CC BY
57
Феноменологическая концепция солянокупольного ландшафтогенеза
В. П. Петрищев, к.геог.н, Институт степи УрО РАН
Прикаспийская впадина и прилегающий к ней с северо-востока Предуральский краевой прогиб являются крупнейшим в мире районом развития соляного псевдотектогенеза. Своды соляных поднятий, общее число которых в регионе достигает 3000, образуют сложную ламинарную структуру, обусловленную перетеканием соли под давлением вышележащих пород из нижних тектонических этажей в верхние.
Механизм воздействия соляной тектоники на ландшафты заключается, в первую очередь, в механическом выдавливании, а иногда и в выламывании надсолевых пород, что приводит к исключительному геологическому разнообразию поверхности на образуемых положительных формах рельефа. Другим фактором солянокупольного ланд-
шафтогенеза является размывание галогенносульфатных пород, сопровождающееся карстооб-разованием и развитием ореолов хлоридно-суль-фатного засоления и/или рассоления.
Многообразие и активность межсредовых и межкомпонентных связей, инициируемых соляной тектоникой, обширность районов ее распространения ставят ее в один ряд с крупными природными силами, изменяющими облик Земли [1].
Впервые солянокупольные ландшафты как своеобразные аномалии среди зональных геосистем были рассмотрены В. А. Николаевым [2] на примере Приэльтонья, где сформировались хорошо дренированные кустарниковые геокомплексы среди слабодренированных солонцово-пустынных ландшафтов, типичных для Прикаспийской впадины. Анализ морфоструктуры солянокупольных ландшафтов показывает, что соляной текто-
генез, дестабилизирующий природные компоненты, является ведущим фактором ландшафтогене-за Прикаспийской впадины и Южного Предура-лья. Свыше половины уникальных и редких урочищ, включенных в сеть объектов природного наследия Оренбургского Предуралья, связаны с процессами солянокупольной тектоники. Не менее высока доля солянокупольных ландшафтов в формировании экологического каркаса Северного Прикаспия. Кроме того, что система процессов ландшафтогенеза имеет феноменологический характер проявления соляной тектоники, соляные поднятия формируют достаточно устойчивые природные комплексы, взаимодействующие с вмещающими ландшафтами посредством латеральных и вертикальных связей, что проявляется в системе формирующихся геополей и экотонов.
В основе феноменологической концепции лежит положение о том, что дисгармоничный прорывной характер соляных складок определяет формирование редких и уникальных урочищ, которые несут черты, не свойственные вмещающей природной зоне. Разрывной характер соляных дислокаций по отношению к геологической среде определяет и соотношение солянокупольных ландшафтов с зональными геосистемами. Как на Прикаспийской впадине, так и в Предуралье соляные структуры формируют геоморфологические аномалии, резко контрастирующие с аккумулятивным или денудационным рельефом. Изучение геоморфологических аномалий, формируемых соляным тектогенезом, показывает, что чем контрастнее выражено соляное поднятие, тем активнее инициируемые им локальные неотектоничес-кие процессы. Скорость подъема особо активных структур составляет: купола Челкар — 0,25 мм/год, купола Баскунчак — 0,5 мм/год [3]. В геоморфологическом отношении подобные структуры являются наиболее контрастными (по Ю. А. Мещерякову — структуры богдинского типа [4]). Своеобразными мини-аналогами данного типа в Пре-дуралье являются Илецкая, Боевогорская (Мерт-восольская) и Дедуровская структуры, также ярко выраженные в рельефе структурными грядами, гипсовыми кепроками и озерными впадинами.
Оценивая воздействие эвапоритовой толщи на образование ландшафтов, следует выделить два существенных момента. Во-первых, в области распространения соляного тектогенеза выделяются межкупольные зоны или блоки, лишенные галогенной толщи. Во-вторых, степень трансформации ландшафтной сферы под влиянием соляной тектоники различна в пределах каждого поднятия. Это обусловлено различной подвижностью соляного ядра, длительностью процесса тектонического подъема, мощностью надсолевых пород. Указанные факторы можно интегрировать в систему определенных математических показателей, которые характеризуют сложность и разнообра-
зие морфологической структуры солянокупольных ландшафтов. Принимая сложность и разнообразие структуры зональных (плакорных) степных и полупустынных ландшафтов в качестве постоянной эталонной величины, степень трансформации структуры солянокупольных геокомплексов можно представить в форме геополя. Пространство геополя состоит из изменяющихся значений, характеризующих отклонение структуры солянокупольных ландшафтов от зональных эталонов.
Важную роль в формировании устойчивости солянокупольных ландшафтов играют озерные впадины или системы озер. Как в аридных условиях Прикаспийской впадины, так и для семиаридного и семигумидного климата Предуралья соленые озера определяют режим грунтовых и меж-пластовых вод, окружающих соляной купол. Система взаимодействующих подземных и поверхностных вод играет защитную роль по отношению к галитной толще, предупреждая ее разрушение карстовыми процессами. При выведении системы межкомпонентных взаимодействий из состояния равновесия, как это неоднократно случается при подземной разработке каменной соли (Илецкое, Славянское месторождения), утечка воды из соляных озер в подземные камеры ведет к снижению базиса грунтовых вод и углублению зоны аэрации, а следовательно, к активизации карстовых процессов. В октябре 2003 г. именно по такой схеме развивалось образование карстовых провалов на Илецком месторождении. Так как не велись работы по засыпке ежегодно формирующихся карстовых воронок, произошли фильтрация агрессивных атмосферных вод, расширение подземных карстовых полостей, куда усилилось проникновение озерных вод. Снижение уровня основного озера Илецкого месторождения — Развала — обнажило межозерные целики, состоящие из соли, что в перспективе приведет к расширению озерной впадины, в т.ч. за счет территории города Соль-Илецк. Подобный пример показывает, насколько высока динамика межкомпонентных взаимодействий в том случае, когда ведущим ландшафтообразующим фактором выступает открытая соляная структура.
При определении сложности и разнообразия морфологии солянокупольных ландшафтов использовались энтропийные коэффициенты, отражающие как количество составляющих ландшафтного рисунка, так и его таксономическую дифференциацию. Для наиболее активных соляных структур, скорость подъема которых составляет 0,5—1 мм в год, мера сложности составляет 2,2—2,5, разнообразия — 2,9—3,1. Наиболее сложной морфоструктурой обладает карстово-антропогенный ландшафт Илецкого месторождения соли (коэффициент энтропийной сложности составляет 3,0), претерпевшего неоднократные ка-
тастрофические события, связанные с развитием соляного карста и подземной добычей соли. За 250 лет добычи соли на этом месторождении произошла инверсия рельефа с образованием обширной озерной впадины и активно протекающими карстовыми процессами.
Одной из малоисследованных проблем является влияние выходов каменной соли на микроклиматические условия. Исследования, проведенные на Илецком месторождении в конце XIX в. и в 50-е гг. XX в. [1, 5], показали, что высокая гигроскопичность солевых пластов и насыщенность воздуха пылью, содержащей кристаллы соли, определяют развитие особого микроклимата, имеющего высокое бальнеологическое значение. При фиксации температуры и влажности воздуха, температуры почвы на катене, заложенной от г.Богдо к оз.Баскунчак, в 2005 г было отмечено следующее: 1) показатели температуры воздуха на уровнях 0,5 и 2 м сближаются над солевой поверхностью озера, а удаляются на северном склоне; 2) отмечаются заметные колебания температуры — зафиксировано нагревание приземного слоя воздуха (0,5 м) на северном склоне с 14.00 до 15.00 на 3°С в результате превращения его из теневого в освещенный; 3) температура грунта (почвы) наиболее значительной была в соленом озере (Баскунчак). Наиболее устойчивый термический режим наблюдался на вершине (г. Богдо) и над соляным озером (Баскунчак). На склонах горы колебания температур оказывались существенными особенно в приповерхностном слое, составляя 2—3°С. При наблюдениях на оз. Аралсор зафиксирован высокий температурный градиент при переходе от приозерного плато, круто обрывающегося к озеру, к озерной рапе — 3,5°С. При этом ниже оказывались, как и на Эльтоне, температуры над соляным озером, что связано с высоким альбедо солевой поверхности озера. Особенно высокими различия были между температурой почвы и озерной (баткака) — 6,6°С. Эта закономерность (относительная близость значений температуры на 0,5 и 2 м) отмечена для вершины р. Улаган и покрытой соляной коркой поверхности оз. Эльтон. Как и на Аралсоре, здесь отмечено такое интересное явление, как инверсия температуры над покрытой солевой коркой поверхностью озера, что связано с формированием своеобразной тепловой «подушки» на высоте 1—3 м.
Будучи самостоятельным тектоническим телом, каждый из соляных куполов соответственно образует по-своему уникальный ландшафт. Этим обусловливается часто встречающееся резкое различие между иногда близлежащими солянокупольными ландшафтами, принадлежащими к одной физико-географической провинции или району. «Феноменологическое» проявление солянокупольных ландшафтов приводит к тому, что в пределах одного района встречаются геокомплексы совершенно разных типов.
Таким образом, дисгармоничный прорывной характер соляных складок определяет формирование редких и уникальных урочищ, которые несут черты, не свойственные вмещающей природной зоне. Данное положение является основой феноменологической концепции формирования солянокупольных ландшафтов по отношению к вмещающим зональным природным комплексам. Принципиальные подходы феноменологической концепции определяют:
1) принцип обусловленности структуры солянокупольных ландшафтов тектоническими особенностями соляных поднятий — региональной дифференциацией типологических сочетаний соляных структур по форме и степени открытости соляного ядра, по сложности дислоцирования и разнообразия надсолевого комплекса пород, по развитию сингенетических и диагенетических структур (штоков, карнизов, кепроков), сопровождающих процессы соляной тектоники;
2) принцип коррелятивной зависимости между активностью соляных поднятий и морфологической структурой ландшафтов соляных куполов —дифференциация уровней организации солянокупольных ландшафтов по сложности, разнообразию и неоднородности организации горизонтальной морфоструктуры солянокупольных ландшафтов; по особенностям парагенетических сопряжений ландшафтных уровней (ярусов), образующихся в результате пространственной неравномерности тектонической активности толщи эва-поритовых пород;
3) принцип дисгармоничности солянокупольных геосистем по отношению к зональным ландшафтам — соотношение структурных форм соляного тектогенеза с геоморфологическими, геобо-таническими, геохимическими и почвенно-морфологическими аномалиями; соотношение зональных и азональных ландшафтообразующих факторов в формировании геосистем солянокупольного генезиса — развитие ландшафтных «феноменов» солянокупольной тектоники.
Литература
1 Абдрахманов, Р. А. О спелеотерапии в Оренбуржье / Р. А. Абдрахманов, А. Р. Абдрахманов, Е. А. Якушевский // Оптимизация природопользования и охрана окружающей среды Южно-Уральского региона. Оренбург: Изд-во ОГУ, 1998. С. 147-150.
2 Кузнецова, С. В. Аномалии геологической среды солянокупольных бассейнов и их влияние на природно-технические системы и среду обитания человека: автореф. докт. дисс. Волгоград, 2000. 48 с.
3 Мещеряков, Ю. А. Геоморфологические данные о новейших тектонических движениях в Прикаспийской низменности / Ю. А. Мещеряков, М. П. Брицына // Геоморфологические исследования в Прикаспийской низменности. М.: Изд. АН СССР. 1954. С. 5-46.
4 Мысливец, И. А. Курорт Соль-Илецк // Курорты Чкаловс-кой области: Чкаловское кн. изд., 1953. С. 5-49.
5 Николаев, В. А. Ландшафтный феномен солянокупольной тектоники в полупустынном Приэльтонье / В. А. Николаев, И. В. Копыл, Н. В. Пичугина // Вестн. Моск. ун-та, сер. 5 «География», 1998. № 2. С. 35-39.
6 Свиточ, А. А. Четвертичная геология. Палеогеография. Морской плейстоцен. Соляная тектоника. М., 2002.
