CC BY
91
НАУКИ О ЗЕМЛЕ
УДК 911.2
ГОЛОЦЕНОВЫЕ ТЕРРАСЫ ДАГЕСТАНА
© 2012 Идрисов И.А.
Институт геологии ДНЦ РАН
Рассматриваются современные представления о голоцене Дагестана. Выделены и описаны значимые этапы развития природы региона этого времени. На новом экспериментальном и научно-методическом уровне дается характеристика форм рельефа, соотносимых с этими этапами.
The author of the article reviews the modem views of Dagestan Hobcene. He identfies and describes the significant development stages ofthe regional nature ofthat period He also characterizes the relief forms, со-related with these stages on the new experimental and scienttfic-methodical level
Ключевые слова: голоцен, плейстоцен, хвалынский этап, новокаспийский этап, мангышлакская регрессия, террасы, речные долины, лессы, погребенные почвы, Кавказ, Каспийское море.
Keywords: Holocene, Pleistocene, Khvalynian stage, new Caspian stage, Mangyshlak regression, terraces, river valleys, loesses, buried soils, the Caucasus, the Caspian Sea.
Одной из характерных особенностей природы Дагестана является сложное взаимоотношение процессов, связанных с изменениями уровня Каспийского моря и развитием природы окружающих равнин и гор. Изменения уровня моря, в свою очередь, в определяющей степени зависят от климатических изменений, для рассматриваемого временного масштаба. Использование этой особенности имманентно присутствует в большинстве работ, связанных с изучением современного состояния и развития природы региона. В частности, считается общепринятым, что изменения уровня моря оказывали существенное влияние на эрозионно-аккумулятивные процессы и в значительной степени определяли и определяют характеристики речных долин бассейна Каспийского моря.
Однако в значительной степени эти два направления географических исследований часто проходят параллельно друг другу, что приводит к тому, что новые данные, полученные по одному направлению (например, по изучению изменений уровня Каспийского моря в плейстоцене-голоцене), используются в практике изучения речных долин спустя значительное время (часто измеряемое десятилетиями).
Схожая ситуация (когда современные научные данные по одному направлению не используются в смежных направлениях) сложилась в практике изучения широкого круга вопросов по географии региона, включая весь Восточный Кавказ. В связи с появлением значительного массива новых палеогеографических данных, использование устаревших и в настоящее время неактуальных представлений для современной характеристики палеогеографической изученности региона выглядит не вполне понятным.
Во многом причиной подобного положения дел служит ограниченное число современных комплексных описаний палеогеографии Дагестана В целом, по рассматриваемому кругу вопросов
существующие новые представления обобщены в представленной статье.
на виваЛ ээ1 Ы1ЫО
Рис. 1. Изменения температуры в конце ледниковья - начале голоцена (Гренландия)
Голоцен был выделен как время, следующее после ледникового периода (плейстоцена), сейчас его нижняя граница установлена в 11,8 тыс.л.н. (то есть время после похолодания дриасЗ - 08-1) (рис. 1). К настоящему времени получены разнообразные данные по изменениям природы этого времени, а также показано, что переход между периодами не был монотонным, а имел сложное внутреннее строение. Более того, для голоцена также было показано сложное внутреннее строение. Также имеются значительные региональные отличия динамики развития природы, даже для синхронных этапов. Соответственно существующие «глобальные» схемы развития природы применительно к регионам (например, к Дагестану) надо рассматривать с определенной долей условности.
Для Дагестана нами также разрабатывается модель развития климата в голоцене [2].
На начальных этапах изучения природы региона господствовали представления о том, что однотипные изменения уровня моря связаны с какими-то однотипными внешними изменениями. Однако современные данные показывают, что это не так. В частности, выделяют «теплые» и «холодные» трансгрессии [14]; уровень моря был высоким как в период малого ледникового периода, так и в период климатического оптимума голоцена и т. д. Фактически море чрезвычайно быстро реагирует на малейшие изменения водного баланса в своем бассейне. Вплоть до настоящего времени отсутствуют модели, в которых были бы описаны ответные реакции моря на все возможные изменения этого баланса. Соответственно соотношение любых изменений уровня Каспийского моря с любыми изменениями внешних факторов (например, окончание ледникового периода или начало межледникового), к настоящему времени утратило актуальность.
Рис. 2. Изменения температуры в Гренландии за 140 тыс. лет
Соотношение глобальных этапов и региональных этапов изменения уровня Каспийского моря следующее: позднехазарский этап - протекал во время
предшествующего Микулинского межледниковья (130-100 тыс.л.н.) (рис. 2), далее идет хвалынский этап, после 8 тыс. л.н. - новокаспийский этап.
Фактические данные по абсолютному возрасту относительно современных осадков (хвалынский и новокаспийских) [8, 10, 14], а также геоморфологические,
стратиграфические, палеогеографические (рис. 1, 2) и прочие свидетельствуют о небольшом возрасте этих этапов. В частности, начало хвалынской трансгрессии (порядка 18 тыс. л.н.), вероятно, было связано с таянием покровных ледников и сбросом талых ледниковых вод в Каспийскую впадину. Соответственно весь хвалынский этап также может считаться этапом, следующим после ледникового времени. Однако имеющиеся у нас данные позволяют считать время существования этого этапа крайне небольшим, которое попало в период сложных разнонаправленных изменений природы на рубеже плейстоцена - голоцена. Тем не менее, абсолютная нижняя граница голоцена попадает внутрь хвалынского этапа.
Однако, принимая во внимание важность качественных отличий последующего новокаспийского этапа, можно отметить, что для сопредельного региона Черного моря значимая граница на рубеже 10-12 тыс. л.н. также отсутствует. Согласно [11], для этого региона отмечено следующее: «Настоящей хроностратиграфической границей -
кровлей плейстоцена - выглядит описанная выше кровля новоэвскинских слоев с возрастом 7-8 тыс. л.н.». Таким образом, выделение голоцена в регионе может проводиться в разных временных рамках с нижней границей от 18 до 7 тыс. л.н. Фактически нижней границей голоцена для Каспийского моря можно считать начало новокаспийского этапа.
Рис. 3. Изменения температуры в течение голоцена (Гренландия)
В предшествующее время (хазарское и хвалынское) на низменностях сформировались разнообразные аккумулятивные и абразионные формы рельефа. Древние хазарские формы были дислоцированы на десятки метров, хвалынские сохранили свое положение практически неизменным [3].
Следует указать, что между позднехазарским этапом и новокаспийской трансгрессией на окружающих территориях в целом было сухо и холодно. Это ательское время - период накопления мощных толщ лессовых пород (ательских лессов), в которых выделяется несколько горизонтов погребенных почв. Среди них можно выделить широко развитую Брянскую палеопочву возрастом около 30 тыс. л.н., а также Трубчевскую почву возрастом около 13 тыс. л.н. Детально изученными являются лессы Ставропольской возвышенности и более северных регионов [1].
Уровень Каспийского моря в это время менялся в целом следующим образом. В период между 110 и 20 тыс. л.н. находился на низких отметках до -130 - -150 м -ательская регрессия, время глубокого врезания рек. В дальнейшем уровень резко вырос (хвалынская трансгрессия - подъем уровня до +50 м), но климатические условия для большей части сопредельной территории продолжали оставаться сухими и холодными. После окончания хвалынской трансгрессии уровень моря вновь понизился до -90 метров [6]. Соответственно соотношение между ательским временем и хвалынским этапом развития Каспийского моря можно считать довольно сложным. Фактически
если считать ательское время - временем накопления позднеплейстоценовых лессов с разделяющими их горизонтами палеопочв, то хвалынское время будет его частью. Соответственно низкие уровни начальной, большей по времени, части ателя соответствуют собственно ательской регрессии Каспийского моря; средняя часть ательского времени и накопление наиболее засоленных лессов в наиболее холодное время будет соответствовать хвалынскому этапу Каспийского моря; поздняя часть ательского времени будет сопровождаться возвращением уровня моря на низкие отметки (характерные для собственно ательской регрессии) - Мангышлакской регрессивной стадии. Однако эти построения нуждаются в дальнейшей разработке.
Как выше было отмечено, в позднем плейстоцене в регионе накапливались мощные толщи лессов. По нашим данным [4], для бассейна рек Аксай-Акташ их мощность превышает 40 (возможно до 100) метров, для бассейна реки Самур мощность достигает 20-30 м. В современных условиях эти отложения прорезаны долинами рек, а на многих участках полностью смыты. Лессовидные породы Дагестана изучены очень слабо, имеются лишь отдельные данные по изучению их инженерно-геологических свойств для окрестностей г. Хасавюрта. Показательно, что в обзорной работе [12] по распространению лессовидных пород они не показаны как в бассейне р. Самур и сопредельных участках, так и для Хасавюртовской равнины.
Чрезвычайно важно, что в отвесных обрывах долины р. Акташ заметно, что реки срезают горизонты лессов вплоть до самой верхней палеопочвы, вероятного аналога Трубчевской почвы. Также в обнажениях нами выявлены срезанные русла малых притоков рек, заполненные аллювием, также срезающие верхнюю палеопочву. Эти данные однозначно свидетельствуют о том, что эта долина интенсивно врезалась (на 40 и более метров) после накопления лессов, то есть уже в голоцене. Вероятно, сопредельные долины также интенсивно врезались в это время. По нашим данным, грандиозный вынос вещества этими реками привел к подпруживанию русла реки Сулак с запада, что привело к его миграции на восток в сторону Аграханского залива и далее Каспийского моря [5].
Эго предположение основано на следующих данных. Следы впадения реки Сулак в Каспийское море в начале новокаспийского времени отсутствуют, также отсутствуют следы глубоко врезанной долины Сулака предшествующего мангышлакского времени, которые имеются у других рек региона Весь берег представлен крупной береговой косой длиной в первоначальном виде порядка 130 км (которая не может формироваться, если поперек нее впадает в море река, либо имеется крупная поперечная депрессия рельефа) и литология рыхлых осадков в восточной части Бабаюртовского района и на сопредельной территории однозначно свидетельствуют о том, что никакой крупной долины реки на этом участке не было. Соответственно река Сулак текла на север и впадала в глубоко врезанную долину реки Терек [3, 5]. Следы подводного каньона Терека хорошо известны, также имеются данные о значительных эрозионных врезах в позднем плейстоцене-голоцене в низовьях этой реки.
При изучении долин малых рек (Шура-озень и Манас-озень) Дагестана нами были выявлены значительные различия между ними. В частности, для долины р. Шура-озень выделяется широкая пойма двух уровней, выше которой находится слаборазвитая терраса высотой +4 м, выше которой широко развита голоценовая терраса высотой +6-7 м, ширина долины порядка 500 м, долина врезана на глубину более 30 м в хазарские и хвалынские морские террасы.
Для р. Манас-озень на равнинном участке также наблюдается врез в хазарские и хвалынские террасы, также имеется пойма и терраса высотой +6-7 м (1 н.п.т). Показательно, что для обеих долин в местах прорезания устойчивых пород (конгломератов хазара и известняков сармата) образовались У-образные врезы глубиной 6-8 м. Однако в долине р. Манас-озень также имеется терраса высотой порядка +12-15 м (в среднем на 5-8 метров выше уровня 1 н.п.т.), которая развита вдоль обоих берегов по долине реки вплоть до срезания хвалынских морских террас голоценовым клифом и развита вплоть до отметок +10 м, ширина этой террасы превышает 400 м, и она развита значительно шире более молодых и низких террас. В разрезах видно, что вся терраса сложена толщами галечников (мощностью более 20 м), также намечается ее двучленное строение. Выше по долине реки других террас, сопоставимых с хвалынским этапом, не выявлено. Соответственно, можно предположить, что для условий нижней части долины р. Манас-озень (с интенсивным
выносом вещества из долины и незначительной способностью долины к аккумуляции вещества) в хвалынское время образовалась 1 речная терраса (возможно в виде нескольких вложенных друг в друга аллювиальных пачек). Схожее с долиной р. Манас-озень строение характерно и для долин рек Улучай, Гюльгерычай (Гюргенчай), Самур. Специфическое строение долины р. Шура-озень нуждается в дополнительном изучении.
При изучении долин рек горной части, например, долины р. Чирахчай, выявлено в целом сходное строение. Установлена поймой, выше которой имеется терраса высотой +7-10 м. Терраса морфологически сохранилась очень хорошо, имеет четко обозначенные тыловой шов и бровку и слабо нарушена боковыми конусами выноса. Выше нее выражена терраса высотой примерной +15-20 м, сохранившаяся значительно хуже и практически повсеместно скрыта под делювиально-пролювиальными шлейфами со склонов. Нижняя из этих террас соответствует 1 н.п.т. в долине р. Манас-озень, а верхняя - 2 н.п.т. (то есть нижняя - новокаспийского времени, а верхняя -хвалынского). В целом для всех изученных долин региона нами выявлено однотипное строение речных долины с 1 (редко 2) надпойменными террасами новокаспийского этапа и 1 террасой хвалынского этапа. При этом разница между уровнями террас новокаспийского и хвалынского времени практически никогда не превышает 10-15 метров.
Например, для средней части долины р. Самур характерно следующее строение. Показана зона впадения р. Ахтычай (рис. 4).
Рис. 4. Космоснимок. Долина р. Самур в районе впадения в нее р. Ахтычай
Четко видно брошенное первоначальное русло р. Самур (рис. 4-1), которое фиксируется по мощной толще аллювия, вскрывающегося вдоль современного правого берега реки (стрелками показано направление стока р. Самур во время накопления 1 н.п.т. - 7-2,5 тыс. л.н.). Далее река начала врезаться в коренные породы (сланцы юры), что привело к отчленению от лежащего севернее хребта гребня шириной 100-300 метров и протяженностью более 2,5 км (рис. 4-2). Врез имеет глубину 8-10 метров и ширину около 50 метров (рис. 4-3), заложен в коренных породах и образовался 2,5-0,6 тыс.л.н. Река Ахты-чай вынуждена была прорезать это гребень устойчивых пород в непосредственной близи от своего устья. Это привело к подпруживанию реки и образованию выше ее устья циркообразного расширения долины (рис. 4-4) шириной более 600 м. Схожее циркообразное расширение долины характерно и для самой р. Самур выше зоны пересечения этой полосы сланцев (рис. 4-5). Для средней части реки Самур голоценовые террасы соответственно занимают полосу шириной 1-2 км. Схожие процессы оставления 1.н.п.т. и врезания в коренные породы отмечены и для притоков р. Самур [13].
Контрастно с речными долинами для хвалынского этапа выделяется большое количество морских террас [3]: +50, +35, +22, +14, +10, +6, 0, -5, -10, -12, -16 м. При этом существуют взгляды, что и для речных террас региона также можно выделить множество объектов хвалынского времени [7]. Причем разброс в высотах террас
достигал многих десятков метров. Во многом выделение большого числа речных террас хвалынского времени было связано с тем, что возраст этого времени произвольно определяли от 70 до 10 тыс. лет. Однако, как показано выше, сейчас такой подход практически не применим, возраст как максимального позднеплейстоценового оледенения (рис. 2), так и связанной с его деградацией трансгрессии были порядка 20 тысяч лет и насчитывали максимум 5-6 тысяч лет. За это время просто физически никакие реки ни при каком стоке не могли образовать 5 или 10 террас с мощными толщами аллювия, разделенными десятками метров (часто для обоснования этого разделения также приводили неотектонические движения).
Однако в течение собственно позднего плейстоцена, вполне вероятно, уровень моря испытывал существенные изменения (так как природные условия в то время существенно менялись, о чем говорят как глобальные графики изменения температуры, так и формирование погребенных почв в толщах лессов на сопредельных участках). Это, в свою очередь, могло приводить к формированию определенных уровней в долинах рек, однако данный вопрос практически не изучен, так как следы этих гипотетических изменений перекрыты следами последующего более высокого хвалынского этапа.
На изменениях уровня моря в новокаспийское время необходимо остановиться подробнее.
Наиболее широко развиты представления о наличии в новокаспийское время нескольких подъемов уровня моря (фаз) (до 5). Эти подъемы связывались с циклами увлажненности Земли. Выделение нескольких фаз было проведено на основе изучения разрезов района Турали. Здесь были выделены [9] пачки (снизу вверх): галечниковый конгломерат; песок с пятнами оглеения, перекрытый гумусовым горизонтом (погребенная почва); песок с пятнами оглеения с включениями мелкой гальки (верхняя пачка образует несколько (2-3) генераций береговых валов).
На основе этого разреза подготовлен всем известный график изменений уровня Каспийского моря, который широко используется до сих пор исследователями смежных дисциплин (линия 1 на рис. 6).
!•••' °У1'
Рис. 5. Разрез отложений вдоль канала оз. Турали (Рычагов, 1974)
Puc. 6. Изменения уровня Каспийского моря в новокаспийское время
Однако в последнее время получены фактические материалы [15, 16], заставляющие по-новому взглянуть на историю изменения уровня моря и связанных с ними природных процессов. Мощным толчком в получении этих данных были работы по проекту IN-QUA: IGCP 481 Project Dating Caspian Sea Level Change. В частности, был повторно изучен разрез в Турали (рис. 7). Был определен возраст, в том числе и погребенной почвы - он оказался равным 2300 лет. Соответственно, после ее образования физически не остается времени для нескольких трансгрессивных фаз (несмотря на то, что в лежащей выше пачке можно выделить несколько валов (два или три, или даже четыре - не принципиально).
Также началось изучение затопленных частей, включая бурение, отбор образцов и их датирование, стали проводить масштабные исследования практически вдоль всех берегов Каспийского моря. А настоящему времени график изменений уровня в новокаспийское время можно показать следующим образом (линия 2 на рис. 6). Наиболее спорным вопросом остается время между 4,5 и 8 тысячами лет назад, так как ряд данных указывает на то, что в это время уровень моря часто находился значительно ниже -20 —25 м. Хотя в это время формировались крупные аккумулятивные формы рельефа практически вдоль всего берега. Этот вопрос нуждается в дальнейших исследованиях. Но в целом в это время уровень находился на довольно высоких отметках, хотя, возможно, и был подвержен изменениям с амплитудой в несколько метров.
Рис. 7. Разрез Турали (Kroonenberg et at, 2007)
Морские равнины новокаспийского возраста в целом образуют всю поверхность ниже -20 метров. При этом отдельные участки этой поверхности были отчленены от остальной части этих террас и образовали изолированные фрагменты. Это произошло вследствие своеобразного строения нижних частей крупных рек Дагестана (Сулака и Терека), а именно того факта, что русла образуют береговые валы, которые лежат на несколько метров выше окружающих равнин. Таким образом, реки образуют многочисленные петляющие по равнине возвышенности высотой 1-5 метров. Пространство между возвышенностями сохраняет первичный рельеф, со временем происходит занос вещества с окрестных участков и заполнение таких понижений. Например, такой генезис имеют понижения занятые Алтаусскими озерами на участке Кизилюрт - Махачкала. Здесь с юга располагаются береговые валы хвалынских стадий, а с севера петляющие прирусловые валы одной из генераций р. Сулак. Подобные участки также широко развиты в дельте реки Терек, где плоские участки новокаспийской террасы между гребнями прирусловых валов заняты озерами.
Выводы
Голоценовые формы рельефа широко распространены в различных частях Дагестана. Для участков развития морских отложений установлено наличие двух генераций новокаспийских (голоценовых) пород и пород современного этапа. Для речных долин выявлено развитие молодой современной поймы с интенсивным накоплением аллювия, а также 1 (на равнинах 2) уровня террас новокаспийского возраста, высотой над поймой 6-10 м. Установлено развитие одного уровня речных террас хвалынского возраста, превышение которого над террасой новокаспийского возраста достигает 10-15 метров.
Примечания
1. Болиховская Н. С. Эволюция лессово-почвенной формации Северной Евразии. М.: Изд-во Моск. ун-та, 1995. 270 с. 2. Идрисов И. А. Изменение климата Дагестана во второй половине голоцена // Вестник Института истории, археологии и этнографии. 2010. Вып. 2(22). С. 74-81. 3. Идрисов И. А. Особенности формирования рельефа Северного Дагестана. Известия Дагестанского государственного педагогического университета. Естественные и точные науки. 2011. № 2. С. 102-107. 4. Идрисов И. А. Новые данные о распространении лессовидных пород на Восточном Кавказе. VII Всероссийское совещание по изучению четвертичного периода: «Квартер во всем его многообразии. Фундаментальные проблемы, итоги изучения и основные направления дальнейших исследований». Апатиты, 2011. С. 233-236. 5. Идрисов И. А. О структуре рельефа юго-запада Прикаспийской низменности. Аридные экосистемы. Т. 19. № 1(54). 2013. С. 36-43. 6. Маев Е. Г. Экстремальная регрессия Каспийского моря в раннем голоцене / Тр. конференции: Экстремальные гидрологические события в
Арало-Каспийском регионе. М., 2006. С. 62-66. 7. Никитин М. Ю. Речные террасы и новейшая тектоника горного Дагестана (бассейн р. Сулак). Бюллетень московского общества испытателей природы. Отд. геологический. Т. 54. Вып. 5. М., 1979. С. 88-104. 8. Рычагов Г. И. Плейстоценовая история Каспийского моря. М. : Изд-во МГУ, 1997. 268 с. 9. Рычагов Г. И. Позднеплейстоценовая история Каспийского моря // Комплексные исследования Каспийского моря. Вып. 4. М. : Изд-во МГУ, 1974. С. 18-30. 10. Свиточ А. А., Селиванова А. О., Янина Т. А. Палеогеографические события плейстоцена Понто-Каспия и Средиземноморья // К XV конгрессу INQUA. М., 1998, 291 с. 11. Стратиграфия СССР. Четвертичная система. Полутом 2. М. : Недра, 1984. 556 с. 12. Трофимов В. Т., Балыкова С. Д., Андреева Т. В. Опорные инженерно-геологические разрезы лессовых пород Северной Евразии. М. : КДУ, 2008. 608 с. 13. Тулышева Е. В., Хлопкова М. В. О некоторых особенностях развития речных долин орогенной и равнинной (Прикаспийская низменность) частей региона Восточного Кавказа. Труды Института геологии ДНЦ РАН, 2012. С. 51-53. 14. Янина Т. А. Дидакны Понто-Каспия. Москва-Смоленск : Маджента, 2005. 300 с. 15. Rapid Caspian Sea-level change and its impact on Iranian coasts. Kakroodi A. A. Tehran. 2012. 121 p. 16. Robert M. Hoogendoorn, Jelle F. Boels, Salomon B. Kroonenberg, Mike D. Simmons, Elmira Aliyeva, Aliya D. Babazadeh, Dadash Huseynov Development of the Kura delta, Azerbaijan; a record of Holocene Caspian
sea-level changes. Marine Geology. 2005. V. 222-223. P. 359-380.
Статья поступила в редакцию 19.09.2012 г.
