CC BY
20
ИЗВЪСТІЯ -
Томскаго Технологическаго Института
Императора Николая II. т. 13. 1909. № 1.
III.
В. А. Обручевъ.
Нъ вопросу о способѣ передвиженія Me грубыхъ осадковъ вдоль береговъ водныхъ бассейновъ.
Съ таблицей чертежей.
1-12.
Къ вопросу
о способѣ передвиженія болѣе грубыхъ осадковъ вдоль береговъ
водныхъ бассейновъ.
(Съ таблицей чертежей).
Въ геологической литературѣ до сихъ поръ удѣлялось мало вниманія весьма интересному и въ практическомъ отношеніи важному вопросу о способѣ передвиженія валуновъ, гальки и крупнаго песка вдоль береговъ морей и озеръ. Эти продукты морской абразіи и рѣчной эрозіи не могутъ находиться въ взвѣшенномъ состояніи въ стоячей водѣ и слѣдовательно должны перемѣщаться перекатываніемъ по дну. Движеніе ихъ взадъ и впередъ подъ вліяніемъ волнъ прибоя, надвигающихся параллельно береговой линіи, т. е. дѣйствующихъ перпендикулярно къ этой линіи, изучено и описано подробно; но перемѣщеніе этихъ болѣе грубыхъ осадковъ вдоль берега подъ вліяніемъ волнъ, двигающихся подъ косымъ или прямымъ угломъ къ береговой линіи, не разъяснено.
Беремъ новое дополненное и исправленное изданіе „физической геологіи“ Мушкетова, представляющее наиболѣе полное изъ всѣхъ руководствъ не только среди русской, но и среди иностранной литературы; на стр. 576 тома* II находимъ, что авторъ, говоря о ширинѣ намывного берега, указываетъ, что она „зависитъ, главнымъ образомъ, отъ отношенія направленія надвигающихся волнъ и простиранія берега; если волны набѣгаютъ перпендикулярно къ берегу, то намывная полоса получается шире, нежели въ томъ случаѣ, когда онѣ ударяютъ подъ какимъ либо острымъ угломъ. Если же волны идутъ параллельно берегу, то намыванія почти не происходитъ, а минеральный матеріалъ движется вдоль берега до тѣхъ поръ, пока не встрѣтитъ благопріятный для отложенія берегъ. Такъ какъ простираніе берега и направленіе волнъ разнообразно измѣняются, особенно на извилистыхъ берегахъ, то, очевидно, ширина намывного берега весьма непостоянна и измѣняется на небольшихъ разстояніяхъ. Положимъ, что волны набѣгаютъ на берегъ подъ косымъ угломъ, то, очевидно, сила ихъ при ударѣ о береіъ раздѣлится на двѣ, изъ кото-
рыхъ одна перпендикулярна къ береіу, а друшя—параллельна; первая производитъ намываніе, а вторая дотаетъ наносъ вдоль береіа*)\ чѣмъ уголъ острѣе, т. е. чѣмъ волны ближе къ параллельному положенію, тѣмъ въ данномъ мѣстѣ меньше будетъ отлагаться и, напротивъ, больше переноситься, и наоборотъ“.
Далѣе (стр. 577) авторъ разсматриваетъ образованіе косъ (пересыпей, стрѣлокъ) и указываетъ, что послѣднія могутъ состоять изъ гравіи, галекъ и даже валуновъ.
Описывая отложенія, оставляемыя моремъ (стр. 594), авторъ говоритъ объ отложеніяхъ верхней береговой зоны (пляжа), что онѣ отличаются наибольшимъ петрографическимъ разнообразіемъ, въ завися-мости отъ іеолошчсскаю состава береювъ*) и затѣмъ разсматриваетъ болѣе подробно способъ образованія этихъ отложеній, при чемъ изъ текста видно, что вездѣ нодразумѣвается работа волны, набѣгающей перпендикулярно къ берегу.
Изъ приведеннаго видно, что авторъ предполагаетъ возможность перемѣщенія и грубаго матеріала вдоль берега, но способъ этого перемѣщенія излагается имъ совершенно неясно. Какъ понять выраженіе, что сила косой волны раздѣляется на двѣ слагающія—параллельную и перпендикулярную берегу и что первая производитъ перемѣщеніе матеріала вдоль берега, а вторая—къ берегу? Одинъ и тотъ же камень не можетъ двигаться одновременно въ двухъ направленіяхъ; поэтому нужно думать, что авторъ представляетъ себѣ способъ перемѣщенія такимъ образомъ, что часть матеріала движется къ берегу подъ вліяніемъ одной слагающей, а другая передвигается вдоль берега подъ вліяніемъ другой слагающей. Вопросъ о тома,, на какое разстояніе частицы могутъ переноситься параллельно берегу отъ пункта первоначальнаго своего происхожденія, ^авторомъ не разсмотрѣнъ совершенно, а его указаніе, что составъ отложеній пляжа зависитъ отъ петрографическаго состава берега, наводитъ на мысль, что матеріалъ, чуждый данному берегу, не можетъ играть существенной роли.
Въ руководствахъ на иностранныхъ языкахъ мы находимъ почти такое же отношеніе къ интересующему насъ вопросу. Такъ, Лаппа-ранъ* **), подобно Мушкетову, говоритъ о слагающей, параллельной берегу, получающейся при косой волнѣ и обусловливающей постепенное перемѣщеніе гальки вдоль берега; онъ приводитъ примѣры такого перемѣщенія съ береговъ пролива Па-де-Калэ. но на сравнительно небольшія разстоянія.
*)■ Курсивь мой.
**) Ti*aitp de GC'oK/gie. Yi I. I, p. 234, Paris 1900.
Въ самомъ новомъ курсѣ геологіи Е. Haug’a*) также говорится о слагающей, параллельной берегу, которая создаетъ теченіе, обусловливающее перенесеніе матеріала вдоль берега; на стр. 476 авторъ указываетъ, что грубый матеріалъ переносится на небольшое разстояніе, тогда какъ песокъ часто передвигается очень продолжительно-время вдоль берега, уносимый теченіемч», постоянное направленіе котораго обусловлено преобладаніемъ какого либо опредѣленнаго вѣтра.
Но, очевидно, не всѣ геологи раздѣляютъ этотъ взглядъ на возможность перемѣщенія даже только песка на далекія разстоянія, если судить по новѣйшей замѣткѣ Р. Брэона (Вгеоп) в ь протоколахъ французской академіи наукъ**). Въ окрестности Берка на берегу Па-де-Калэ этотъ авторъ изучалъ составъ гальки и песка и нашелъ, что рядомъ съ мѣловой галькой часто попадаются валуны кристаллическихъ сланцевъ и изверженныхъ породъ, выходы которыхъ отсутствуютъ на берегу на разстояніи не менѣе 250—300 кнлом. вплоть до Бретани. Песокъ пляжа у Берка также состоитъ изъ минераловъ, заимствованныхъ главнымъ образомъ изъ аналогичныхъ породъ.
Стараясь выяснить, какимъ образомъ продукты разрушенія этихъ породъ могли очутиться вблизи Берка, авторъ замѣчаетъ, что валуны нерѣдко сохранили еще острыя ребра и могли быть принесены съ береговъ Бретани на плавающихъ льдахъ; но переносъ песка нельзя приписать послѣднимъ и способъ его перемѣщенія, по мнѣнію автора, остается не разъясненнымъ.
Между тѣмъ вопросъ этотъ разъясняется совершенно просто, если ближе познакомиться съ способомъ перемѣщенія болѣе грубыхъ матеріаловъ вдоль берега, такъ неясно излагаемымъ въ руководствахъ но геологіи. Эта неясность побуждаетъ меня опубликовать наблюденія, сдѣланныя еще нѣсколько лѣтъ тому назадъ, и основанныя на нихъ теоретическія разсужденія.
Будучи лѣтомъ 1902 г. въ Алуштѣ и лѣтомъ 1904 г. въ Ялтѣ, я проводилъ цѣлые часы на морскомъ берегу, наблюдая прибой и собирая коллекцію продуктовъ дѣятельности моря для Геологическаго Кабинета Томскаго Технологическаго Института. При этомъ мнѣ ороси, лось въ глаза, что въ обоихъ пунктахъ въ составъ гальки и валуновъ пляжа входятъ очень разнообразныя породы, между прочимъ всѣ извѣстныя изверженныя породы южнаго берега Крыма—дациты, андезиты, ихъ туфы, порфиры, порфириты, мелафиры, кварцево-авгитовые діориты, тогда какъ крутые береговые обрывы, ограничивающіе пляжъ*
*) Traitfc de Geologie. Vol. (, p. 473, Paris 1007.
**) Camptes llendus 1007, CXL1V, p.t. 759—760. Gilets et sables du Pas de Calais.
и въ Ялтѣ, и въ Алуштѣ на нѣсколько верстъ въ обѣ стороны состоятъ исключительно изъ юрскихъ сланцевъ и сланцеватыхъ песчаниковъ. Послѣдніе, конечно, входятъ въ составъ гальки въ значительномъ количествѣ, но все-таки большое участіе изверженныхъ породъ, въ томъ числѣ такихъ, выходы которыхъ отстоятъ отъ Ялты и Алушты на десятки верстъ, не можетъ не обратить на себя вниманія.
Первоначально я старался объяснить себѣ это присутствіе гальки не мѣстныхъ породъ частью приносомъ ея рѣчками изъ глубины Крымскихъ горъ, частью--переносомъ на морскомъ льдѣ вдоль берега. Но изученіе процессовъ прибоя показало, что вопросъ разрѣшается проще и что галька и валуны могутъ перемѣщаться вдоль берега такъ быстро, что прохожденіе ими десятковъ и даже сотенъ верстъ не представляетъ чего либо невѣроятнаго и требуетъ только соотвѣтственнаго промежутка времени.
Въ этомъ перемѣщеніи я убѣдился посредствомъ простого опыта Среди гальки и мелкихъ валуновъ пляжа въ обоихъ пунктахъ довольно часто попадается желтый и красный кирпичъ, яркій цвѣтъ котораго на общемъ темномъ фонѣ каменистаго пляжа даетъ возможность хорошо слѣдить за перемѣщеніемъ одного* и того же камня подъ вліяніемъ волнъ. Бросая такую кирпичную гальку, величиной около кулака, на пляжъ, обнажившійся при отливѣ волны достаточно сильнаго прибоя, я замѣтилъ, что при прямой волнѣ, т. е. надвигающейся перпендикулярно къ береговой линіи, камень катается взадъ и впередъ, приблизительно по одному и тому же пути; но при косой волнѣ онъ перемѣщается вдоль берега по зигзагообразной линіи съ различной быстротой въ зависимости отъ силы отдѣльныхъ волнъ. Способъ перемѣщенія слѣдующій (фиг. 1): пусть гребень волны MN образуетъ уголъ я съ береговой линіей N0: камень брошенъ въ точку А на разстояніи п отъ берега; опрокидывающаяся волна подхватываетъ его и перекатываетъ по направленію своего движенія, т. е. подъ угломъ 90е—я къ берегу, въ точку В на разстояніи а отъ А. Въ В камень остается лежать нѣсколько мгновеній, пока отливающая вода разбившейся волны снова не подхватитъ его и не перекатитъ, но уже по направленію наибольшаго уклона пляжа, обыкновенно подъ угломъ 90° къ берегу, которому она сама слѣдуетъ при отливѣ обратно въ море; пусть она принесетъ камень въ точку С на разстояніи b отъ точки В. Углы АВС и MNO, какъ углы съ взаимно перпендикулярными сторонами, равны; а такъ какъ уголъ MNO мы обозначили я, то и АВС = я. Сторона АВ = а, а сторона AR, которую обозначимъ т, изъ треугольника ABR будетъ равна а. Sins. Но т выражаегпъ намъ величину перемѣщенія камня параллельно Серегу подъ дѣйствіемъ одной волны и
эта величина оказывается равной произведенію изъ величины перемѣщенія камня къ берегу на синусъ угла, образуемаго гребнемъ волны и береговой линіей. Итакъ
т = а. Sina.
Слѣдующая волна снова подхватываетъ камень и переноситъ его въ точку D, опять по направленію своего движенія, на разстояніе а, отъ С ; при отливѣ волны камень скатится въ точку Е на разстояніе Ъі отъ D и т. д. Такъ какъ мы принимаемъ направленіе волнъ относительно берега за величину постоянную во время нашего опыта, то понятно, что уголъ CDE также будетъ = я; величину же перемѣщенія параллельно берегу при второй волнѣ ті мы найдемъ, опустивши перпендикуляръ изъ точки С на продолженіе линіи DE; а такъ какъ CD = «,, то
ш, = а,. Sina.
Разсуждая такимъ же образомъ относительно дальнѣйшихъ волнъ, перемѣщающихъ камень послѣдовательно въ F, G, Н, I, К, L и т. д., мы увидимъ, что конечная величина перемѣщенія камня параллельно берегу при его движеніяхъ черезъ всѣ точки зигзагообразной линіи отъ А до L будетъ равна суммѣ величинъ перемѣщенія при каждой отдѣльной волнѣ, т. е.
M = m-f ш, -4- пи + niz -{- піл.
Подставляя въ это уравненіе вмѣсто т, т, и т. д. соотвѣтствующія имъ величивы а. Sina, а, Sina и т. д. получимъ
и отсюда
М = а. Sina +• a, Sina -f- a, Sina -f- a3 Sina -f- a4 Sina M Sina (a -f- a, -J- a2 •+ a3 -J- <0-
Изъ этого уравненія видно, что величина перемѣщенія камня параллельно берегу зависитъ только отъ двухъ факторовъ: во-первыхъ отъ величины угла а, образуемаго гребнемъ волнъ съ линіей берега т. е. отъ направленія вѣтра и, во-вторыхъ, отъ суммы величинъ перемѣщенія камня отдѣльными волнами по направленію къ берегу; эти же величины а, а, и т. д. зависятъ, конечно, отъ силы отдѣльныхъ волнъ, т. е. отъ силы вѣтра, предполагая, что на пути камня нѣтъ препятствій для его свободнаго движенія и что уклонъ пляжа вездѣ одинаковъ.
Величины Ь, Ъѵ 1$ и т. д., выражающія движеніе камня подъ вліяніемъ отливающей воды волнъ по направленію, перпендикулярному къ
береговой линіи, въ наше уравненіе не входятъ и, слѣдовательно, какъ будто не оказываютъ вліянія на перемѣщеніе параллельно берегу. Но въ дѣйствительности онѣ имѣютъ такое вліяніе, такъ какъ отъ нихъ зависитъ въ извѣстной степени величина а, а,, а2 и т. д.; но это вліяніе трудно поддается учету; такъ, напр., перемѣщеніе камня подъ воздѣйствіемъ отливающей волны часто еще не окончилось, когда камень уже подхватывается новой наступающей волной. Въ нѣкоторыхъ случаяхъ это вліяніе можетъ сказаться очень сильно; допустимъ, напр. (фиг. 2), что подъ вліяніемъ двухъ слабыхъ волнъ камень перемѣстился изъ А въ Е, гдѣ его подхватываетъ болѣе сильная волна; послѣдняя могла бы, по своей силѣ, перекатить его въ точку F, но этому мѣшаетъ береговой обрывъ N0 и камень доходитъ только до его подножія въ G, потерявъ такимъ образомъ разстояніе GF и соотвѣтствующее ему перемѣщеніе параллельно берегу.
При различномъ уклонѣ различныхъ частей пляжа въ наше уравненіе пришлось бы еще ввести величину угла этого уклона (3, такъ какъ отъ нея, конечно, зависитъ величина перемѣщенія а; чѣмъ [3 больше, тѣмъ а будетъ меньше, такъ какъ тѣмъ больше вѣсъ камня будетъ противодѣйствовать силѣ волны. Но введеніе этого фактора значительно усложнило бы наше уравненіе и не входитъ въ задачи нашей замѣтки. Намъ достаточно констатировать слѣдующее: пере-мѣщеніе валу новь, гальки, гравія и крупнаго песка параллельно берегу:
J) обусловлено волнами, набгыающими подъ косымъ угломъ;
2) происходитъ по зигзагообразной линіи, слагающейся изъ частей поперемѣнно перпендикулярныхъ гребню волны и береговой линіи;
3) величина этою перемѣщенія зависшпъ:
■ а) отъ величины угла, образуемаго волнами съ береговой линіей, т. е. отъ направленія вѣтра;
b) отъ силы отдѣльныхъ волнъ, т. е. отъ силы вѣтра;
c) отъ угла уклона чаши пляжа, по которой происходитъ это перемѣщеніе.
При ’вмѣненіи угла а, т. е. направленія вѣтра, наше уравненіе приметъ общій видъ:
М = Sin а (а -(- «і -f- «а -+--а») -Ь Sin Яі (а' «1 -Ь — а\) 4-
+ Sin а2 (а11 + а”+ «”-}----------аѴ) ..,. -f- Sin ях (а* -)- «Т + -«£).
Величины отдѣльныхъ членовъ правой части этого уравненія могутъ быть больше или меньше въ зависимости отъ продолжительности вѣтра одного и того же направленія и отъ его силы; при очень небольшой величинѣ угла а или при очень слабой силѣ вѣтра отдѣль-
ные члены могутч. быть близкими къ нулю, т. е. по временамъ перемѣщеніе матеріала вдоль берега можетъ почти прекращаться.
Насколько велико, теоретически, можетъ быть это перемѣщеніе, показываетъ численный примѣръ; пусть /.а = 30°, а величины а., а* равны 3, 5, 4, 6 и 7 арш., тогда
M = Sin30°(3 + 5 + 4 + 6+7) = Sin30°.25=-|- . 25 =127* арш.,
т. е. подъ вліяніемъ всего пяти волнъ камень передвинется на ІЗѴаарш. вдоль берега.
Если принять соотвѣтственныя величины Ь, ..Ъ± равными 5, 3, 5 6 и 4 арш., то полный путь, пройденный камнемъ подъ вліяніемъ этихъ пяти волнъ по зигзагообразной линіи окажется равнымъ 25 + 23 = 48 арш, т. е. почти въ четыре раза больше его перемѣ-. щенія параллельно берегу.
Если волны будутъ идти подъ угломъ 45° къ берегу, то, принимая прежнія величины для а,.. аА, мы получимъ
і/ о
М = Sin 45°. 25 = --g- . 25 = 0.71.25= 17,75 арш.
При величинѣ я = 60°, получимъ М = 21,75 арш. и наконецъ при величинѣ я = 90°, т. е. если волны движутся параллельно береговой линіи, М = 25 арш. т. е. теоретически перемѣщеніе матеріала вдоль берега, при прочихъ равныхъ условіяхъ, должно быть наибольшимъ въ случаѣ волнъ, гребни которыхъ перпендикулярны къ береговой линіи.
Въ дѣйствительности же волны, идущія въ открытомъ морѣ перпендикулярно къ береговой линіи, на пляжѣ всегда оказываются косыми, такъ какъ благодаря тренію нижнихъ слоевъ воды о поверхность затопляемой части береговой зоны, участки этихъ волнъ, ближайшіе къ берегу, отстаютъ въ своемъ движеніи и гребень волны превращается въ кривую, выпуклую въ сторону берега (фиг. 3). Слѣдовательно тѣ части волнъ, которыя образуютъ береговой прибой и обусловливаютъ механическую работу на пляжѣ, всегда будутъ направлены подъ угломъ я, меньшимъ, чѣмъ 90° и, вѣроятно, даже меньшимъ чѣмъ 60°.
Теоретическія разсужденія наши о движеніи матеріала вдоль берега, конечно, подлежатъ многочисленнымъ практическимъ поправкамъ.
Пляжъ, на которомъ разбиваются волны, не представляетъ ровной поверхности безъ препятствій, а состоитъ изъ того же болѣе или менѣе грубаго матеріала—валуновъ, гальки, гравія; поэтому движеніе каждаго камня въ отдѣльности далеко не свободно. И, дѣйствительно,
мы можемъ наблюдать, что подъ воздѣйствіемъ волны перемѣшается далеко не весь матеріалъ даннаго участка пляжа, а только часть его; движенію остальной части мѣшаютъ разныя препятствія. Кромѣ того движеніе каждаго отдѣльнаго камня происходитъ съ перерывами, часто очень продолжительными; напримѣръ, послѣ нѣсколькихъ передвиженій взадъ и впередъ камень закатится въ небольшую впадину или заклинится между двумя другими болѣе крупными и т. п., такъ что цѣлые десятки волнъ могутъ пройти черезъ него, не двигая его съ мѣста; потомъ набѣжитъ болѣе сильная волна и камень снова начинаетъ двигаться.
Такъ, напр., изъ 15 кирпичныхъ галекъ, за которыми я прослѣдилъ въ теченіе четверти часа, три были унесены первой же волной вглубь и вышли изъ района наблюденія; пять перемѣстились за это время на небольшое разстояніе параллельно берегу, именно отъ 3 до 10 шаговъ; четыре прошли отъ 11 до 20 шаговъ и только три отъ 25 до 40 шаговъ. Уголъ я при этихъ наблюденіяхъ былъ около 30°, число волнъ въ минуту въ среднемъ 12, величина а при свободномъ движеніи камня 3—5 арш. и слѣдовательно за 15 минутъ камни
должны были бы пройти
15.12.4
2
— 360 арш. (принимая а въ сред
немъ 4 арш ), тогда какъ въ дѣйствительности немногіе (20°/0) изъ нихъ прошли въ 9—14 разъ меньше, а остальные въ 18—120 разъ меньше.
Тѣмъ не менѣе въ теченіе продолжительнаго промежутка времени перемѣщеніе матеріала вдоль берега несомнѣнно должно достигать большихъ величинъ и имѣетъ, слѣдовательно, большое значеніе для образованія прибрежныхъ отложеній. Поэтому можно удивляться, что этотъ вопросъ до сихъ поръ такъ мало разработанъ въ геологической литературѣ и всѣ руководства повторяютъ только фразу о разложеніи силы косой волны на двѣ слагающія. Даже Рихтгофенъ, посвятившій много вниманія вопросу о работѣ волнъ морского прибоя, говоритъ только, что при косой волнѣ каждый камень получаетъ, одно' временно съ ударомъ, стремящимся передвинуть его къ берегу, второй ударъ, боковой*); такимъ образомъ онъ рисуетъ себѣ способъ перемѣщенія камня, совершенно несогласный съ дѣйствительностью.
Быстрота и направленіе перемѣщенія матеріала параллельно берегу, а -также количество перемѣщаемаго матеріала, конечно, зависятъ отъ преобладанія тѣхъ или другихъ вѣтровъ у даннаго берега. Полное отсутствіе такого. перемѣщенія мы можемъ представить себѣ только на такомъ берег-у, гдѣ дуютъ исключительно вѣтры, перпенди-
*) F. ѵ. Kiclihofen. Fi'ilmr für Forschungsreisende, стр. 340,
кулярные къ направленію берега (или же вѣтры со стороны суши, которые не могутъ разводить большое волненіе у берега и такимъ образомъ не оказываютъ вліянія на то или другое перемѣщеніе матеріала). Но если хоть нѣсколько разъ въ году дуютъ вѣтры косые или параллельные берегу, то неминуемо должно происходить и соотвѣтственное перемѣщеніе матеріала; чѣмъ больше такихъ вѣтровъ и чѣмъ они сильнѣе, тѣмъ это перемѣщеніе будетъ болѣе значительнымъ и тѣмъ большія массы матеріала будутъ перемѣщаться. При этомъ частые, но болѣе слабые косые вѣтры должны оказывать меньшее вліяніе, чѣмъ болѣе рѣдкіе, но сильные. .
Остается еще вкратцѣ разсмотрѣть вопросъ, какое вліяніе оказываетъ измѣненіе направленія береговой линіи на перемѣщеніе матеріала.
Можно предположить, что мысы, выдающіеся далеко въ море, должны совершенно останавливать перемѣщеніе. Въ дѣйствительности это справедливо далеко не во всѣхъ случаяхъ. Представимъ себѣ (фиг. 4) берегъ сѣ сильно выдающимся мысомъ BCD; пусть въ данной мѣстности дуютъ,- смѣняя другъ друга, морскіе вѣтры трехъ направленій, показанные стрѣлками а, Ь, с. На береговомъ участкѣ AB косые вѣтры а и Ь будутъ производить перемѣщеніе матеріала параллельно берегу отъ А къ В, прямой же вѣтеръ с въ этой работѣ участвовать не будетъ. Но, начиная отъ В на участкѣ ВС роль вѣтровъ отчасти перемѣняется: Ь становится прямымъ и перестаетъ прини-
мать участіе въ перемѣщеніи матеріала вдоль берега; а остается косымъ (или, вѣрнѣе, становится изъ параллельнаго косымъ) и продолжаетъ перемѣщать матеріалъ отъ В къ С; с изъ прямого дѣлается косымъ, но такъ какъ онъ дуетъ отъ С къ В, то производимое имъ перемѣщеніе должно быть противуположно перемѣщенію, обусловлена ному вѣтромъ а, т. е. матеріалъ, передвинутый вѣтромъ а отъ В къ С, долженъ перемѣщаться отъ С къ В подъ воздѣйствіемъ вѣтра с. Если вѣтеръ с сильнѣе а или при болѣе или менѣе одинаковой силѣ съ а дуетъ чаще послѣдняго, то въ конечномъ результатѣ перемѣщеніе матеріала отъ В къ С не произойдетъ, а въ В будетъ скопляться большое количество матеріала, надвигающагося съ одной стороны отъ А, съ другой отъ С; поэтому бухта у В будетъ постепенно засыпаться и вмѣсто входящаго угла скоро получится кривая (показанная на фиг. 4 пунктиромъ) Если же преобладающимъ будетъ вѣтеръ а, то, несмотря на задерживающее вліяніе вѣтра с, матеріалъ будетъ перемѣщаться отъ В къ С, но съ замедленной скоростью и въ умеиь^
шейномъ количествѣ; бухта В и въ этомъ случаѣ будетъ постепенно засыпаться, но съ меньшей быстротой.
Въ пунктѣ С роль вѣтровъ для участка CD опять мѣняется; а и Ь, какъ дующіе здѣсь отъ суши къ морю, не будутъ имѣть существеннаго вліянія на перемѣщеніе матеріала; но с. являющійся косымъ, обусловитъ передвиженіе отъ С къ D какъ матеріала, обогнувшаго оконечность мыса, такъ и образующагося на самомъ участкѣ CD.
Въ D мы находимъ новую перемѣну ролей; с становится прямымъ и будетъ только способствовать накопленію матеріала въ D; а и Ъ, хотя и косые, но какъ* дующіе еще съ суши, въ D не могутъ еще оказывать замѣтнаго вліянія и въ результатѣ въ D во всякомъ случаѣ должно получиться обмелѣніе бухты и превращеніе входящаго угла въ дугу. Но, передвигаясь отъ D къ Е, мы найдемъ, что роль вѣтровъ а и Ь будетъ все болѣе усиливаться, такъ какъ вліяніе мыса на разводимую ими волну будетъ все болѣе ослабѣвать, такъ что, чѣмъ ближе къ Е, тѣмъ большее количество матеріала будетъ перемѣщаться вдоль берега, пока мы не получимъ условій, тождественныхъ съ условіями пункта А.
Изъ этого примѣра ясно, что выдающіеся въ море мысы должны, въ зависимости отъ преобладанія тѣхъ или другихъ вѣтровъ, или играть роль барьера, препятствующаго дальнѣйшему перемѣщенію матеріала вдоль берега и обусловливающаго его скопленіе въ обѣихъ бухтахъ у основанія мыса; или же только замедлять перемѣщеніе матеріала вдоль берега, также обусловливая засореніе бухтъ, но болѣе медленное.
Разсмотримъ еще противуположный случай, когда береговая линія образуетъ глубокую бухту BCD (фиг. 5). Предполагая наличность тѣхъ же т) ехъ вѣтровъ а, Ь, г, мы найдемъ перемѣщеніе матеріала отъ А къ В подъ воздѣйствіемъ вѣтровъ а и Ь; на участкѣ ВС и теряетъ значеніе, какъ дующій съ суши, а Ь и с будутъ производить перемѣщеніе матеріала отъ В къ С. Въ пунктѣ С вѣтеръ а по прежнему значенія не имѣетъ, с становится прямымъ а Ь почти прямымъ и поэтому должно происходить накопленіе матеріала и постепенное засореніе бухты; на участкѣ CD Ь становится прямымъ, а постепенно, по мѣрѣ приближенія къ D, усиливаетъ свое вліяніе и перемѣщаетъ все большее количество, матеріала отъ С къ D; но с противодѣйствуетъ ему и, какъ дующій съ открытаго моря (тогда какъ а съ суши черезъ бухту), производитъ болѣе сильную волну, перемѣщая матеріалъ отъ D къ С. Въ результатѣ, если только а не преобладаетъ значительно надъ с по силѣ и частотѣ, на участкѣ CD должно происходить перемѣщеніе матеріала отъ D къ С и засореніе бухты и съ этой стороны. Наконецъ на участкѣ DE происходитъ перемѣщеніе отъ D къ Е.
Такимъ образомъ глубокая бухта является, при той же комбинаціи вѣтровъ, болѣе серьезнымъ барьеромъ, чѣмъ мысъ, и прерываетъ передвиженіе матеріаловъ вдоль берега, поглощая этотъ матеріалъ; но благодаря этому поглощенію ея роль является только временной. Когда бухта обмелѣетъ и сократится (фиг. 6), она потеряетъ свое значеніе; волны моря, встрѣчаясь съ болѣе спокойными водами мелкой бухты, въ значительной степени теряютъ свою силу и въ бухтѣ волненіе будетъ слабое; поэтому въ пунктѣ В изъ матеріала, передвигаемаго отъ А къ В, начнетъ воздвигаться коса по направленію къ I), постепенно отрѣзающая бухту отъ моря; этотъ процессъ образованія косъ (пересыпей, стрѣлокъ) поперекъ устья неглубокихъ заливовъ давно извѣстенъ и разсматривается во всѣхъ руководствахъ, такъ что мы не будемъ останавливаться на немъ. Эта коса со временемъ дойдетъ до D и совершенно отрѣжетъ бухту, превративъ ее въ озеро; если въ бухту впадаетъ какая иибѵдь рѣчка, то стокъ воды въ море будетъ бороться съ полнымъ отрѣзаніемъ бухты, постоянно размывая косу на нѣкоторомъ протяженіи; но и въ этомъ случаѣ передвиженіе матеріала далѣе вдоль берега не остановится, а только будетъ замедляться въ мѣстѣ перерыва косы.
Слѣдовательно, н глубокія бухты въ концѣ концовъ являются только временным'ь препятствіемъ для перемѣщенія матеріала вдоль берега п, превратившись затѣмъ въ мелкія, только нѣсколько замедляютъ это перемѣщеніе, пока не засорятся окончательно.
*
Попытаемся теперь приложить вышесказанное къ южному берегу Крыма, чтобы выяснить, въ какомъ направленіи матеріалъ долженъ перемѣщаться. Этотъ берегъ отъ Алупки до Ѳеодосіи имѣетъ въ общемъ направленіе отъ юго-запада на сѣверо-востокъ (фиг. 7). По даннымъ Ганна*) вь Крыму мы имѣемъ слѣдующее распредѣленіе вѣтровъ по румбамъ въ процентахъ:
N N0 0 SO S SW W NW
Лѣто 5 8 25 13 7 13 21 8 %
Зима 11 18 25 11 7 <1 11 8 %
Вѣтры N, NW и W для южнаго берега Крыма дуютъ съ суши и, слѣ
дователыш, не играютъ роли въ перемѣщеніи матеріала; вѣтеръ SQ направленъ въ общемъ перпендикулярно къ береговой линіи, такъ что можетъ обусловливать перемѣщеніе матеріала только на отдѣль. ныхъ участкахъ—въ бухтахъ и на мысахъ; поэтому мы можемъ исключить и его изъ нашего разсмотрѣнія. Изъ остающихся вѣтровъ—косыхъ и параллельныхъ берегу—S и SW должны производить перемѣ-
*) 1. Hann. Handbuch der Klimatologie. Bd. Ill, стр. 20G, Stuttgirt, 1807.
12
В. Л. Обручевъ.
іценіе матеріала съ юго-запада на сѣверо-востокъ, т. е. отъ Алупки къ Ѳеодосіи, а N0 и О—обратно, отъ Ѳеодосіи къ Алупкѣ; но первые два вѣтра даютъ лѣтомъ 20%, зимой 16% всей суммы вѣтровъ, а вторые лѣтомъ 33%, зимой даже 43°/0, т. е. N0 и О дуютъ лѣтомъ въ 1,65 разъ, а зимой въ 2,7 разъ чаще чѣмъ S и SW и вмѣстѣ съ тѣмъ отличаются и большей силой. Слѣдовательно, перемѣщеніе матеріала въ конечномъ результатѣ должно происходить отъ Ѳеодосіи къ Алупкѣ и поэтому вполнѣ естественно, что среди валуновъ пляжа въ Алуштѣ и Ялтѣ мы находимъ кристаллическія породы, залегающія восточнѣе, напр.: въ Алуштѣ—мелафиры, дациты, андезиты и ихъ туфы обнажающіеся въ береговыхъ обрывахъ Карадага (между Ѳеодосіей и Судакомъ), и кератофиръ Кучукг-ѵзеня, а въ Ялтѣ—также кварцево-авгитовые діориты и порфириты горъ Кастелъ и Аю-дагъ, кератофиръ Ай-даниль.
Настоящая замѣтка была уже составлена, когда я нашелъ въ Comptes Reiidus небольшую статью Thoulet*), разсматривающую тотъ же вопросъ о перемѣщеніи матеріала вдоль берега и служащую отвѣтомъ на вышеуказанную статью Вгёоп. Авторъ также приходитъ къ выводу, что подъ вліяніемъ косыхъ волнъ матеріалъ перемѣщается параллельно берегу по зигзагообразной линіи, напоминающей зубья пины. По вычисленіямъ Thoulet на берегахъ сѣверной Франціи при 12—18 волнахъ въ минуту перемѣщеніе параллельно берегу достигаетъ не болѣе 1 см. для каждой волны; принимая въ соображеніе чередованіе вѣтровъ, онъ находитъ, что каждая песчинка, для того, чтобы передвинуться на какое либо разстояніе вдоль берега, должна совершить путь минимумъ въ 8000 разъ болѣе длинный при своихъ перекатываніяхъ взадъ и впередъ. Авторъ говоритъ, что въ Ламаншѣ перемѣщеніе происходитъ съ W на О и что песокъ изъ матеріала кристаллическихъ породъ Бретани, нахожденіе котораго въ Беркѣ для Вгёоп’а оставалось загадочнымъ, принесенъ именно съ W, т. е. изъ Бретани, постепеннымъ перемѣщеніемъ вдоль берега, не взирая на всѣ изгибы послѣдняго.
Но такъ какъ въ статьѣ Thoulet, объемомъ всего въ 2 страницы, способъ передвиженія матеріала параллельно берегу разсматривается слишкомъ кратко, то я полагаю, что моя замѣтка и послѣ появленія этой статьи сохраняетъ свое значеніе для разъясненія вопроса.
г. Томскъ
1У февраля 1908 г.
*) Sur Іа mnrclie des sables le long des rivages. C. R CXLIV 1907 г., стр. 938— Я40
e.
Зои. 5.
/ І t І
/ .✓ / / /
Й
5W 6.
Зкиъ.7.
Ъ+\\%
ФилА.
а
шииіг^гь 5>. Л.О<5|г^ое^сі/.
