Нам необходимо теперь несколько подробнее остановиться на причинах, вызывающих образование террас. Это тем более уместно сделать, что по данному вопросу в литературе существует много неясностей и даже недоразумений. Вот что уже давно по этому поводу писал Девис: "Эти соображения (о происхождении террас. Я. Э.) важны потому, что весьма часто в литературе можно встретить утверждения, будто врезание речных террас непременно обусловливаются изменением высотного положения данной террасы. Что это вполне возможно, мы уже видели в предыдущем изложении; но здесь, тем не менее необходимо определённо заявить, что террасы могут возникать и без всякого движения литосферы" (подчёркнуто мною. Я. Э.). Точно также и американские геологи Чемберлен и Сольсбери в известном своём руководстве по геологии отмечают ряд случаев, когда террасы, в частности пойменные, могут развиваться даже в процессе нормального эрозионного цикла. Классический случай возникновения серии высоких террас независимо от вертикальных смещений базиса эрозии уже давно был разобран А. Пенком и Брюкнером в их известной работе о ледниковом периоде в Альпах**.
Предпосылкой для образования террас является предварительная выработка достаточно широкого аллювиального ложа (пойма). В процессе эрозионного цикла достаточно широкая пойма может начать отлагаться в долине тогда, когда она приближается к состоянию так называемого равновесия, а это в свою очередь возможно лишь по достижении продольным профилем реки выровненного склона, называемого профилем равновесия. Кроме того, как указывают Чемберлен и Сольсбери, в долинах, имеющих крутой уклон в верховьях и более пологий в средней части, пойма может образовываться только там, где происходит эта смена крутого профиля более пологим, т. е. где переносная сила речного потока ослабевает, и поэтому он не может уже переносить столько материала, как в верховье. Вот почему в долинах верхний конец аллювиальной поймы всегда лежит по течению несколько ниже настоящего верховья долины. По мере развития долины в результате регрессивной эрозии и сполаживания при этом рельефа верховой части долины и аллювиальная пойма постепенно передвигается своим верхним концом вверх по течению, выигрывая, как и сама долина, в длину. Образование широкой аллювиальной поймы идёт бок-о-бок со значительной боковой эрозией при отсутствии сколько-нибудь существенного вертикального врезания речного русла. Подробности процесса боковой эрозии - образования сначала изгибов русла, превращающихся затем постепенно в излучины (меандры), мало-помалу подрезывающие склоны долины и, таким образом, расширяющие её, причём параллельно с этим идёт и занос расширяющейся долины аллювиальным материалом - мы предполагаем достаточно хорошо известным, и потому на них здесь останавливаться не будем. Необходимо только напомнить, что развитие широкой поймы характеризует ту стадию в развитии долины, которая в геоморфологии обычно обозначается как стадия зрелости и для которой характерно известное соотношение, называемое состоянием равновесия, между эрозионной, переносной и аккумулятивной работой речного потока. Это состояние равновесия, как и вообще весь ход эрозионного процесса, обусловливается не только геологическим составом и строением страны и наклоном ложа, но и всей совокупностью физико-географических условий, господствующих в период формирования поймы, в частности особенно климатическими факторами, влияющими, с одной стороны, на количество воды в речном русле, с другой - на количество материала, поступающего со склонов и с верховья в речную долину и подлежащего переносу речными водами, на так называемый твёрдый сток. Таким образом, это состояние есть результат сложной совокупности целого ряда факторов, и очевидно, что достаточно изменения одного или нескольких из них для того, чтобы установившееся равновесие было нарушено и чтобы река, расширявшая свою долину и формировавшая пойму, вновь начала врезываться вглубь и формировать террасы.
Оживление и усиление глубинной эрозии может быть обусловлено прежде всего вертикальными движениями литосферы. Если этого рода движениями смещается в вертикальном направлении базис речной эрозии вниз, процесс углубления долины путём врезания русла вглубь идёт снизу вверх по течению, и в таком же порядке постепенно развиваются и террасы. Если поднимается часть суши в области верховьев речной системы, врезание русла и формирование террас начнутся сверху и постепенно будут распространяться вниз по течению. В первом случае террасы будут снижаться (терять в своей относительной высоте) при прослеживании снизу вверх по течению, во втором - наоборот: в обоих случаях долина вступит в новый эрозионный цикл. Такой же новый эрозионный цикл может начаться и в результате вертикального смещения базиса эрозии вследствие эвстатических колебаний уровня моря (рис. 58, 59).
Но, как уже сказано выше, террасы могут образовываться и по другим причинам. В особенности важную роль здесь могут сыграть изменения климата, выражающиеся в появлении и последующем исчезновении ледников, так как при этом меняется и количество воды в реках и количество поступающего в них в результате процессов выветривавия рыхлого материала, что зависит от изменений в распределении растительного покрова и условий физического и химического распада горных пород.
"Колебания климата, - говорит Девис*** - имеющие своим следствием появление ледников и последующее их исчезновение, вполне достаточны для того, чтобы вызвать занос долины аллювиальным материалом и затем врезание речного русла, т. е. образование террас. Весьма вероятно, что таким путём могут образовываться террасы не только в нижней части долины, верховье которой занято ледником, но и в соседних долинах, которые вообще оледенению не подвергались".
Точно так же и Зёргель**** придаёт основное значение в заносе долин аллювиальным материалом климатическим условиям. "Ни континентальные (эпейрогенические), ни орогенические движения, - говорит он, - не могут быть признаны за причину накопления галечно-щебневых масс в четвертичное время в долинах. Мало того: даже любая комбинация таких движений не в состоянии была когда бы то ни было привести к такому накоплению галечниковых толщ, какое могло бы сравниться с четвертичным (имевшим место в постплиоцене) по региональному распространению, по мощности и по петрографическому составу отдельных полос галечников. Причина накопления галечников в четвертичное время в Тюрингии, мы позволяем себе сказать во всей Средне-Германской, не подвергавшейся оледенению области, чисто климатическая. Она заключается в наступлении холодного сухого климата, какой у нас (т. е. в Германии. Я. Э.) мог господствовать только в ледниковое время. Даже там, где постплиоценовые движения земной коры играли более значительную роль, эта причина являлась главной и имевшей основное значение в процессе накопления (заноса долин) галечников".
Такого же рода условия создаются и в сухих странах, где колебания температур могут иметь своим следствием изменение условий выветривания горных пород, а следовательно, и количества рыхлого материала, переносимого реками.
Изменения в относительных количествах переносимого рекой рыхлого материала и количества воды в её русле могут явиться также результатом перехвата, происшедшего где-нибудь в области верхнего течения реки в процессе её постепенного роста, или же вообще каких-либо других причин, вызывающих сначала увеличение попадающего в долину сверху по течению рыхлого материала, а затем размыв образовавшейся таким путём поймы.
Во всех этих случаях занос долины рыхлым материалом и последующее преобразование долинного ложа в террасы совершаются без участия вертикальных движений литосферы.
Протяжённость в длину (по долине) возникших таким путём террас не всегда будет одинакова. Террасы, образовавшиеся вследствие перехватов, будут прослеживаться вниз по долине от устья того притока, который обусловил перехват. Террасы флювиагляциальные прослеживаются по всей долине вверх вплоть до того места, которое было занято ледником. На склонах горных хребтов, подвергавшихся в четвертичное время обширному оледенению (Альпы, Кавказ, Центрально-Азиатские горы, Скандинавия, Кордильеры и пр.), происхождение террас указанным выше способом играло особенно важную роль, и совершенно нет надобности, как это делают некоторые исследователи, каждую пару террас связывать непременно с орогеническими процессами.
Чемберлен и Сольсбери (Chamberlin and Salisbury, Geology) указали, что террасы, хотя обычно невысокие, могут возникать на каждой реке в процессе нормального эрозионного цикла. Главная причина этого кроется в изменении соотношения размывающей и аккумулирующей работы речного потока по мере роста долины в длину и в ширину. Прежде всего заметим, что названные авторы необходимой морфологической принадлежностью террасы считают наличие нижнего обрыва. Они говорят: "Когда речное русло настолько углубилось, что остатки прежней поймы более не затопляются, их можно называть террасами, в особенности если и на более низком уровне образовалась пойма".
Самый ход возникновения террас в процессе нормального цикла эрозии рисуется ими в таком виде.
Аллювиальная пойма в речных долинах начинает отлагаться в том месте, где более крутое падение верховья реки сменяется более отлогим, как мы об этом уже говорили выше: здесь переносная сила потока ослабевает, в силу чего он начинает отлагать переносимый им аллювиальный материал и в то же время меандрировать. По мере роста долины в длину вместе с её притоками отодвигается вверх и начало аллювиальной поймы. После того как таким образом аллювиальная пойма отступит значительно назад, река, достигшая на своём пути начало этой поймы, будет так много терять увлекаемого ею материала, особенно грубозернистого, что размывающая энергия её по этой причине усилится и она начнёт углубляться в аллювиальную пойму, занимающую нижнюю часть долины. Авторы различают здесь следующие возможные случаи:
1. Только что отмеченный случай, когда поток, достигая начального пункта, теряет так много своего материала, что приобретает способность углублять своё русло в лежащую ниже по течению пойму.
2. Обычно река теряет у начала поймы не весь несомый ею материал, а только избыток последнего; но она всегда теряет грубые осадки и взамен забирает мелкие, если таковые имеются налицо. Взамен относительно небольшого количества потерянного (осевшего) грубого материала река может захватить сравнительно большое количество тонкого. При прочих равных условиях, если поток осаждает грубый материал и взамен берёт мелкий, размывающая, углубляющая сила его струи возрастает, если только не происходит значительного ослабления энергии потока. Такое ослабление возможно в результате уменьшения наклона вниз по течению; но оно отчасти, а иногда и полностью уравновешивается возрастанием количества воды в русле. Поэтому после смены характера нагрузки поток всё же может углубить своё русло ниже поймы, которую создал прежний, быть может, меньший поток.
3. Затем, пока поток активно эродирует в своём верховье, весьма правдоподобно, что происходит занос аллювием долины ниже по течению. В более поздней стадии в истории реки, когда активная эрозия в истоке реки ослабела вследствие снашивания рельефа, из верхней части долины будет поступать меньше материала, и теперь ниже по течению на пойме поток, бывший ранее нагруженным наносами, свободен от них и потому может брать и уносить дальше материал, временно отложившийся на пойме. В результате получается углубление (врезание) русла.
4. Всякая река, достигшая стадии образования поймы, начинает меандрировать. Когда пойма становится обширной, ширина пояса, в пределах которого поток меандрирует, будет меньше, чем ширина самой поймы. Так, в низовье Миссисипи ширина зоны меандрирования составляет от одной трети до одной десятой ширины всей поймы. Уже указывалось, что меандры смещаются вниз по долине. При этом понижают уровень пояса меандр, стремясь снизить его до уровня русла и, следовательно, нижу уровня поймы. По мере расширения пояса меандр создаваемая ими депрессия становится всё более и более объёмистой. Наконец, она может достигнуть таких размеров, что будет вмещать в себе всю воду при обыкновенных половодьях. В этой стадии или даже раньше те части прежней поймы, которые уцелеют, становятся террасами.
Все указанные процессы ведут к частичному разрушению речной поймы и к превращению остающихся частей её в террасы в течение нормального хода речной истории. Террасы появляются сначала в нижней части долины и мигрируют вверх, следуя за ходом почти всех других фаз деятельности в истории реки. Головные части террас следуют на известном расстоянии за головными участками поймы, равно как головные участки поймы следуют на расстоянии за верховьем долины. Вторая и последующие поймы и террасы, которым они дают происхождение, формируются таким же образом.
Террасы, развивающиеся при нормальной деятельности реки, всегда невысоки, и мало вероятия, чтобы они достигли в обычных условиях значительных размеров в высоту. Вертикальное расстояние между первой (верхней) и второй больше, чем между второй и третьей.
Из сказанного ясно, что одна и та же поверхность в верхней части долины может представлять ещё пойму, между тем как внизу она перешла уже в стадию террасы. Ясно также, что описанного характера террасы при прослеживании вверх по долине непременно снижаются. Это обстоятельство не мешает подчеркнуть, так как есть исследователи, считающие его доказательством опускания базиса эрозии.
___________________
* W. M. Davis. Die erklaerende Beschreibung der Landformen.
** A. Penk und Bruekner, Die Alpen im Eiszeitalter.
*** W.M. Davis. Die erklaerende Beschreibung der Landformen. 2 Aufl. Leipzig. 1924. S. 429-430.
**** W. Soergel. Die Ursachen der diluvialen Aufschotterung und Erosion. Berlin. 1926.
ВНИМАНИЕ:
* К предыдущей части ПРОИСХОЖДЕНИЕ И ГЕОЛОГИЧЕСКИЙ СОСТАВ ТЕРРАС.
* К следующей части НАРУШЕНИЕ НОРМАЛЬНОЙ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТИ В РАЗВИТИИ ТЕРРАС. ЛОКАЛЬНЫЕ ТЕРРАСЫ.
* К оглавлению книги ОСНОВЫ ГЕОМОРФОЛОГИИ.
* К сайту МЕМОРИАЛ ЯКОВА ЭДЕЛЬШТЕЙНА.
Информация на блоге ежедневно (кроме субботы и воскресенья) обновляется и пополняется.
Комментариев нет:
Отправить комментарий