CC BY
33
УДК 911. 1:551.2 Д. А. Ганюшкин
палеогеографическая интерпретация пространственного положения КАРОВ МАССИВА МОНГУН-ТАйГА
Распространение каров на Алтае и его закономерности изучены довольно полно, можно упомянуть работы С. С. Воскресенского [1], Л. Н. Ивановского [2], Л. П. Черновой [3]. Однако, исследования в этом направлении чаще затрагивают районы Центрального Алтая, периферийные районы обычно выпадают из рассмотрения. Одним из таких районов является горный массив Монгун-Тайга, расположенный на стыке хребтов Горного и Монгольского Алтая и системы Танну-Ола, к северо-западу от котловины Больших озер [4]. Главная вершина массива с абсолютной высотой 3970,5 м имеет координаты 50°16'30" с. ш. и 90°8' в. д. Массив простирается с юго-запада на северо-восток, и его высота возрастает от 3100-3300 м на западной периферии до 3300-3680 м на водоразделе р. Орта-Шегетей и Толайты, 3500-3970 м на водоразделе р. Мугур, Толайты и Шара-Хорагай, и далее к востоку уменьшается до 3000-3200 м. Главный водораздел имеет форму подковы, открытой к югу, его северные склоны круче и короче южных, что определяет характер расчленения массива. Долины к югу от водораздела в пределах горного обрамления глубже врезаны и в 4-5 раз превышают по длине долины севера массива. Различна высота подножий массива: на севере реки выходят на равнину на 600-800 м выше, чем на юге массива. Характеристики речных долин массива даны в табл. 1, где они разбиты на пять групп: № 1 — запад и северо-запад массива (дол. р. Холаш, Кара-Оюк, Дуругсу, Трубауш и их притоков); № 2 — север и северо-восток (дол. р. Балыктыг, Левый Мугур, Восточный Мугур и их притоков), № 3-восток и юго-восток (дол. р. Шара-Хорагай, Балыктыг и их притоков), № 4 — долины южной направленности (р. Толайты, Орта-Шегетей и их притоков), № 5 — юго-запад массива (р. Джаарс и ее притоки).
Таблица 1
Основные морфометрические характеристики долин массива Монгун-Тайга.
№ Э Д, км У, град. В, м П, м М, м
1 З, СЗ 6,2 20,7 540 2400-2450 2700-2900
2 С, СВ 4,1 13,1 280 2550-2650 3000-3500
3 В, ЮВ 8,0 7,5 375 2300-2400 3000-3500
4 Ю 22,1 10,3 870 2300-2400 2700-2900
5 ЮЗ 12,8 18,4 400 1800-2000 2700-2900
Примечания. В таблице приняты следующие обозначения: Э — общая экспозиция группы долин, Д — средняя длина долин в пределах массива, км, У — средние уклоны в градусах в диапазоне высот 2400-3300 м, В — средние значения максимальных врезов долин, м, П — высота подножий массива, м, М — максимальные высоты в пределах долин, м.
© Д. А. Ганюшкин, 2008
Важной чертой рельефа массива является его ступенчатость, связанная с распространение на территории массива участков с малыми (2-3°) уклонами, представляющих собой остатки поверхности выравнивания средне-позднемелового возраста [4]. За счет значительной амплитуды вертикальных тектонических движений в различных частях массива данные поверхности подняты на разную высоту (см. табл. 1). Кроме того, уклоны с высотой в долинах и на склонах возрастают, что увеличивает контрастность рельефа с высотой. Подтверждением ступенчатости рельефа служит распределение площадей в массиве по высотным интервалам (табл. 2). Рост площадей в высотном интервале 2800-3000 м на фоне общей тенденции к их сокращению с увеличением высоты связан с резким увеличением в этом поясе площадей поверхностей выравнивания. Выше, в интервале 3000-3200 м она также велика, но это уже не компенсирует сокращения площадей склонов в данном диапазоне из-за роста уклонов. Другим важным фактором является то, что именно высота около 2700-2900 м служит верхним пределом распространения большинства долин массива (см. табл. 1).
Важнейшей особенностью рельефа массива служит широкое распространение в его пределах следов ледниковой деятельности. Все долины в пределах массива носят характерный троговый характер, т. е. имеют корытообразную форму, троговые плечики, ступенчатый продольный профиль, что связано с наличием конечно-моренных валов, ригельных уступов и котловин моренно-подпрудных озер. В верховьях некоторых долин и на поверхностях выравнивания в пределах массива до сих пор сохраняются современные ледники, возможно являющиеся реликтами прошлых оледенений. Их общая площадь составляет 22,3 км2, причем наряду с преобладающими малыми формами оледенения имеются и 5 долинных ледников. Другим свидетельством прошлых оледенений служит большое количество каров в высокогорьях массива.
Таблица 2
Изменение характеристик рельефа массива с высотой
Высотный интервал, м Выше 3800 3600- 3800 3400- 3600 3200- 3400 3000- 3200 2800- 3000 2600- 2800 2400- 2600
Площадь высотного интервала км2 1,81 8,8 18,5 44,0 80,0 227,0 199,0 497,5
Площадь поверхностей выравнивания, км2 0,7 2,3 5,5 0,9 31,7 27,1 7,7 0
Средние уклоны долин, ° - - 27,3 31,5 26,8 20,6 12,9 4,4
Первое обобщение по распределению в массиве Монгун-Тайга каров по высотным зонам и экспозициям приведено в работе [5], где данные получены по карте масштаба 1:100000. Для более детального изучения пространственного распределения каров нами проведен анализ топографических карт в масштабе 1:25000, карты запада массива в масштабе 1:100000, аэрофотоснимки массива в масштабе 1:25000. Кроме того, учитывались материалы полевых исследований сотрудников Центрально-Азиатской экспедиции факультета географии и геоэкологии СПбГУ на территории массива в 90-х годах XX в. Этим объясняются расхождения в общем числе выделенных каров и их пространственном размещении.
Следует отметить, что понятие кары включает в себя собственно кары и цирки. Часто граница между этими образованиями условна, однако, можно выделить некоторые отличительные черты цирков. Для них характерно положение в створе речной долины,
которая, по крайней мере, хорошо выражена ниже цирка, а также большие масштабы и врезанность и более округлая в плане форма. Кары часто являются относительно обособленными впадинами, ниже которых склоны, как правило, имеют значительные уклоны без четко выраженной долины. Т аким образом, они как бы представляют собой изолированные ниши на малорасчлененных речной эрозией склонах. Нередко, эти склоны являются боковыми стенками цирков. В данном исследовании рассматриваются кары в общем значении (т. е. цирки являются частным случаем каров).
В настоящее время в массиве автором выделяется 137 каров. Из-за разных геоморфологических условий их существования и большого пространственного разброса вся территория, на которой встречаются кары, была разбита на 18 однородных участков, или каровых провинций (рис. 1, табл. 3).
Каждая провинция относится к одному макросклону в пределах одного речного бассейна. В тех случаях, когда долина мало расчленяет склон, несущий кары, в пределы одной каровой провинции целиком попадают верховья речного бассейна, однако у глубоко врезанных и имеющих большую длину долин кары часто расположены на склонах противоположных экспозиций, нередко значительно отличающихся по крутизне, поэтому
Условные обозначения
главный водораздел массива
ш границы каровых провинций главная вершина массива
поверхности выравнивания
реки
озера
Рис. 1. Схема каровых провинций массива Монгун-Тайга
Характеристики каровых провинций массива.
№ Б Э П, м Г, м Д, км Ц Ч
1 р. Холаш СЗ 2600-2700 3000-3300 11,5 1 7
2 р. Холаш ЮВ 2600-2700 3000-3200 9,9 1 4
3 Р. Кара-Оюк СЗ 2600-2800 3000-3200 6,6 1 2
4 Р. Дуруг-Су С 2600-2800 3000-3300 7,4 1 5
5 Р. Трубауш С 2600-2800 3300-3480 10,5 1 5
6 Р. Балыктыг С 2700-2800 3300-3600 6,9 2 8
7 Р. Правый Мугур С 2700-2800 3550-3800 8,9 3 15
8 Р. Восточный Мугур СВ 2700-2800 3800-3970 11,6 4 9
9 Р. Шара-Хорагай СВ 2800-3000 3600-3800 5,6 4 6
10 Р. Кара-Бельдир СВ 2700-2800 3350-3650 5,9 2 10
11 Р. Шара-Хорагай ЮВ 2700-2800 3000-3380 2,9 1 4
12 Р. Толайты ЮЗ 2400-2450 3300-3970 13,9 2 6
13 Р. Толайты ЮВ 2700-2900 3300-3660 8,0 3 7
14 Р. Толайты ЮВ 2500-2600 3200-3400 8,2 3 13
15 Р. Толайты В 2400-2450 3450-3650 13,5 2 15
16 Р. Орта-Шегетей Ю 2500-2700 3200-3300 5,8 2 4
17 Р. Орта-Шегетей З 2500-2700 3000-3300 11,8 2 7
18 Р. Джаарс Ю 2700-2900 3000-3280 10,2 1 5
Обозначения: Б — речной бассейн, Э — экспозиция, П — высота подножья склона, Г — наибольшие высоты горного обрамления, Д — длина несущего кары горного гребня, Ц — число уровней цирков, Ч — количество каров.
в таких случаях в пределах одного речного бассейна оказываются несколько каровых провинций. Следует также отметить, что хотя экспозиция макросклона, на котором закладывается кар, во многом определяет его экспозицию, они не обязательно совпадают. Так, на склонах массива северной экспозиции встречаются кары не только северной, но и западной и восточной экспозиций.
Большинство каров массива приурочено к склонам восточных экспозиций, а наименьшее количество к склонам западных экспозиций. Вертикальный диапазон распространения каров и цирков в массиве составляет примерно 1250 м, около 20 % от их числа заняты ледниками. Об их разновозрастности свидетельствует не только различная степень разрушенности, но и абсолютная высота их днищ.
Очевидно, кары расположенные ниже современных ледников в большей степени должны отражать условия накопления и перераспределения твердых осадков в эпохи оледенений, чем кары, несущие современное оледенение.
В связи с этим представляет интерес сравнение распределения по экспозициям этих двух групп каров (рис. 2).
Налицо изменение максимума встречаемости каров с северо-восточной экспозиции на восточную
с
ю
И Ряд 2 □ Ряд 1
Рис. 2. Распределение по экспозициям каров, занятых ледниками (ряд 1) и свободных от оледенения (ряд 2)
и юго-восточную. Данному явлению может быть следующее объяснения. В эпохи оледенений за счет более частых вторжений арктического воздуха возрастала северная составляющая западного переноса, таким образом, подветренными становились восточные и юго-восточные склоны. А в условиях малого количества осадков при сильном похолодании основным фактором, лимитирующим накопление твердых осадков, становилась не солярная экспозиция (из-за малого таяния), а положение склона относительно влагонесущих потоков.
Предположение об усилении северной составляющей переноса было в свое время выдвинуто Ю. П. Селиверстовым [6,7] на основании анализа асимметрии моренных образований массива Монгун-Тайга — преимущественного развития в прошлом оледенения южных склонов. Следует отметить, что при этом направление наиболее крупных ледников Толайты и Орта-Шегетей на юг связано с ориентировкой главных долин, тогда как зона питания этих ледников имела восточную и юго-восточную экспозицию, причем большая часть этих склонов в настоящее время не несет оледенения.
для выявления относительного возраста каров необходимо рассмотреть их распределение по высотам и установить наличие каровых ярусов. Каждый из последних по времени своего заложения и активного развития может относиться к разным климатическим эпохам, иллюстрируя колебания положения снеговой границы, по крайней мере, в эпоху последнего оледенения.
При рассмотрении 100-метровых высотных интервалов в их распределении, более 70 % каров попадают в высотный пояс 2700-3100 м (рис. 3). Приуроченность нижнего карового максимума к высотам 2700-2800 м едва ли случайна — в его формировании определенную роль также могло играть наличие расположенных выше поверхностей выравнивания, т. к. с них мог сдуваться снег, аккумулировавшийся у подножья уступа. Кроме того, здесь расположено большое количество крупных ледниковых цирков, причем на западе массива, где высоты горного обрамления долин не превышают 3000-3300 м, в этих цирках берут начало все троговые долины, а расположенный выше каровый максимум плохо выражен. В интервале высот 3400-3600 м кары отсутствуют, что, вероятно, связано со ступенчатым характером рельефа, препятствующим снегонакоплению, а следовательно и нивальной деятельности — чередованием в этом
і <± і <±
Ряді
Ряд 2
Рис. 3. Распределение количества каров по высотным интервалам (ряд 1) и изменение по высоте
средних уклонов, ° (ряд 2)
интервале высот в массиве участков с большими уклонами и относительно плоских поверхностей выравнивания.
При данном подходе не учитываются лимитирующие распространение каров факторы: высота склона, его уклоны и их изменение. Так, малая высота горных гребней на западе массива не позволяет проявиться более четко каровым максимумам 3200-3300 м и 3600-3700 м. очевидно, также, что кары могут существовать лишь при определенных уклонах (слишком крутые склоны плохо подходят для концентрации твердых осадков), а стало быть, и заложения каров. Наоборот, на пологих склонах энергия эрозионных, нивальных, экзарационных процессов невелика, а продукты выветривания переносятся медленно и недалеко. Анализ распределения каров в массиве по высоте показывает, что для развития каров благоприятны склоны крутизной 10-25°, при четко выраженной нижней границе этого диапазона. Сильная правосторонняя асимметрия гистограммы распределение каров по высоте (см. рис. 3) с резкой скошенностью в диапазоне 2400-2700 м свидетельствует о достижении на этих высотах физического предела существования каров. На высотах ниже 2600 м возможность образования каров была мала из-за малых уклонов, тогда как снеговая граница вполне могла достигать во время оледенений и меньших высот. Таким образом, можно сделать вывод, что высотный диапазон распространения каров в массиве не вполне отражает амплитуду колебаний снеговой границы в плейстоцене.
Один из способов учета геоморфологической неоднородности массива — построение гистограммы распределения отношения числа каров к общей площади массива в данном высотном интервале (рис. 4). В этом случае наиболее явным оказывается максимум на уровне 3600-3700 м — здесь число каров на 1км2 площади чуть менее 1. Менее выражен максимум- 3000-3100 м — здесь число каров на 1 км2 площади примерно 0,5. Также проявляются максимумы в диапазонах 3200-3300 м и 2700-2800 м. Возможно, данным максимумам соответствуют наиболее характерные для плейстоцена высотные положения снеговой границы.
Следует отметить, что данные максимумы еще нельзя считать каровыми ярусами. Если наиболее активное карообразование происходит на высоте снеговой границы (что часто служит доказательством одновозрастности каров, находящихся на одной высоте), необходимо учитывать и экспозиционные различия в высоте снеговой границы.
1,2 -----------------------------------------------------------------
Рис. 4. Распределение отношения числа каров массива к площади данного высотного интервала по высоте
Для современных ледников массива различия в средней высоте снеговой границы групп ледников разных склонов достигает 500 м, что отчасти объясняется преобладанием на северных и восточных склонах ледников карового типа, которые могут располагаться значительно ниже висячих и склоновых ледников юго-западных склонов. Но сам факт малого количества каров на наветренных склонах массива, как ныне занятых ледниками, так и свободных от них, свидетельствует о том, что и в прошлом различия в накопления твердых осадков на склонах различных экспозиций были значительны. Значит, и кары должны были закладываться одновременно на разных высотах, поэтому целесообразно рассмотрение распределения каров массива по высоте относительно современной высоты снеговой границы на данном склоне, т. е. в пределах данной каровой провинции. Более половины последних несут современное оледенение, поэтому, определив средневзвешенную по площади ледников высоту снеговой границы легко определить положение по отношению к ней каров и цирков данного склона. для запада массива, где сейчас отсутствуют ледники, ее высота была принята равной высоте современной климатической снеговой границы (3600 м). Полученный результат приведен на рис. 5.
Очевидно, что максимумы распределения каров оказываются достаточно размытыми, намного более четкими являются пики распределения каров по абсолютным высотам. Как было показано выше, они соответствуют определенным геоморфологическим уровням. Однако, эти уровни не отражают экспозиционных различий в положении снеговой границы. Вообще, каровые ярусы относительно снеговой границы на разных склонах в массиве практически не выделяются. Причины этого — либо отсутствие при больших чем сейчас размерах оледенения существенных экспозиционных контрастов, что маловероятно, либо то, что при заложении каров решающую роль играли геоморфологические факторы.
Вторая версия представляется более обоснованной по ряду причин. Во-первых, ступенчатый характер рельефа массива — чередование поверхностей выравнивания и участков с большими уклонами, создает наиболее выгодные условия для концентрации снега в нижних частях и у подножия крутых склонов. Эту особенность рельефа Алтая, благоприятную для развития каров отмечал Л. Н. Ивановский [2]. В периоды оледенений здесь образовывались ледники, обрабатывавшие эрозионные ложбины и придававшие
О СЧ СП
7 ^ ^ Л»
ООО
2 ^ 7 7 7
Рис. 5. Распределение каров относительно современного положения снеговой границы
на разных склонах
им форму каров. Кроме того, каровые ярусы могли закладываться вдоль тектонических разломов и трещин, а также троговых плечиков [8]. Что же касается частного случая каров — цирков, то их локализация могла быть связана с уровнями, до которых доходила речная эрозия в периоды межледниковий и межстадиалов.
Во-вторых, развитие каров могло происходить не за счет углубления днища, а за счет отступания стенок. В условиях малой энергии оледенения (она составляет для современных ледников массива в среднем 2,6 мм/м) и малой мощности ледников, связанной с небольшим количеством осадков, ледниковая экзарация мала, чему имеются подтверждения. Ю. П. Селиверстов отмечает наличие практически ненарушенных древних кор выветривания на днищах каров массива, ныне высвобождающихся из под отступающих ледников [ 4,6,7]. Очевидно, такая малая экзарация не соответствует врезанности каров, достигающей местами 500 м. Образование же и эволюция каров шли, преимущественно, за счет физического выветривания и водной эрозии, причем, в основном до и во время формирования ледника. В этот период наиболее активно разрушались те склоны, где происходила повышенная концентрация снега, за счет чего кар приобретал наиболее выгодную для дальнейшего снегонакопления экспозицию, часто отличную от экспозиции первоначальной ниши. При этом кары только подчеркивали ступенчатый характер рельефа, сформировавшийся до их образования, придавая высотным ступеням большую резкость и контрастность. Однако после формирования ледника, а особенно после того, как он занимал весь кар, эродирование склонов ослабевало, при дальнейшем развитии оледенения кар как бы консервировался, вплоть до периода исчезновения ледника, когда он переживал период обновления и омоложения.
Высота каровых ярусов на территории массива Монгун-Тайга, вероятно, может свидетельствовать лишь о высотном положении снеговой границы в начальные фазы соответствующих оледенений. При этом также необходимо учитывать возможность активного и неравномерного поднятия массива в плейстоцене, что еще более усложняет реконструкцию колебаний снеговой границы.
Summary
Ganyushkin D. A. Paleogeographical interpretation of location of kars in Mongun-Taiga mountain massif.
Orientation and altitude distribution of kars in Mongun-Taiga mountain massif, their allocation to altitude levels and connection with previous climatic fluctuations are considered.
Key words: cars, cirgues, aspect, step structure of relief, snow line, climate, glaciations.
Литература
1. Воскресенский С. С. Геоморфология Сибири. М., 1962.
2. Ивановский Л. Н. Гляциальная геоморфология гор. М., 1981.
3. Чернова Л. П. Оледенение как фактор преобразования рельефа // МГИ, хроника обсуждения, 1976, вып. 27.
4. Москаленко И. Г, Селиверстов Ю. П., Чистяков К. В. Горный массив Монгун-Тайга (Внутренняя Азия). Опыт эколого-географической характеристики. СПб., 1993.
5. Москаленко И. Г., Селиверстов Ю. П., Чистяков К. В. Динамика ледников массива Монгун-Тайга // Изв. АН СССР. Сер. географич. 1997. № 1.
6. Селиверстов Ю. П. Ритмика создания гляциальных образований гор. 1. Современное состояние проблемы стадиальности горных оледенений // Вестник СПбГУ, Сер. 7. Геология, география. 1993, вып. 3 (№ 21).
7. Селиверстов Ю. П. Ритмика создания гляциальных образований гор. 2. Причины и ранговость ритмов горных оледенений // Вестник СПбГУ, Сер. 7. Геология, география. 1993, вып. 4 (№ 28).
8. Заморуев В. В. К вопросу о «ярусах каров» // Геоморфология. 1975. № 2.
