CC BY
44
2004
ВЕСТНИК САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКОГО УНИВЕРСИТЕТА. Сер. 7. Вып. 1
ГЕОГРАФИЯ
УДК 551.4 : 168.3 + 551.4.012 А. Н. Ласточкин
СИСТЕМНО-МОРФОЛОГИЧЕСКИЙ подход К ОПРЕДЕЛЕНИЮ СЛОЖНЫХ ГЕОМОРФОЛОГИЧЕСКИХ ОБРАЗОВАНИЙ (В СВЯЗИ С КАРТОГРАФИРОВАНИЕМ ПОДВОДНО-ПОДЛЕДНОГО РЕЛЬЕФА АНТАРКТИКИ) I. МЕСТО И ЗНАЧЕНИЕ ОРОГРАФИИ В НАУКЕ И ПРАКТИКЕ1
Перед геоморфологией, как и перед любой другой естественной наукой, имеющей дело с разными.по размерам и сложности объектами исследования, всегда стояла и стоит проблема их классификации, в частности иерархии или субординации. Игнорировать ее, как это делает Д. А. Тимофеев [1], аргументируя свою позицию тем, что геоморфология с момента своего образования стала «объяснительной наукой», вряд ли возможно. Ведь прежде чем выявить и объяснить разную морфологию, механизм образования, происхождение и другие особенности каждого из объектов изучения, необходимо их выделить, отделить друг от друга и отнести к той или иной категории.
Данная проблема может решаться в зависимости от степени организации научного познания или в виде авторских классификаций в рамках так называемого индуктивного (точнее, эмпирического) подхода [2] или на более высоком уровне систематики, являющейся составной частью системных исследований, которые обязательно предусматривают строгие определения (формализацию) ранжируемых единиц при онтологическом контроле результатов, получаемых дедуктивным путем. Вряд ли сейчас можно считать оптимальным первый путь, по которому до сих пор идет традиционная геоморфология. Тем более неприемлем он в отношении принципиально нового радиолокационного материала о подледной поверхности Антарктики, облекать который в прежние расплывчатые, не однозначно понимаемые и неопределенные понятийно-терминологические категории геоморфологии подобно тому, как «вливать молодое вино в старые мехи».
Мерономические уровни геоморфологических образований. В проблеме классификаций или систематики исходными являются законы иерархии - группировки картируемых и исследуемых единиц в разные категории и принципы их субординации или соподчинен-ности друг другу. Попытки создания авторских классификаций геоморфологических образований осуществлялись до недавнего времени, по сути дела, по двум признакам: их размеру и (или) генезису. С использованием первого устанавливалась их соподчиненность или путем произвольного выделения разных по своим габаритным показателям таксонов [3 и др.], или в результате анализа полимодальных кривых (гистограмм) распределения с фиксацией на них размеров наиболее встречаемых на Земле форм земной поверхности (ЗП) [4]. В целом такой принцип справедливо осуждается [2] в связи с формальным подходом к исследуемым образованиям или с явным субъективизмом (в частности, в работе [3]). Формаль-
1 Работа выполнена при финансовой поддержке Российского фонда фундаментальных исследований (проект .V! 03-05-64198).
© А. Н. Ласточкин, 2004
ный подход, основывающийся на построении полимодальных кривых или гистограмм распределения, несмотря на свою, казалось бы, существенную эмпирическую базу [4], не дает положительных результатов не только в геоморфологии, но и в тектонике применительно к формам залегания слоев - пликативам. Анализ их площадей, длин, ширины, высот или амплитуд не привел к установлению общих габаритных показателей, универсальных для всех геоморфологически и тектонически разнородных областей (см. [5]). Выделение так называемых «порядков форм» вЗПи литосфере сводится к отнесению каждой из них к порядку цифр, отражающих их габариты. Этот же вывод относится к любым другим абсолютным характеристикам геоморфологических образований и форм залегания слоев, прежде всего к уклонам, которые используются в качестве признака их «естественной общей морфогенети-ческой классификации» [2]. Ее автор противоречит себе, начиная с названия своей работы. Нельзя, идя эмпирическим путем в пределах ограниченного района исследования, претендовать на создание «базовой геоморфологической классификации (на примере горных территорий южной части Дальнего Востока России)», так как модальные значения уклонов ЗП для разных областей будут обязательно и чаще всего фундаментально отличаться друг от друга, а базовый или универсальный характер классификации, на что претендует автор [2], предусматривает ее использование для любого (субаэрального, субаквального, субгляци-ального, горного, равнинного, аридного, гумидного и т. д.) рельефа.
Классификация становится еще более расплывчатой, когда она составляется по искусственно объединенным в один «принцип» габаритному и генетическому признакам, например, разделение геоморфологических образований по размерам и происхождению на гео-тектуры, морфоструктуры и морфоскульптуры (см. [5]) или по уклонам и генезису - на геоморфологические фации, ландшафты и формации [2]. В последнем случае для «укрепления своих позиций» автор привлекает, кроме уклонов и типов экзогенного рельефообразующего процесса, многие, казалось бы, объективные, дополнительные показатели: линейные размеры, вертикальная позиция, механическая характеристика и мощность рыхлых отложений и др. Для более крупных подразделений фигурируют уже другие «не менее объективные критерии» их выделения: гипсометрический градиент, расчлененность. Однако эта эклектика, отсутствие однозначно устанавливаемых (строгих) и повсеместных (универсальных) связей между всеми перечисленными признаками (показателями и параметрами), неопределенность многих из них (например, что такое «шероховатость поверхности»?), с точки зрения системного подхода, полностью лишают данную попытку классификации какой-либо надежды на ее целостную параметрическую основу (параметрическую форму задания системы), широкое использование количественных признаков и однозначное понимание выделенных в ней градаций и категорий в рамках даже одного района. Кроме того, она далека от всего эмпирического опыта геоморфологического картографирования, который, естественно, не может быть игнорирован при решении поставленной в данной статье проблемы.
В соответствии с этим опытом общие геоморфологические карты, составляемые на традиционном, в основном морфогенетическом, принципе различаются в соответствии не с размерами, а с возрастающей сложностью изображаемых на них картированных единиц -геоморфологических образований. А. И. Спиридонов [6] и другие выделяют три их типа: аналитические, синтетические и комплексные. Несмотря на разные названия и различающиеся представления об их содержании, многие геоморфологи довольно единодушно (хотя и не всегда осознанно) связывают данный ряд карт не с таксономией, а с мерономией кар-тировочных единиц.
Таксономия означает соподчиненность входящих друг в друга одинаковых по своей сложности, но различных по размерам единиц и может проявляться в разномасштабности отражающих их картографических моделей. Заимствованное из биологии и пока практически не используемое в науке о рельефе понятие о мерономии [7] означает последовательное
расположение в одном иерархическом ряду и изображение на одномасштабных картах трех принципиально разных по своей сущности категорий соподчиненных образований неодинаковой степени сложности (меронов), фиксируемых на трех принципиально различающихся уровнях геоморфологического изучения одной и той же территории. На первом или «самом низшем» уровне аналитического картографирования фиксируются элементы ЗП [5, 7].
На втором уровне, часто называемом синтетическим, по А. И. Спиридонову [6], должны составляться карты морфологических комплексов или геоморфологических районов. Д. В. Борисевич [8], оказавшись наиболее организованным в тектологическом (системно-морфологическом) отношении, относил более сложные (чем элементы ЗП) геоморфологические образования не к районам, а к принципиально другой категории (другому мерону) -состоящим из этих элементов формам ЗП. Выделение последних он связывал не с геоморфологическим районированием, а с процедурой «сложения или составления» форм ЗП из предварительно выделенных ее элементов. Эта процедура подобна синтезу вещества в химии при переходе от сгуппированных в периодической системе химических элементов к состоящим из них молекулам. В системных представлениях в науке в целом она сводится к составлению модели конкретных объектов из полной группы (конечного множества) элементов, установленных и сгуппированных в познавательной системе каждой науки (в геоморфологии данная система называется морфологической [5, 7]).
Правда, для отражения форм ЗП Д. В. Борисевич не предусматривал составления отдельной карты, считая, что, благодаря специально подобранным изобразительным средствам, их выделение автоматически и мысленно вычитывается по группировкам элементов ЗП на аналитической карте. При этом он ссылался на составляемые по аналитическому принципу геологические карты, в которых отражение форм залегания слоев (пликативов) не требует специальных изобразительных средств, потому что они проявляются во взаимном расположении выходов разновозрастных пластов - геологических элементов. Однако при правомерном в целом использовании данной аналогии забывалось, что эти формы («структуры») специально отражаются на составляемых вслед за (в результате) геологической съемкой тектонических картах. Следует подчеркнуть, что показ отдельных форм или дислокаций на последних обычно сочетается с тектоническим районированием - с фиксацией более сложных меронов третьего уровня (см. ниже).
В традиционной геоморфологии карты, отражающие только формы ЗП, выделенные по морфологическим признакам (без указания или определения их генезиса, возраста и других особенностей), уже давно принято называть орографическими. С современных системных позиций, при условии строгих определений состава и строения (структуры) форм в виде целостных закономерно связанных в пространстве сочетаний ранее [5, 7] выделенных и формализованных элементов ЗП, формы ЗП могут рассматриваться в качестве меронов второго уровня сложности - конкретных геоморфологических систем, или геоморфоси-стем (ГМС).
Районирование является высшим, или третьим, уровнем общегеоморфологического исследования и картографирования, в рамках которого устанавливаются (морфологические и отраженные в них функциональные, динамические, исторические или возрастные, генетические и пр.) связи между ГМС. Эти отношения организуют и группируют формы в над-геоморфосистемы (НГМС) - целостные образования, фиксируемые на картах данного масштаба и относящиеся к третьей категории меронов высшей сложности. Их выделение и изучение требуют не только выявления конкретных связей между ГМС в рамках НГМС, но и (структурного) их анализа в контексте окружающей исследуемые системы среды. Последнее можно достичь, «приподнявшись над геоморфосистемами», в частности, в результате перехода на менее детальную (более мелкомасштабную) аналитическую карту,
охватывающую более крупную часть территории,с выделенными на ней более крупными элементами ЗП. Морфологическая однородность и функциональная целостность (единое функциональное место и роль в НГМС) этих элементов и обусловливают искомую связность между ГМС или контролируется ею.
Таким образом, элементы ЗП при неком следующем более мелкомасштабном картографировании выступают в качестве НГМС по отношению к единицам, выделенным при более детальных или крупномасштабных работах. НГМС этого (первого) рода объединяют поперечные по отношению к нисходящему литодинамическому потоку по ЗП ГМС по принципу их морфологического и (вытекающего из него или, наоборот, определяющего его) динамического и, возможно, возрастного сходства. Наряду с ними в качестве НГМС второго рода выступают сложные геоморфологические образования, включающие продольно ориентированные функционально связанные ГМС как звенья единого однонаправленного потока. НГМС первого рода характеризуют среду, окружающую картируемые и изучаемые ГМС (и потому должны быть отражены в их определении; см. ниже), а второго рода -функционирование этих ГМС в рамках более сложных образований.
Отражающий соотношения картировочных единиц в картографировании рельефа закон соподчиненности может быть сформулирован следующим образом: мерономический ряд и категорий представлен повторением трех входящих друг в друга меронов - геоморфологических образований разной сложности так, что простейшие образования (элементы) на менее детальном уровне исследования (при уменьшении масштаба картографирования) выступают в своей второй ипостаси - в качестве НГМС или группировок параморфоди-намических (морфологически однотипных, парагенетических или функционально связанных) ГМС (форм ЗП). Поясним сказанное. Для этого обозначим элементы буквой Э. Теоретически бесконечный (от глобального до «нанорельефа») ряд можно представить в виде схемы, на которой стрелками указана тенденция к усложнению геоморфологических образований в порядке мерономии (горизонтальные стрелки в каждой триаде) на фоне непрерывного увеличения их габаритов (вертикальная стрелка, соответствующая уменьшению масштаба карт):
Э -> ГМС -> НГМС
Э -> ГМС НГМС
Э -» ГМС -» НГМС ▼ Э-»ГМС-»НГМС
Такие обладающие масштабной универсальностью [5, 7] (или, как это называется во фрактальной геометрии, масштабной инвариантностью) мерономические триады единиц, фиксируемых на самых разных по детальности картах, в явной и неявной формах имеют место в теории многих наук о Земле. Однако на практике представления о них чаще всего не используются или нарушаются пропусками или изменениями места того или иного члена- мерона в триаде. К мерономическим триадам в ландшафтоведении относятся фации (элементарные ландшафты) < урочища < местности, в структурной геологии - элементы дислокаций < дислокации < структурные зоны, в грави- и магнитометрии - элементы аномалий < аномалии < районы геофизических полей (знак < означает включение образований каждой предыдущей категории в более сложные единицы, относящиеся к последующей категории). Приведенные звенья отражают различные мерономические уровни сложности, на которых осуществляется изучение геоявлений разной природы подобно тому, как в био-
логии (намного более протяженный, чем в геоморфологии) мерономический ряд состоит из последовательности объектов, исследуемых на молекулярном, клеточном уровнях, уровнях органов, организмов и сообществ (биоценозов).
В рельефе ЗП составленный из рассмотренных триад или звеньев ряд в целом отражает их габаритную соподчиненность, которая представлена непрерывным трендом в изменении размеров различных меронов без его дискретизации - разделения на естественно выделяющиеся таксономические уровни сложности. В результате сложения того и другого (континуального и дискретного) видов соподчиненности образуется габаритно-мерономическая последовательность картируемых и изучаемых геоморфологических образований на картах одного и разных смежных масштабов.
Теоретически мерономические триады должны были бы отражать уровни последовательного познания объектов науки, которое наиболее эффективно следует осуществлять в указанной последовательности - от простого к сложному. Однако практика в зависимости от возможностей и особенностей получения материала расставляет изучение перечисленных категорий объектов часто в соответствии не с тем, что считается (в обиходе или в образовательном процессе) «здравым смыслом», а в самой различной последовательности. Так, з структурной геологии сначала выделяются дислокации (так называемые структуры), а затем в их пределах и далеко не всегда говорится об элементах этих (пликативных, дизъюнктивных и инъективных) дислокаций обычно без их систематики, определения и точной методики выделения и фиксации на карте. В грави- и магниторазведке вслед за картами фактического материала (картами профилей) принято строить карту с отражением на ней аномалий в виде совокупности изоаномал и далее на итоговом документе сразу проводить районирование полей. При этом в число элементов обычно включаются только их линейные категории - оси тех или иных аномалий, которые чаще всего фигурируют на картах районирования. Если в науках о Земле детализация связана с уровнями (аналитический - синтетический - районирование) или масштабом обследования той или иной территории (региональные и локальные исследования; поиск и разведка полезных ископаемых; зондирование, профильные или площадные работы в геофизике и гидрографии), то в биологии уровни и детальность в изучении живого вещества также определяются не «здравым смыслом», а прежде всего техническими возможностями его познания, которые возрастали по мере изобретения увеличительного стекла, микроскопа, электронного микроскопа и т. д.
Орография как пропущенная глава в геоморфологических исследованиях и картографировании. Рост технической вооруженности и реализация человеком его стремления от изучения макромира к познанию микромира со все более и более тонкими деталями своих объектов могли сформировать наряду с истинными представлениями об увеличении гносеологической слооюности их познания в этом направлении ложное впечатление об онтологической сложности самих объектов, будто бы нарастающей при переходе на более детальный уровень их исследования. Очевидно, что сложность изучения меронов увеличивается в обратном направлении. Об этом свидетельствует печальный опыт медицины - выяснилось, что изучать отдельные органы узко обученными и значительно более технически оснащенными специалистами намного легче, чем организм человека в целом со всеми его внутренними взаимными связями и зависимостями.
С точки зрения морфодинамической концепции геоморфологии, последовательность изучения морфологии ЗП также была нарушена на самых ранних этапах исследования рельефа. Орография, как наиболее старый вид его «досистемного» познания и картографирования на суше, долго функционировала в самой начальной и примитивной стадии (проявившейся в произвольном составлении простейших орографических схем и применении многочисленных орографических названий в качестве терминов свободного пользования) задолго до осуществления аэрофото- и кондиционной топографической съемки. И лишь с
1960-х годов начало интенсивно развиваться сразу же опередившее орографию аналитическое картографирование с выделением генетически (а точнее, морфологически; см. [5]) однородных поверхностей, или «граней рельефа». Получилось так, что сначала (хотя и примитивно) фиксировались на орографических картах и схемах геоморфологического районирования более сложные формы и совокупности форм ЗП, а затем составляющие их простейшие (элементы ЗП) ингредиенты, то же самое, что происходило и происходит сейчас в структурной геологии, в которой изначально картируются пликативные, дизъюнктивные и инъективные дислокации в целом и только потом и далеко не всегда выделяются составляющие их элементы (крылья, периклинали, центроклинали, плоскости сместителя, шарниры и т.д.).
При этом орографическое картографирование практически осуществляется без решения его главных понятийно-теоретических проблем - определения основных орографических категорий, формулировки принципов выделения, классификации, фиксации на карте форм ЗП. Используя большую простоту своего предмета (двухмерность геометрической ЗП в отличие от трехмерных геологических образований), геоморфология более успешно реализует свои усилия на первом (аналитическом) уровне картографирования в первоначальном выделении, формализации и систематики элементов ЗП [5, 7, 9-11] и до сих пор не знает, как перейти от него ко второму уровню - к синтезу или «сложению» из этих элементов более сложных геоморфологических образований - форм ЗП или ГМС со строгой фиксацией, определением и систематикой последних. Такое положение дел напоминало бы ситуацию в химии, когда при ее современной осведомленности о химических элементах она не смогла бы использовать эти знания при синтезе вещества - теоретическом и практическом конструировании из них самых разных молекул - химических систем.
Отсутствие специальных и строгих представлений о формах ЗП прежде всего выражается в делении общих геоморфологических картографических моделей всего на две категории: отражающие элементы ЗП аналитические карты и так называемые синтетические карты, на которых сразу же вслед за ними выделяются морфологические комплексы (многие геоморфологи называют их типами рельефа. - А. 77.). Последние «представляют собой группировки (сочетания не элементов. - А. Л.) форм, объединенных общностью своего внешнего облика, геологического строения и происхождения» [6, с. 71]. Создание карт второй категории подобно районированию в геофизике и тектонике.
Пропуск в конструировании или отсутствие моделей, отвечающих за фиксацию, характеристику и определение форм ЗП как закономерных совокупностей ее элементов, является существенным пробелом в науке о рельефе. Он особенно явственно проступает на фоне того очевидного факта, что словосочетание «форма рельефа» (правильнее говорить о «форме ЗП») является, пожалуй, самым распространенным, хотя и наименее определенным термином геоморфологии. И наиболее ярко он проявляется при сравнении составляющихся в произвольной манере геоморфологических и гораздо более строгих структурно-геологических картографических моделей. Если картировочными единицами на первых служат элементы и произвольно отобранные (для «обоснования генезиса элементов») некоторые формы ЗП (без их строгих определений), то в содержание вторых включены только формы - пликативы, дизъюнктивы и инъективы.
Учитывая это и то, что аналитическим картам, создаваемым на системно-морфологическом принципе, уделено существенное внимание в предшествующих публикациях автора [5, 7 и др.], данная работа посвящена следующему этапу формализации - задачам создания понятийно-терминологического аппарата орографии и теоретическому обоснованию построения и содержания геоморфологических картографических моделей второго типа.
Разработка специальной теории и методики строгого познания рельефа на третьем уровне его районирования представляется, по нашему мнению, делом будущего. А сейчас можно говорить лишь о геоморфологическом районировании в традиционном (нестрогом) значении этого слова.
Учитывая опыт картографирования в науках о Земле, когда одновременно показываются элементы и формы, формы и районы или и те, и другие, и третьи категории - мероны, следует не исключать, а, наоборот, приветствовать совмещение на общей геоморфологической модели - едином листе карты - отражение картируемых единиц всех трех или двух смежных мерономических уровней. Целесообразность такого подхода вытекает прежде всего из того, что образования низшего уровня выступают в качестве границ или детерминантов -определителей единиц среднего мерономического уровня. Важно при этом использовать хотя и взаимосвязанные, но четко отделяющиеся друг от друга три соответствующие каждому слою - мерономическому уровню - системы условных обозначений. При перегрузке общей геоморфологической карты она может разделяться на отдельные слои при согласованности рисовки на них образований, относящихся к разным мерономическим уровням. При применении ГИС-технологий такое разделение в электронном виде вряд ли вызовет какие-либо трудности.
Таким образом, рассматриваемое более подробно орографическое картографирование форм ЗП, несмотря на длительный, чуть ли не многовековой, период своего существования, не только не достигло каких-либо теоретических и методических успехов, но и часто воспринимается как давно устаревшая отрасль или пройденный этап геоморфологии, не заслуживающий возвращения к нему - переосмысления ее (его) опыта на новом методологическом уровне. Если выше говорилось о важности прохождения данного этапа в теории, то ниже пойдет речь о прикладном значении орографии в целом и особенно в условиях Антарктики.
Роль орографического картографирования в географической привязке естественных и рукотворных объектов. Составление и использование карт ГМС (орографических) и НГМС (районирования) имеют особое значение в слабоизученных районах Земли, а прежде всего в Антарктике. И так как подводно-подледный рельеф (ППР) на этом континенте представлен формами ЗП, созданными и развивающимися в областях с самыми разными экзогенными факторами и условиями (субаэральными, субаквальными и субгляциальными), а также с различным строением и развитием земной коры (типично континентальной, континентальной окраины, типично океанической, зоны перехода от континента к океану, платформенных, горно-складчатых и эпиплатформенных орогенных областей), решение поставленных задач требует привлечения и анализа накопленного обширного знания в наземной, морской и подледной (субгляциальной) геоморфологии в целом и весьма скромного опыта орографии в этих областях в частности.
В условиях развития покровного оледенения Антарктиды для проведения разных видов исследований и изысканий, при определении места транспортного средства, станций, скважин, оазисов, подледных озер, геофизических аномалий и т.д. требуется географическая привязка как рукотворных объектов, так и естественных образований, выделенных в ледниковом покрове, ППР, земной коре и геофизических полях. Речь идет о привязке их не к географическим координатам, а к достаточно хорошо (для этих целей и в региональном отношении) изученному ППР, представляющему собой совокупность наиболее устойчивых во времени (инвариантных) и одновременно с этим наиболее доступных для фиксации (на радиолокационных, сейсмических и других геофизических профилях) форм и элементов под-ледно-подводной поверхности (ППП).
В отличие от привязки к координатной сети привязка к орографическим образованиям способствует образному восприятию объектов и установлению пространственных, а через
них и причинно-следственных связей между многими процессами и явлениями. Не случайно особое внимание этому вопросу уделяли и уделяют специалисты, изучающие рельеф и строение морского дна для нужд рыболовства. Так же как на суше, границы многих орографических форм на шельфе и в океане в целом являются границами физико-географических комплексов с присущими им экологическими и геохимическими условиями и биоценозами и как следствие этого - с различным рыбопромысловым значением и перспективами при поисках и разведке железо-марганцевых скоплений, сульфидных руд и других полезных компонентов.
Орография имеет ту же, казалось бы, чисто служебную или техническую роль в сравнительно слабоизученных регионах суши, в которых привязка тех или иных образований требовала значительно больше географических ориентиров для резко возрастающего количества естественных и рукотворных объектов. Примером служит орографическое картографирование Западно-Сибирской равнины (с ее слабо контрастным рельефом и малой заселенностью), которое было признано необходимым на этапе развертывания поисково-разведочных и эксплуатационных работ на нефть и газ [12].
Важность образного восприятия местоположения искусственных и естественных образований ощущалась, естественно, прежде всего в условиях невидимого человеческим глазом рельефа при гидрографических и геолого-геофизических работах в Мировом океане, где, начиная с работ Н. Н. Зубова, осуществлялись выделение и характеристика орографических форм. Большое внимание этому уделено в геолого-геофизических исследованиях Г. Б. Удинцева ([13] и др.), а также в методике морского геоморфологического картографирования [14]. Геологами издано методическое руководство [15], в котором приводится длинный перечень чисто орографических, тектонических и смешанных (структурно-геоморфологических) терминов. При этом на какую-либо унификацию и обязательность в их применении надеяться не приходится. На картах и схемах, изданных ГУНиО ВМФ, ГУГКом и другими организациями, а также опубликованных отдельными авторами, выделенные орографические формы чаще всего обозначаются не контурами, а соответственно расположенными в их пределах надписями. Отсутствуют специальные орографические разделы и в приложении к атласам океанов (см. [16]), а также в международном руководстве по терминологии (см. [17]). В последнем приводятся определения орографических форм наряду с другими океанологическими, тектоническими, климатологическими понятиями и отдельные количественные (наименьшая глубина, географические координаты, глубина подошвы, протяженность, ширина) показатели подводных гор, хребтов, поднятий, плато и возвышенностей, глубоководных желобов, проливов, архипелагов, островов. Характеристики многих других форм подводной поверхности почему-то из него исключены.
Намеченные в нем традиции были продолжены в уже специальном словаре географических названий форм подводной поверхности (см. [18]). Этот наиболее полный документ по субаквальной орографии содержит в себе наряду с сугубо < орографическими терминами (океанские возвышенность и поднятие, плато, плоскогорье, впадина, возвышенность, равнина, останец, массив, банка, залив, обрыв, гора, пик, долина, риф, каньон, холм, порог, желоб, канал, проход, уступ) морфоструктурную и морфогенетическую терминологии (вулканическое нагорье, складчатые и глыбовые горы, равнина аккумулятивная, нунатак, трог, гайот и др), а также гляциологические и океанологические и прочие названия (берег, море, выводной, покровный и шельфовый ледники, ледниковый купол и др.). Самое главное, что все это не сопровождается выделением и фиксацией границ данных образований на карте, а ограничивается указанием географических координат их центральных точек. Переводить орографические образования в цифровую или координатную форму, как делают применительно не только в отношении дна Мирового океана [19], но и вслед за этим ППП Антарктики [20], сопряжено с потерей огромной по объему географической, геологической, гля-
циологической и иной информации и со значительной утратой определенности обозначенных координатами образований, так как эти координаты характеризуют только их геометрические центры и ничего не говорят о самом важном - об их границах, размерах, морфологии в плане и профиле и взаимных соотношениях в пространстве.
Привязка к географическим координатам неких центральных точек орографических образований для решения практически всех прикладных задач при изысканиях на Земле не обеспечивает образного восприятия человеком положения того или иного объекта относительно других смежных с ним или удаленных форм самой разной природы. А так как чело-зек мыслит прежде всего образами, а не цифрами, привязка интересующих его объектов к географическим координатам при всех ее достоинствах (точность, компактность, универсальность) является необходимой, но далеко недостаточной. Например, сказать о том, что
«город Нью-Йорк располагается на 40° 42 с. ш. и 74° 00 з. д. (координаты центра города) -значит, ничего не сказать, если требуется ответить на вопрос о значении местоположения хм роста и развития Нью-Йорка» [21, с. 17].
Орографическое картографирование требует решения вопросов орографической систематики и определений форм ЗП, применение строгих классификаций и дефиниций не только при отнесении каждого из однозначно выделенных образований к той или иной категории, но и при присвоении ему имени собственного. Необходимость решения-этих вопросов связана, во-первых, с тем, что на последней гипсобатиметрической карте Антарктики [22-24] многие собственные имена орографических образований относятся часто не к четко выделенным формам ППП, а к неким условно выделяемым и никак не очерченным территори-«м («землям») и ледникам. Иногда сугубо орографическими терминами обозначаются формы дневной поверхности ледникового покрова (например, Советское и Полярное плато). Географическая привязка к тем или другим, как к, в определенном смысле слова, виртуаль-еым (произвольно установленным человеком и в произвольной форме показанным им на карте, не обладающим никакими классификационным признаками) объектам или менее устойчивым (чем формы и элементы ППП) природным образованиям, затруднительна или просто невозможна.
И еще одно обстоятельство, которое не может не задевать представителей России -страны, вложившей в открытие и освоение Антарктики столько человеческих жизней, сил и средств, связано с тем, что среди многочисленной орографической, географической и гляциологической терминологии на гипсобатиметрической карте Антарктики [22-24], составленной по результатам выполнения международного проекта ВЕОМАР, нашлось место всего для трех русских названий (горы Гамбурцева, холмогорье Восток, котловина Беллинсгаузена).
Значение орографии при прогнозе геологических и гляциологических явлений.
Следует также отметить обычную разобщенность картируемых или просто обозначаемых названиями форм ЗП, проявляющуюся в том, что пространства между теми и другими объектами орографически не охарактеризованы. В связи с этим их совокупность не представляет собой единого («связного») орографического плана, в котором можно увидеть соподчи-ненность и сопряженность форм, различных по размерам, простиранию и морфологии.
С появлением аэрофотосъемки и кондиционных топографических карт, казалось бы, необходимость орографического картографирования отпала. Однако снова к этому виду исследований пришлось обратиться [25, 26 и др.] в 60-х годах XX в. в рамках структурной геоморфологии для установления соотношений между рельефом и тектоническим строением земной коры, а также для прогноза дислокаций осадочного чехла всех платформенных равнин России. Если при их современной геолого-геофизической изученности орографические исследования в этом направлении вряд ли могут быть названы актуальными почти для всей территории России, то по отношению к слабо исследованной Антарктике данная цель
должна рассматриваться в качестве приоритетной, а само орографическое картографирование - наиболее коротким путем в изучении тектонического строения и развития земной коры. Следует учесть, что в 1960-е годы решались кажущиеся сейчас тривиальными задачи установления связей между такими орографическими и тектоническими образованиями, как Уральские горы и Уральский кряж, Верхоянский хребет и Верхоянский антиклинорий, горы Каратау и Каратаусский мегавал, Вилюйская низменность и соответствующая ей синек-лиза, долины Пура и Енисея и соответственно Уренгойский желоб и Енисейский разлом и т.д. Данные связи фиксировались даже в таких специально введенных для этого двойных структурно-геоморфологических понятиях, как возвышенность-антеклиза, платформенная равнина, низменность-синеклиза и др. [12, 26].
На этом же уровне изученности находилась северная континентальная окраина Евразии, когда для нее уже в 1970-1980-е годы была построена первая относительно подробная орографическая карта [27] с целью решения как задач структурной геоморфологии, так и фиксации образных ориентиров для привязки рукотворных и естественных объектов. Следующим объектом специального орографического картографирования явилась абиссальная часть Северного Ледовитого океана. Сравнение его результатов с геофизическими материалами привела автора и Г. Д. Нарышкина [28, 29] к выделению наряду с двумя суббассейнами (Евразийским и Амеразийским) третьей провинции океана - Центрально-Арктической области океанских поднятий - глубоко и неравномерно погруженного континента или «моста», соединяющего Евразийский и Американский материки. Данное открытие, ныне приписываемое себе другими авторами [30], вряд ли состоялось бы без предварительно разработанных и апробированных намного ранее [5, 14, 27] принципов и методики изучения, картографирования и анализа субаквальной орографии.
Анализ орографии как подврдного, так и надводного современного рельефа позволяет также определить пути транспортировки осадков разного возраста [26], провести реконструкции и установить перестройки долинной, в том числе ныне подводной, подледной и погребенной сети, амплитуды колебаний уровня Мирового океана в трансгрессии и регрессии и другие палеогеографические события и историко-генетические особенности [14]. Подобная работа проделана на орографической основе для района желоба Ламберта в Восточной Антарктиде [31].
Говоря о структурно-тектонической и палеогеографической интерпретациях орографии Антарктики, следует учитывать, что орографический план может быть существенно искажен дифференцированными гляциоизостатическими движениями в связи с существенными относительными превышениями, которые характеризовали ППП в доледниковое время и обусловили последующую неравномерную нагрузку на нее ледникового покрова. За счет этого могли быть утрачены связи между разными частями тектонически обусловленных в качестве единого целого форм ППП (морфоструктур) и, наоборот, созданы искажающие первичную геологическую предопределенность новообразования.
Орографическую карту следует эффективно применять для изучения динамики движения льда - его стока и растекания, учитывая, что для оценки скоростей в географии используются створы, роль которых в Антарктике, как и в других регионах на Земле, играют структурные линии - границы и детерминанты орографических форм. Все это осознанно уже давно, в частности, при создании орографической гипотезы образования оазисов (К. К Марков, П. А. Шумский; см. [32]) и изучении скорости растекания льда во время работ 17-й САЭ путем повторного определения подледной гипсометрии на смещавшемся полигоне, площадью 5x5 км, «(подледный. - А. Л.) рельеф в данном случае являлся неподвижной точкой отсчета- репером» [33, с. 37].
В работе [7] разработаны теоретические принципы и методические основы динамического истолкования элементов - местоположений, изображаемых на геотопологической
карте, производной от аналитической карты рельефа. Они могут быть приложены к элементам ППП, рельефу и гляциодинамическим процессам в прилегающей к ППП зоне в Антарктике [31]. Вместе с тем морфодинамическая концепция предусматривает такую же интерпретацию на более высоких мерономических уровнях. Ей должны подвергнуться структурные и морфологические характеристики форм ППП (ГМС) на орографической карте и их совокупностей (НГМС) на карте районирования.
Опыт классификации и определения форм ЗП в орографии. Картографирование и морфодинамический анализ ППР Антарктического континента, его окраин и ложа прилегающего Южного океана являются не региональной или частной методической задачей. Если пытаться решить ее на современном уровне, то она по своей значимости и масштабу преобразуется в общенаучную, прежде всего теоретическую, проблему, требующую ее универсального решения применительно не только к субгляциальной, но и к субаквальной и субаэральной геоморфологии. Первые попытки такого решения относились к аналитическому (низшему мерономическому) уровню элементов ЗП в науке о рельефе [5, 9-11 и др.] и лишь недавно проводились в более широких рамках общего системно-морфологического основания наук о Земле [7]. Ниже речь идет о решении названных задач на втором мероно-мическом уровне изучения рельефа - форм ЗП или ГМС.
Главная трудность орографического картографирования заключается в отсутствии если не систематики, то хотя бы каких-либо общепринятых классификаций и определений форм ЗП. В отличие от недавно осуществленной систематики элементов ЗП, орографические классификации или вообще отсутствуют, или представляют собой произвольный перечень категорий форм ЗП, из которого могут быть без каких-либо оснований изъяты или, наоборот, в который также произвольно могут быть включены самые разные категории и отдельные термины свободного пользования. Данные категории чаще всего выделены не по заранее сформулированным признакам, и поэтому используемые их совокупности нельзя назвать даже классификациями, подобными многочисленным широко развитым в традиционной геоморфологии авторским классификациям, составляемым по генетическим, морфоге-нетическим и прочим признакам. Вместе с тем орографические формы характеризуются морфологическими показателями, применение которых в отличие от только что названных критериев могло бы привести не только к однозначности в понимании, но и к строгому определению - формализации и последующей строгой классификации - систематике. По мере накопления опыта орографических и системно-морфологических исследований (см. [5, 7, 14, 27-29]) некоторые пробелы в орографии удалось заполнить.
Во-первых, была сформулирована [5] дефиниция формы ЗП как единицы орографического картографирования, которая ниже приводится в более совершенной редакции. Форма ЗП отличается первичными морфологическими (а не генетическими, возрастными и какими-либо прочими - вторичными; см. [1]) особенностями (знаком, рисунком ее векторных линий и изолиний, вытянутостью, замкнутостью и горизонтальной кривизной контура), размерами, пространственной целостностью, внутренним единством и взаимосвязью своих элементов, а также четкой обособленностью от других смежных с нею форм. Эта дефиниция, хотя и не сильно отличается от других геоморфологических понятий своей неопределенностью и не выводит пока словосочетание «форма ЗП» из разряда терминов свободного пользования, все-таки содержит в себе необходимые признаки картировочных единиц орографии.
Во-вторых, по таким признакам к числу орографических терминов были отнесены только те из них, которые: а) в наименьшей степени касаются или вытекают из каких-либо генетических и прочих субъективных концепций; б) являются наиболее определенными, т. е. отражают, по наиболее распространенному мнению, образования, обладающие характерными морфологическими особенностями (например, вытянутостью или изометричностью,
замкнутостью или незамкнутостью контура и т. д.); в) в основном обеспечивают отражение всего многообразия и многогранности (многоаспектности в описании) орографических форм; г) поддаются классификации по однозначно понимаемым морфологическим признакам или критериям.
В-третьих, в результате методических и практических работ [5, 14, 27-29] выяснилось, что дать определение орографического понятия - значит, указать на принадлежность объектов, которое им обозначается, к той или иной категории орографических форм, выделенных по одному из многочисленных признаков или в одной из возможных многочисленных классификаций форм ЗП. Таким образом, сформулированная задача создания классификации и определения орографических терминов была сведена к последующим процедурам: а) формулировке всех возможных или используемых признаков их различения - распределения по категориям (группам или разрядам); б) установлению тех категорий, которые, естественно, условно или на договорных началах могут быть выделены по этим признакам. К признакам орографических классификаций и соответствующим категориям форм относились [14] их вертикальное положение (в береговой зоне, на шельфе, континентальном склоне и т.д.), размер (крупнейшие, крупные, средние, мелкие), соподчиненность (сложные, простые), знак (положительные, отрицательные, нейтральные или переходные), удлиненность (изометричные, вытянутые, линейные) и замкнутость контура (замкнутые, полузамкнутые, незамкнутые) и морфология в профиле (с плавным или ломанным профилем).
В-четвертых, полная характеристика каждой формы предлагалась в виде составного символа - комбинации заглавных букв русского алфавита, выражающих критерии классификаций, и приставленных к каждой из этих букв снизу арабских цифр, выражающих категорию (или категории), к которой(ым) она относится в соответствии с одним из названных признаков их выделения или с одной из классификаций.
При всех технических преимуществах найденного решения для многостороннего определения форм ЗП оно имеет и важную отрицательную сторону - отсутствие корреляции использованных признаков для морфологической характеристики и классификаций форм ЗП. Это обстоятельство четко выразилось в составных индексах [5], отражающих сугубо аддитивный подход к выделению и определению орографических образований. В каждом из индексов практически складывались сведения о независимых морфологических особенностях формы, которые суммировались в виде перечня признаков их различения. Такой подход препятствует достижению обязательной при системных исследованиях целостности систематики, в которой отражающие разные аспекты формы взаимно связаны друг с другом.
Summary
Lastochkin А. N. Systematic-morphological approach to defining complex geomorphological objects (in connection with mapping of submarine-subglacial relief of the Antarctic). I. Place and significance of orographical in the science and practice.
Geomorphological objects belong to meronomical levels due to their complexity and dismensions compound united taxono-meronomical row of defining and mapping units in the relief. Those merons are elements, forms (geomorphosys-tems) of the Earth surface as well as "over-geomorphosystems". Forms are "passed" units in geomorphological investigation. They are fixed on maps which are called «orographical» in the traditional geomorphology. This seems obsolete kind of mapping has a special meaning not any at primary cognition of weakly learned relief (in particular of submarine-subglasial surface of the Antarctic) but as well as at solving of important problem of geomorphological systematization as a whole.
Литература
1. Проблемы теоретической геоморфологии / Под ред. Д. А. Тимофеева. М., 1988. 2. Невский В. Н. Новый подход к созданию базовой геоморфологической классификации (на примере горных территорий южной части Дальнего Востока России) // Геоморфолцгия. 2003. №1.3. Бон С. Г., Краснов И. И. Классификация объектов геоморфо-
логического картографирования и содержания общих геоморфологических карт в связи с разработкой легенд разных масштабов // Сов. геология. 1958. № 8. 4. Пиотровский В. В. Морфометрический ряд форм рельефа и тектонических структур // Вопросы географии. 1963. Вып. 63. 5. Ласточкин А. Н. Рельеф земной поверхности. Л., 1991. 6. Спиридонов А. И. Основы общей методики полевых геоморфологических исследований и геоморфологического картографирования. М., 1970. 7. Ласточкин А. Н. Системно-морфологическое основание наук о Земле. СПб., 2002. 8. Борисевич Д. В. Универсальная морфохроногенетическая легенда для геоморфологических карт крупного, среднего и мелкого масштабов // Применение геоморфологических методов в структурно-геологических исследованиях / Под ред. И. П. Герасимова: М, 1970. 9. Ласточкин А. Н. Морфодинамический анализ. Л., 1987. 10. Ласточкин А. Н. Морфодинамическая концепция общей геоморфологии. Л., 1991. 11. Зинченко А. Г., Ласточкин А. Н. Методика геоморфологического картографирования шельфа и континентального склона Российской Федерации (применительно к задачам Госгеолкарты-1000). М., 2001.12. Мещеряков Ю. А. Рельеф СССР. М., 1972.13. Удинцев Г.Б. Геоморфология и тектоника дна Тихого океана. М., 1972. 14. Ласточкин А. Н. Методы морского геоморфологического картографирования. Л., 1982. 15. Методические рекомендации по разработке геоморфологической терминологии дна Мирового океана / Под ред. О. К. Леонтьева. М., 1979. 16. Термины. Понятия. Справочные таблицы / Под ред. С. Г. Горшкова. Л., 1980. 17. Стандартизация наименований подводного рельефа. Монако, 1983. 18. Основы изображения подводного рельефа на морских картах. Л., 1973. 19. Словарь географических названий форм подводного рельефа / Под ред. Г. В. Агаповой М., 1992. 20. Geographic names of the Antarctic / Ed by F. G.-Alberts. Virginia, 1995. 21. Джеймс П., Мартин Дж. Все возможные миры. История географических идей / Пер. с англ.; Под ред. Ю. П. Селиверстова. М., 1984. 22. Lythe М. В., Vaughan D. G., BEDMAP Consortium. BEDMAP-bed topography of the Antarctic, 1:10 000 scale map. BAS (Misc.) 9. Cambridge, 2000. 23. Lythe M. В.. Vaughan D. G.. BEDMAP Consortium. BEDMAP: A new ice thickness and subglacial topographic model of Antarctica // JGR. 2001. Vol. 106, N B6. 24. Vaughan D„ Allison /.. BamberJ. etal. The BEDMAP Project: a new data compilation of the bed topography under the Antarctic Ice Sheet // Antarctica and global change: interactions and impacts. Hobart, Tasmania, Australia. 13-18 July. 25. Геренчук К. И. Тектонические закономерности в орографии и речной сета Русской равнины. Львов, 1960. 26. Мещеряков Ю. А. Структурная геоморфология равнинных стран. М., 1960. 21. Ласточкин А. Н„ Жукова Л. М. Опыт орографического районирования северной окраины Евразии // Изв. АН СССР. Сер. геогр. 1983. № 3. 28. Ласточкин А. Н., Нарышкин Г. Д. Орографическая схема Северного Ледовитого океана // Вестн. Ленингр. ун-та. Сер. 7: Геология и география. 1989. Вып. 2 (№ 14). 29. Ласточкин А. Н„ Нарышкин Г. Д. Новые представления о рельефе дна Северного Ледовитого океана // Океанология. 1989. Т. XXIX, вып. 6.30. Грам-берг И. С., Нарышкин Г. Д. Особенности рельефа дна Арктического глубоководного бассейна Северного Ледовитого океана // Геологическое строение и геоморфология Северного Ледовитого океана в связи с проблемой внешней границы континентального шельфа РФ в Арктическом бассейне / Под ред. И. С. Грамберга, А. А. Каминского. СПб., 2000. 31. Ласточкин А. Н„ Попов С. В. Морфодинамическая концепция и системно-морфологическая основа субгляциальной геоморфологии Антарктики // Самоорганизация и динамика геоморфосистем / Под ред. А. В. Позднякова. Томск, 2003. 32. Шумский П. А., Красс М. С., Михалев В. И., Черкасов П. А. Квазистационарная характеристика динамики ледников по наблюдениям на поверхности // Материалы гляциологических наблюдений. Хроника. Обсуждения. 1978. № 34.33. Лосев К. С. Антарктический ледниковый покров. М., 1982.
Статья поступила в редакцию 26 июня 2003 г.
