CC BY
95
□ □
УДК 574.5 (571.56) В.В. Лукин, О.Н. Топстихин, А.Н. Николаев
ТУКУЛАНЫ ЛЕВОБЕРЕЖЬЯ СРЕДНЕГО ТЕЧЕНИЯ РЕКИ ТЮНГ (БАССЕЙН РЕКИ ВИЛЮЙ) КАК ИНДИКАТОРЫ ГЛОБАЛЬНОГО ПОТЕПЛЕНИЯ КЛИМАТА
В статье рассматриваются вопросы динамики и происхождения уникальных природных образований - тукуланов. Согласно поставленной гипотезе, тукуланы являются индикаторами изменений параметров климата. Одними из свидетелей движений песка являются деревья, поэтому был использован дендрохронологический метод. Полученная информация из древесных колец выявляет тесную связь между приростом ширины древесных колец и изменениями температуры воздуха и влажности. В статье излагаются проблемы возможных изменений морфологии эоловых образований.
Тукуланы в бассейне реки Вилюя образуют самую северную на поверхности Земли полупустыню с подвижными песками. Необходимость изучения динамики тукуланов определяется тем, что они показывают реакцию ландшафтов Центральной Якутии на потепление климата.
Современные тукуланы преимущественно развиты в четырех обособленных районах:
1) в бассейне р. Хоруонки (левый приток р. Лены),
2) в среднем и нижнем течении р. Линде (левый приток р. Лены),
3) в низовьях р. Тюнг (левый приток Вилюя),
4) по правобережью нижнего течения р. Вилюя.
О происхождении тукуланов имеются разные гипотезы [1, 2, 3]. В их основе - две принципиально различные концепции:
- тукуланы - продукт перевевания аллювиальных отложений,
- тукуланы - самостоятельные генетические образования эоловой природы, накопленные в результате переноса песчаного материала сильными ветрами.
Сторонники первой концепции считают, что пески, занимающие обширные территории, являются реликтами аллювиального комплекса, который в процессе накопления и после его формирования подвергся эоловой переработке. В этой связи следует отметить, что тукуланы Центрально-Якутской равнины приурочены к песчаным комплексам как раз на контакте выходов юрских песков и ела -босцементированных песчаников. Ещё С. С. Кузнецовым высказано предположение, что «верхнеюрские пески, слагающие ныне правобережье Тюнга, на левом берегу подверглись в прошлом сильному воздействию быстротекущих водных артерий, были размыты, выведены из коренного залегания, перемыты и вновь отложены на месте своего первичного положения» [3].
В результате полевых исследований, анализа картографического материала и дешифрирования аэрофотоснимков выявлено, что древние и современные эоловые обра-
зования сосредоточены в области миграции древних рек
- Пралены, Правилюя, Пратюнга и Пралинде [1, 2].
Значительные перемещения русел соседних рек, протекавших почти в одном направлении, были обусловлены перемещением оси погружения Вилюйской впадины на запад в условиях эпейрогенических движений земной коры. В зоне миграции русел упомянутых рек сформировались своеобразные ландшафты, характеризующиеся обширными площадями песков, движущихся или полузак-репленных кедровым стлаником, унаследовавших распространение песков русловой фации, с участками, сложенными супесями и песками, унаследовавшими древние прирусловые песчаные гряды, ныне покрытые сосновым лесом. Положение древних русел рек фиксируется бесчисленными озерами - речными старицами, придающими полупустынным ландшафтам совершенно неожиданный контрастный колорит.
Примечательно, что русло р. Лены ниже впадения в неё р. Вилюя и в районе п. Жиганска отклонилось на запад примерно на 15-20 км. Выше зоны миграции русла Лены, на склонах хребтов Орулгана, лежит область мореных бугров и ледниковых озер, а в зоне миграции русла Лены, по правым её притокам, далеко заходят мореные отложения, переслаивающиеся с древним аллювием. Эти факты дают основание предполагать, что начальный момент миграции русел рек совпадает с последним горным оледенением позднего плейстоцена - 20-18 тысяч лет назад. Это было время, когда долина р. Лены в районе Жиганска и нижне-ленской «трубы» была перегорожена ледниками, спускавшимися с Верхоянских гор, в результате чего в пределах Центрально-Якутской равнины образовался обширный замкнутый пресноводный бассейн. На его дне накапливались мощные толщи песчаных отложений русловой, пойменной и дельтовой фаций [1, 2, 4].
Вторая концепция - эоловая, поддерживается Г.Ф. Лунгерсгаузеном, В.В. Колпаковым и другимииссле-дователями [5, 6]. По их мнению, сочетание широкого развития ветрогранников - своеобразных обломков горных
пород, форма которых во многом определена воздействием на них воздушных потоков, несущих песок и пыль, и скопление мощных дюнных песков происходило в результате эолового переноса песчаного материала интенсивными ветрами юго-восточного направления. Возможно, что эти ветры были обязаны грандиозному «аэродинамическому коридору над Центральной и Северной Якутией».
Придавая большое значение эоловому осадконакоп-лению в строении средневысотных террас рек, сторонники второй концепции выделяют самостоятельные пачки и даже погребенные горизонты эоловых образований в аллювиально-эоловых комплексах булкурской (в низовьях Лены) и бестяхской (среднее течение р. Лены) свит. Эти «реликтовые тукуланы», как считают В.В. Самсонова и И. С. Васильев [3], доголоценовые и, как правило, находятся в отдалении от русловых потоков современных рек.
По результатам полевых исследований, анализа картографического материала и дешифрирования аэрофотоснимков Центральной Якутии, П. Д. Павлов выделил территорию распространения тукуланов [1]. Её площадь равна 53,4 тыс. км2, а координаты крайних точек следующие: на севере - 660 50' с. ш., 1220 40' в. д.; на юге - 620 50' с. ш., 1210 40' в. д.; на западе - 630 40' с. ш., 120° 10' в. д.; на востоке - 630 40' с. ш., 125050' в. д.
Массив полузакрепленных песков Улахан Тукулан входит в Тюнгский тукулановый район и расположен на поверхности левобережной, четвертой террасы в среднем течении р. Тюнг, крупного левого притока р. Вилюя. Площадь массива развития тукуланов - 167 км2. Исследования проводились летом 2004 г. в восточном продолжении массива Улахан тукулан, площадью 33 км2, расположенном в высокой террасе междуречья рр. Тюнг и Джиппа. Выбор именно этого участка в виде исследований района объясняется тем, что он является развеваемым тукуланом, в отличие от многих закрепленных пли полузакрепленных, где наиболее целесообразно вести наблюдения за динамикой эоловых образований.
По исследуемой территории протяженностью 1 км и шириной менее 1 км в зависимости о конфигурации массива летом 2004 года были проложены 4 маршрута по направлениям юг-север, запад-восток, юго-восток-северо-запад, юго-запад-северо-восток, пересекающиеся в центре. Всего из 17 точек возрастным буром было собрано 192 образца керна древесины сосны обыкновенной. Объектами исследования стали деревья различного возраста, а также останки мертвых деревьев. Многие из них находятся в полупогребенном, погребенном песком состоянии (фото 1, 2).
Одними из свидетелей движений песка являются деревья, поэтому был использован дендрохронологический метод [7]. В настоящее время дендрохронологические методы широко используются для изучения пространственно-временной динамики лесных экосистем и реконструкции факторов внешней среды за длительные интервалы времени и с высоким временным разрешением.
Фото. 1. Общий вид эоловых образований в юго-восточной части тукулана
Фото. 2. Мертвые деревья в тукулане на высокой террасе р. Тюнг
Отдельно по всем 17 точкам участка исследований получены усредненные графики изменения ширины прироста годовых колец с 1598 г. до 2004 г., при этом выявлены несколько четких периода спада прироста колец: первый - с 1860 по 1865 гг.; второй - с 1913 по 1920-е гг.; третий - с 1964 по 1974 гг. и четвертый - с 1996 по 1999 годы (рис. 1, 2).
2
1
*1,6
и
§ 1,4 И
Я 1,2 13 & 1
- з!^индексы, убирающие возрастной тренд
- гев-индексы, убирающие автокорреляцию, то есть взаимосвязь данного года с прошлыми
Рис. 1. Изменение ширины колец из точки 1
и 9
года
ф ^ « гев
Рис. 2. Изменение ширины колец из точки 6
Особый интерес из них вызывают второй и третий, так как отличаются более контрастными значениями прироста ширины колец. Датировка мертвых деревьев показывает, что гибель большинства из них совпадает с периодами спада прироста ширины колец, особенно с 1913 по 1920-е гг. и в период с 1964 до 1974 г., когда наступали наиболее трудные условия в произрастании деревьев внутри массива развеваемых песков. При этом деревья, произраставшие здесь, погибли от погребения движущимся песком, однако часть деревьев, произрастающих в середине сообщества, выживают и дают возможность датировать мертвые деревья. Всего было датировано 30 мертвых деревьев из 13 точек, возраст которых варьирует в широких пределах: максимальный - 243 года, минимальный - 31 а
год. Возраст многих погибших деревьев, которые погре- |
бены песком наполовину, свыше ста лет. Этот факт говорит, что погребение песком деревьев приводит к гибели даже вполне зрелого древостоя, корни которых достаточно развиты и доходят до глубоко расположенных грунтовых вод.
Совпадают ли эти периоды спада прироста ширины колец с изменениями показателей климата? В период с 1966 по 1989 гг. наибольшая величина прироста среднегодовой температуры воздуха (1°С и более) отмечена в Центральной и Южной Якутии [8]. К северу наблюдается уменьшение приращения температуры. В 1990-х гг. процесс потепления климата проявился ещё более резко.
Повышение температуры воздуха отмечается на всей территории Якутии, причем оно пространственно неоднородно: южнее 64° с. ш. приращение температуры воздуха составило 1,5-2°С и более, а на северо-западе и северо-востоке Якутии - 0,5-1°С.
Необходимо отметить, что в основном повышение средней годовой температуры воздуха наблюдается в зимний период [8]. Сравнение значений средней температуры воздуха в период с 1913 по 1926 гг. (первый период) с отрезками времени 1898-1909 и 1926-1941 гг. показывает, что значительных колебаний температуры воздуха по месяцам и годам не было (по метеостанции Вилюйск) (рис. 3).
□ 1898-1909 ■ 1910-1926 ■1926-1941
Рис. 3. Среднемесячная температура за критический (19101926 гг.) и нормальные периоды (1898-1909 и 1926-1941 гг.)
Если взять теплый период времени с среднемесячными температурами выше 0°С (сентябрь прошедшего и май-август наступившего года), когда и происходит формирование годичного кольца у деревьев, то период спада прироста ширины кольца не отличается от других отрезков времени. То же самое наблюдается и с 1964 по 1974 гг. (второй период) (рис. 6).
□ 1953-1963 и 1964-1974 и 1975-1985
Рис. 4. Среднемесячная температура за критический (19641974 гг.) и нормальные периоды (1953-1963 и 1975-1985 гг.)
Совсем другая картина вырисовывается с количеством осадков, приходящихся в периоды спада прироста ширины годичных колец деревьев и других временных отрезков: возможно, как и в настоящих пустынях, активизация перемещения песчаного материала происходит в засушливые годы, так как I и II периоды как раз отличаются минимальными количествами осадков (в среднем 270 мм в год в критические периоды и 310 мм в нормальные периоды) (рис. 5, 6).
В этом регионе преобладают юго-западные ветры, и круто осыпающиеся песчаные валы в северо-восточной окраине тукулана свидетельствуют о его движении в этом направлении. По данным В.И. Иванова [7], скорость перемещения развеваемых песков в этой части массива в среднем 106 см/ год (фото 3).
20 -й-
месяим с сентября по август
□ 1898-1909
1910-1925
192б-1941
Рис. 5. Среднемесячное количество осадков за критический (1910-1926 гг) и нормальные периоды (1898-1909 и 1926-1941 гг.)
месяцы с сентября по август
1953-19б3 и 19б4-1974 ■ 1975-1985
Рис. 6. Среднемесячное количество осадков за критический (1964-1974 гг) и нормальные периоды (1953-1963 и 1975-1985 гг.)
Фото 3. Участок наиболее интенсивного движения тукулана
Существует общепринятая гидроклиматическая связь: в холодные годы выпадает большее количество осадков, а в теплые годы меньшее их количество. Как было упомянуто выше, именно в засушливые периоды происходят интенсив -ные движения песков, способные значительно влиять на произрастание деревьев. Обнаруженные по приросту ширины годичных колец критические периоды могут отражать циклы наступания песков на древесные сообщества. Если иметь в виду, что при удвоении концентрации CO2 в XXI в. ожидается повышение приземной температуры, то можно предположить, что эоловые пески будут наступать на древесные сообщества не только внутри тукупанового массива, но также произойдут перемещения отдельных массивов.
Литература
1. Павлов П.Д. Географическое распространение эоловых песков в Центральной Якутии // Эоловые образования Центральной Якутии. Якутск: Институт мерзлотоведения СО АН СССР, 1981. С. 18-30.
2. Зольников В.Г., Попова А.И. Палеогеографическая схема четвертичного периода равнины Центральной Якутии // Труды Института биологии. Москва: Изд-во АН СССР, 1957. Вып. 3. С. 5-8.
3. Самсонова В.В., Васильев И.С. Климатические предпосылки образования современных природных дюн на реке Лене // География и природные ресурсы. Якутск: Изд-во ИМ СО СССР, 2000. Вып. 1. С. 94-99.
4. Развитие ландшафтов и климата Северной Евразии / Отв. ред. А.А. Величко. Москва: Наука, 1993. Вып. 1. С. 58.
5. Лунгерсгаузен Г.Ф. Геологическая история Средней Лены и некоторые вопросы стратиграфии четвертичных отложений Восточной Сибири // Материалы Всесоюз. совещания по изучению четвертичного периода (Четвертичные отложения азиатской части СССР). М.: Изд-во АН СССР, 1961. Т. 3. С. 115-124.
6. Колпаков В.В. Об ископаемых пустынях нижнего течения р. Лены // Бюл. Комиссии по изучению четвертичного периода. 1970. № 37. С. 75-82.
7. Шиятов С.Г., Ваганов Е.А., Кирдянов А.В., Круглов В.Б., Мазепа B.C., Наурзбаев М.М., Хантемиров P.M. Методы дендрохронологии. Ч. I. Основы дендрохронологии. Сбор и получение древесно-кольцевой информации: Учебно-методическое пособие. Красноярск: КрасГУ, 2000. С. 3-19.
8. Скачков Ю.Б. Тенденции современных изменений температуры воздуха по Республике Саха (Якутия) // Вопросы географии Якутии. Якутск: Изд-во ИМЗ СО РАН, 2005. Вып. 9. С. 27-31.
9. Слепцова Н. П., ИвановВ. И. Тукуланы Тюнг-Джиппын-ского междуречья и их охрана // Вопросы географии Якутии. Якутск: Изд-во ИМЗ СО РАН, 2005. Вып. 9. С. 135-138.
V.V. Lukin, O.N. Tolstihin, A.N. Nikolaev
Tukulans of left banks of average watercourse tung river in the river basin of vilyui as indicators of global warming of the climate
In article questions on dynamics and genesis of unique natural formations - tukulans are stated. The hypothesis is stated, that tukulans are indicators of changes of parameters of a climate. One of witnesses of movements of sand are trees, therefore have been used dendrochronological method. The received information from tree rings testifies to close link between a gain of width of tree rings and changes of temperature of air and humidity. The forecast of dynamics tukulans in XXI century is given.
------###-----------------
U 21
