообразных геоморфологиче­ских катастроф прошлого, начиная от следов крупных землетрясе­ний, гигантских цунами и кончая невероятными по силе потока­ми, возникавшими при быстром спуске воды из озер и небольших морей. К этому следует добавить недавно выявленные водно-камен- но-ледовые потоки, образующиеся при неустойчивом режиме раз­вития горных ледников. К результатам деятельности таких потоков относится недавняя (2002) Геналдонская катастрофа на Кавказе.

В результате ледового обвала со склонов г. Джимарай-хох в тыловую часть ледника Колка возник ледово-каменный поток, который прошел 19 км по долине р. Геналдон со скоростью до 180 км/ч. Движение потока происходило вдоль склона долины с набором, а не уменьшением высоты. После остановки этого по­тока у Скалистого хребта грязекаменный сель прошел еще 17 км. Площадь аккумулятивного ледового тела в районе Кармадон- ских ворот составила 2,1 км², длина 3,6 км, а толщина достигала 135—140 м, при средних значениях около 60 м. Объем ледового тела составил около 115 млн м³, а селевых отложений — 3—5 млн м³ (рис. 201, 202).

Наиболее важными направлениями в изучении опасных и ка­тастрофических процессов являются: 1) происхождение и условия их возникновения; 2) длительность и режим процессов; 3) опреде­ление развития цепочки следствий. Меры защиты или предупреж­дения катастрофических процессов могут вырабатываться только после получения этих данных и для каждого региона должны быть индивидуальными. Различия в средних и экстремальных скоростях действующих природных процессов рельефообразования суще­ственны (табл. 4).

Таблица 4 Примеры соотношений между средними и экстремальными значениями параметров экзогенных процессов, влияющих на образование и изменения рельефа Условия и виды процессов Средние значения Экстремальные значения Скорости потоков воды, м/с 0,5-2,0 60,0 Высота волн цунами, м 0,5-2,0 30,0 Скорости выпадения атмосферных осадков, мм/сут 1-6 Делювиальный смыв на задернованных склонах, т/га в год 2—10 Скорости ветра, м/с 2-5

Рис. 201. Зона аккумуляции ледово-водно-каменного потока 20 сентября 2002 г. в Кармадонской котловине и образовавшиеся временные озера. Космический снимок QuickBird через 5 дней после катастрофы. Источник: DigitalGlobe (http://www.digitalglobe.com/images/kobanvalley_russia^glacier_detail_col092502_dg.jpg)

Из сказанного следует, что катастрофические процессы игра­ют громадную роль в преобразовании лика Земли.

В последние годы все чаще стал употребляться термин "эколо­гическая катастрофа", под которым понимается не столько при­родный процесс, сколько величина ущерба, связанного с этим процессом. Следует отметить, что в негативных последствиях мно­гих так называемых экологических катастроф виновен сам чело­век, его неразумная хозяйственная деятельность, часто идущая вразрез с ходом природного процесса.

»

Рис. 202. Река "пропиливает" новое русло в ледово-каменном завале в районе Кармадонских ворот (Фото С. С. Черноморца, 17.06.2003)

В начале 90-х годов XX в. в России были разработаны критерии оценки экологической обстановки для выявления чрезвычайной экологической ситуации и зон экологического бедствия. В числе приложений, представляемых по этим критериям на экологиче­скую экспертизу, значатся геоморфологическая карта и карта опас­ных современных геоморфологических процессов. Напряженность экологической обстановки, связанная с рельефом, оценивается по величине ее пороговых значений: относительно удовлетворительная, напряженная, критическая, кризисная и катастрофическая (в зоне экологического бедствия). Таким образом, оценка процессов релье­фообразования официально введена в перечень изучаемых проблем экологии. Прогноз катастроф при рельефообразовании, как и природных катастроф вообще, возможен лишь при достаточно полной информац