Научная статья на тему 'Водопады как объекты геологического наследия'

Водопады как объекты геологического наследия Текст научной статьи по специальности «Науки о Земле и смежные экологические науки»

CC BY
5010
252
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
ВОДОПАД / ГЕОЛОГИЧЕСКОЕ НАСЛЕДИЕ / ГЕОТУРИЗМ / ГЕОРАЗНООБРАЗИЕ / СЕВЕРНЫЙ КАВКАЗ / WATERFALL / GEOLOGICAL HERITAGE / GEOTOURISM / GEODIVERSITY / NORTHERN CAUCASUS

Аннотация научной статьи по наукам о Земле и смежным экологическим наукам, автор научной работы — Рубан Дмитрий Александрович

Ценность водопадов как объектов геологического наследия определяется представленной в них информацией о геологической деятельности поверхностных водотоков, факторах возникновения водопадов, уникальных геологических образованиях в уступах и прилегающих к ним склонах, инженерно-геологических особенностях массивов горных пород, важных событиях в геологическом развитии территории. Ранг подобного рода объектов определяется не только их физическими и гидрологическими параметрами (высота, ширина, крутизна уступа, расход воды), но и уникальностью связанных с ними геологических феноменов. Использование водопадов в геотуризме может осложняться их высокой эстетической аттрактивностью, отвлекающей посетителей от восприятия собственно геологической (и прочей сопутствующей естественнонаучной) информации.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Waterfalls as geological heritage sites

Waterfalls are unique natural objects. Their physical (height, width, cliff angle) and hydrological (water discharge) parameters can be measured easily to allow judgements about their uniqueness. However, waterfalls are interesting not only from the point of view of physical geography, but also geology. Generally, the uniqueness of geological heritage sites is determined by their information value. Waterfalls offer, at least, five kinds of information about the geological environment. Firstly, they characterize the geological activity of surficial streams with the steep longitudal profile. This occurs, first of all, in the forms of cliff erosion via its undercutting with periodic rockfalls, gradual detachment of sedimentary particles from the waterfall face, stream cutting at the very edge of the cliff, and formation of potholes at the base of waterfall because of hydraulic power and mechanical destruction by transported sedimentary load. Secondly, waterfalls offer some information about geological phenomena, which control their spatial occurrence. Thirdly, peculiar geological features can be exposed in cliffs and adjacent slopes of the river valley. Fourthly, the formation of waterfall and the subsequent landform changes is linked to the engineering-geological properties of rock massifs, including rock strength, fracturing, etc. Fifthly, studies of ancient waterfalls permit to obtain a very special information about the geological history of the given region (for instance, about catastrophic events such as outflows from glacial lakes). The uniqueness of geological information represented in a given waterfall, and, consequently, the rank of the latter, do not depend completely on its physical and hydrological parameters. On the one hand, a larger waterfall exhibits stronger geological activity of surficial streams. But, on the other hand, rare geological objects can be exposed in cliffs of even very little waterfalls. Aesthetic attractiveness of waterfalls may diminish their importance as sources of the new knowledge, but the same attractiveness stimulates tourists to visit these sites. By example of waterfalls, it becomes clear that the concept of geodiversity extends far beyond geological environment itself. This fact, however, does not mean improvements of the available approaches for the numerical assessment of geodiversity. In Russia, it is possible to outline a number of territories, where waterfalls diversify the regional geological heritage substantially. A typical example is the mountainous part of the Republic of Adygea in the Northern Caucasus, where a number of waterfalls are known from the unique centre of geodiversity.

Текст научной работы на тему «Водопады как объекты геологического наследия»

Д.А. Рубан

ВОДОПАДЫ КАК ОБЪЕКТЫ ГЕОЛОГИЧЕСКОГО НАСЛЕДИЯ

Ценность водопадов как объектов геологического наследия определяется представленной в них информацией о геологической деятельности поверхностных водотоков, факторах возникновения водопадов, уникальных геологических образованиях в уступах и прилегающих к ним склонах, инженерно-геологических особенностях массивов горных пород, важных событиях в геологическом развитии территории. Ранг подобного рода объектов определяется не только их физическими и гидрологическими параметрами (высота, ширина, крутизна уступа, расход воды), но и уникальностью связанных с ними геологических феноменов. Использование водопадов в геотуризме может осложняться их высокой эстетической аттрактивностью, отвлекающей посетителей от восприятия собственно геологической (и прочей сопутствующей естественнонаучной) информации.

Ключевые слова: водопад; геологическое наследие; геотуризм; георазнообразие; Северный Кавказ.

Водопады по определению являются уникальными природными объектами (=геологическими памятниками), ценность которых для понимания окружающей среды в настоящее время только возрастает [1]. Их физические (высота, ширина, крутизна уступа) и гидрологические (расход воды) параметры сравнительно легко могут быть замерены, на основании чего возможны выводы относительно исключительности (магнитуды) этих объектов [2]. Однако водопады представляют интерес не только с физико-географической, но и геологической точки зрения [3, 4]. Неслучайно информация о них присутствует даже в самых элементарных учебных пособиях по геологии [5-8]. Целью настоящей работы является рассмотрение некоторых важнейших особенностей водопадов, которые позволяют относить их к числу объектов геологического наследия, а также предопределяют особый подход к их использованию в туристических целях.

Уникальность объектов геологического наследия определяется представленной в них информацией [9]. Водопады предоставляют как минимум пять видов информации относительной геологической среды.

Во-первых, они характеризуют геологическую деятельность поверхностных водотоков в условиях невы-работанного профиля равновесия. Речь идет прежде всего об эрозии уступа путем его подмыва с периодическим обрушением, постепенного размыва или прорезания его у самой бровки (как это имеет место в случае с водопадом Девичья коса на р. Руфабго в горной части Республики Адыгея на Северном Кавказе), а также образовании чашеобразного углубления (так называемого «исполинского котла», или «водобойного колодца») непосредственно у основания водопада за счет энергии воды и механического разрушения коренных пород влекомыми ею обломочными частицами. Новейшие исследования Ниагарского водопада (на границе США и Канады), который долгое время считался классическим примером эрозии за счет подмыва более мягких пород струями воды с последующим обрушением залегающих ближе к бровке (т. е. выше по разрезу) крепких пород [4-6], показало, что на самом деле основным видом эрозии здесь является постепенное размывание поверхности уступа путем отделения от него обломков [10], что не вполне согласуется с традиционными представлениями. Эрозионная деятельность воды приводит также к формированию специфических форм рельефа, связанных с водопадами. В этой связи уместным будет отметить тот факт, что последние рассматриваются некоторыми исследователями в качестве так называе-

мых «геоморфосайтов», т.е. объектов геоморфологического наследия [1]. В качестве примера можно привести Медовые водопады на р. Аликоновка в районе Кисловодска (Ставропольский край, Северный Кавказ), где в узком ущелье комбинируются весьма причудливые формы, образуя своего рода вытянутый «лабиринт». В некоторых случаях происходит комбинация эрозионной деятельности воды с прочими геологическими процессами, такими как оползни, в результате чего могут возникать весьма специфические, подчас относительно крупные формы рельефа [11]. Наконец, в пределах водопадов протекает не только эрозионная деятельность. Энергетика водотока снижается у основания водопада или чуть ниже по течению от него. Как следствие, здесь происходит накопление крупнообломочного материала. Более того, с водопадами связано формирование известкового туфа [12, 13].

Во-вторых, изучение водопадов дает информацию о геологических феноменах, предопределяющих само наличие этих объектов. Вполне очевидно, что своим происхождением они обязаны неоднородности геологического строения, в качестве которой могут выступать наличие в разрезе пород различной крепости, выход на поверхность зоны разлома с вертикальным смещением блоков и т.п. Например, каскад водопадов на р. Сюк (горная часть Республики Адыгея) маркирует переход от крепких кристаллических пород (метаморфических сланцев докембрия и прорывающих их позднепалеозойских гранитоидов), которыми узкая речная долина слагается на участке верхнего течения, к мягким, легко размываемым осадочным породам (юрским песчаникам и аргиллитам), в которых развита значительно более широкая речная долина на участке среднего и нижнего течения. В качестве другого примера можно привести висячие устья (по сути это водопады) мелких притоков р. Белая в Гранитном ущелье и Ха-джохском каньоне, расположенных на той же территории [14]. Их появление можно трактовать в контексте новейших вертикальных тектонических движений и различного эрозионного потенциала водотоков в зависимости от величины последних.

В-третьих, в уступах водопадов и прилегающих к ним склонах речных долин нередко представлены уникальные особенности геологического строения территории. Это вполне очевидно, учитывая перманентную эрозию с одновременным эффективным выносом образовавшихся вследствие ее обломков. Так, непосредственно в уступах упомянутых выше водопадов на р. Сюк на поверхность выходят кристалличе-

ские породы, изучение которых позволяет судить о составе и строении одних из наиболее древних образований, слагающих «ядро» горного сооружения Большого Кавказа.

В-четвертых, образование водопадов и сопутствующее им изменение рельефа проявляет инженерно-геоло-гические свойства массивов горных пород и, в частности, их крепость, трещиноватость и т. д. В этой связи изучение водопадов может предоставлять ценные сведения относительно свойств такого рода (см., например, [15]).

Наконец, в-пятых, исследование древних (ископаемых) водопадов позволяет получать уникальную информацию о геологической истории того или иного региона. Например, так называемые «сухие водопады» на Алтае характеризуют катастрофические события, связанные с прорывами ледниковых озер в конце четвертичного периода [16]. Более того, сам факт обнаружения древних водопадов делает их исключительными объектами в силу вполне очевидной плохой сохраняемости таковых в геологической летописи.

Все сказанное выше убедительно свидетельствует в пользу того, что водопады должны рассматриваться в том числе и как объекты геологического наследия. Они могут быть отнесены к памятникам гидрологогидрогеологического типа, выделяемого в ряде работ [3, 17-19]. Хотя в действительности большинство из них относится к комплексному типу, сочетающему в себе гидролого-гидрогеологическую, геоморфологическую, инженерно-геологическую и прочие составляющие, зависящие от информации, представленной в конкретном водопаде. Ранг памятника природы отражает его уникальность [19-21]. Вполне естественным видится связать таковую для водопадов с их физическими и гидрологическими параметрами [2]. Однако это справедливо при рассмотрении данных объектов лишь в составе природного (ландшафтного) наследия, т.е. безотносительно геологии. Дело в том, что уникальность геологической информации, представленной в водопаде не в полной мере, зависит от упомянутых выше параметров. С одной стороны, более крупный водопад характеризует более масштабную геологическую деятельность поверхностных водотоков. С другой стороны, в уступе даже совсем небольшого водопада могут оказаться исключительные по своим свойствам геологические образования. Это имеет место, например, в случае с одним из водопадов на р. Сахрай (горная часть Республики Адыгея), где в его уступе и в стенках исполинского котла экспонированы пестроокрашенные (розовые и светло-серые) рифогенные известняки позднего триаса. Более того, физические и гидрологические параметры водопадов будут по-разному уникальны для различных регионов, на что уже обращалось внимание ранее [21]. Так, водопад Кивач (Республика Карелия, северо-запад России) представляется редчайшим явлением для равнинной территории (даже если бы имел значительно меньшие размеры), в пределах которой он расположен, тогда как водопады в кантоне Вале (южная часть Швейцарии, Альпы) сравнительно «ординарны» для горной местности (опять-таки вне зависимости от своих параметров). В этой связи важен комплексный подход к определению ранга водопадов в качестве объ-

ектов геологического наследия, который, к сожалению, неизбежно окажется субъективным.

Вполне очевидно, что водопады входят в число наиболее подходящих объектов для организации геоту-ристических экскурсий и их комбинации с экотуристи-ческими программами. Тем не менее высокая эстетическая аттрактивность водопадов (см., например, оценку указанного параметра для водопадов на р. Руфабго [22]), которая характерна и для объектов гидрологогидрогеологического типа в целом [3], создает две существенные сложности. Во-первых, внимание посетителей по вполне понятным причинам концентрируется только на естественной красоте объекта, тогда как любая информация относительно связанных с ним природных, в том числе геологических, феноменов будет восприниматься, скорее всего, лишь как дополнительная и необязательная. Иными словами, эстетическая аттрактивность водопадов может снижать их ценность в качестве источника новых знаний, хотя, с другой стороны, именно она и будет привлекать наибольшее количество туристов. Во-вторых, интерес к водопадам определяется их естественностью. В этой связи любое антропогенное воздействие на ландшафт будет сразу же отмечено туристами, что снизит их интерес к объекту. В то же время труднодоступность рассматриваемых объектов часто требует их специального инженерного оборудования для максимально комфортного и безопасного подхода посетителей на предельно близкое расстояние [3]. Все это определяет необходимость взвешенного использования приемов ландшафтного дизайна организаторами гео- и экотуристической деятельности, положительным примером чему является антропогенное преобразование среды в каньоне р. Руфабго, где расположена серия водопадов [22]. Здесь же стоит отметить, что загрязнение бытовыми отходами, повреждение растительности и т.п. вблизи водопадов негативно влияют на интерес к этим объектам, в том числе за счет резкого контраста с их эстетическими свойствами.

Представление о водопадах как объектах геологического наследия требует некоторого уточнения такого понятия, как «георазнообразие», которое трактуется в весьма широких пределах [23-26]. Вполне очевидно, что георазнообразие создается за счет специфических для данной территории и в той или иной степени уникальных геологических феноменов (минералов, горных пород, структур, остатков ископаемых организмов, различных экзо- и эндогенных процессов и т.д.). Однако на примере водопадов хорошо видно, что сами объекты, в которых представлены эти феномены, необязательно являются геологическими по своей основной сути. Следовательно, понятие «георазнообразие» выходит за рамки собственно геологической среды. С другой стороны, в «негеологических» природных объектах (например, водных), где, тем не менее, представлены уникальные геологические особенности, последние могут быть однозначно соотнесены с определенным типом(-ами) памятников, выделяемых в соответствующей классификации [19]. Если так, то количественная оценка георазнообразия конкретной территории, где располагаются водопады, не представляет особой сложности и не требует корректировки предлагаемых алгоритмов [25].

В заключение отметим, что в России может быть выделен целый ряд территорий, где водопады существенно дополняют и разнообразят геологическое наследие. В качестве примера приведем горную часть Республики Адыгея. Здесь сравнительно небольшие водопады осложняют целый ряд водотоков (в том числе реки Руфабго, Сахрай, Сюк, Мишоко, а также ручьи, впадающие в р. Белая в Гранитном ущелье и Хаджох-

ском каньоне). Их ценность как геологических памятников усиливается расположением в уникальном центре георазнообразия [22, 25, 27]. В частности, создание на его основе геопарка [27] позволит сконцентрировать внимание посетителей на геологической составляющей ландшафта, а водопады с их охарактеризованной выше спецификой позволят расширить представление о соответствующих феноменах.

ЛИТЕРАТУРА

1. Haghe J.-P. Do waterfalls have value in themselves? A metamorphosis in the values of the Gimel waterfall in France // Policy and Society. 2011.

Vol. 30. P. 249-256.

2. Plumb G.A. A scale for comparing the visual magnitude of waterfalls // Earth-Science Reviews. 1993. Vol. 34. P. 261-270.

3. Пахомова Н.А., Рубан Д.А. Особенности рекреационного освоения памятников природы гидролого-гидрогеологического типа // Научная

мысль Кавказа. Междисциплинарные и специальные исследования. 2008. N° 2. С. 182-184.

4. ШварцбахМ. Великие памятники природы (Известные места геологических исследований). М. : Мир, 1973. 336 с.

5. Короновский Н.В., Якушова А.Ф. Общая геология. М. : Высш. шк., 1991. 416 с.

6. Мильничук В.С., Арабаджи М. С. Общая геология. М. : Недра, 408 с.

7. Grotzinger J., Jordan T.H., Press F., Siever R. Understanding Earth. N.Y. : W.H. Freeman and Co., 2007. 579 p.

8. Lutgens F.K., TarbuckE.J., Tasa D. Foundations of Earth Science. Upper Saddle River : Pearson Prentice Hall, 2011. 506 p.

9. Рубан Д.А. Геоконсервация как метод сохранения геологического наследия России // Отечественная геология. 2006. № 2. С. 78-81.

10. Hayakawa Y.S., Matsukura Y. Stability analysis of waterfall cliff face at Niagara Falls: An implication to erosional mechanism of waterfall // Engineering Geology. 2010. Vol. 116. P. 178-183.

11. Lamb M.P., Howard A.D., Dietrich W.E., Perron J.T. Formation of amphitheater-headed valleys by waterfall erosion after large-scale slumping on Hawaii // Geological Society of America Bulletin. 2007. Vol. 119. P. 805-822.

12. Chen J., Zhang D.D., Wang S., Xiao T., Huang R. Factors controlling tufa deposition in natural waters at waterfall sites // Sedimentary Geology. 2004. Vol. 166. P. 353-366.

13. Zhang D.D., Zhang Y., Zhu A., Cheng X. Physical Mechanisms of River Waterfall Tufa (Travertine) Formation // Journal of Sedimentary Research. 2001. Vol. 71. P. 205-216.

14. Рубан Д.А., Пугачев В.И. Хаджохский каньон и Гранитное ущелье (Адыгея, Россия) как геологические памятники природы // География и природные ресурсы. 2008. № 1. С. 62-66.

15. Lamb M.P., Dietrich W.E. The persistence of waterfalls in fractured rock // Geological Society of America Bulletin. 2009. Vol. 121. P. 1123-1134.

16. Rudoy A.N. Glacier-dammed lakes and geological work of glacial superfloods in the Late Pleistocene, Southern Siberia, Altai Mountains // Quaternary International. 2002. Vol. 87. P. 119-140.

17. Лапо А.В., ВдовецМ.С. Проблема сохранения геологического наследия России // Отечественная геология. 1996. № 9. С. 6-12.

18. Лапо А.В., Давыдов В.И., Пашкевич Н.Г. и др. Методические основы изучения геологических памятников природы России // Стратиграфия.

Геологическая корреляция. 1993. № 6. С. 75-83.

19. Рубан Д.А. Геологические памятники: краткий обзор классификационных признаков // Известия вузов. Геология и разведка. 2005. № 4. С. 67-69.

20. Рубан Д.А. Стандартизация описания геологических памятников природы как важных объектов национального наследия // География и природные ресурсы. 2006. № 3. С. 166-168.

21. Рубан Д.А. Проблемы идентификации геологических памятников // Известия ВУЗов. Геология и разведка. 2009. № 4. С. 72-73.

22. Рубан Д.А. Эстетическая аттрактивность уникального центра георазнообразия в Горной Адыгее для туристов // Актуальные проблемы гостинично-туристического бизнеса и сервиса. Саратов : Наука, 2011. Вып. 2. С. 64-67.

23. GrayM. Geodiversity: developing the paradigm // Proceedings of the Geologists’ Association. 2008. Vol. 199. P. 287-298.

24. Hjort J., Luoto M. Can geodiversity be predicted from space? // Geomorphology. 2012. Vol. 153-154. P. 74-80.

25. RubanD.A. Quantification of geodiversity and its loss // Proceedings of the Geologists’ Association. 2010. Vol. 121. P. 326-333.

26. Serrano E., Ruiz-Flano P. Geomorphosites and geosidervsity // Geomorphosites. Munchen : Dr. F. Pfeil, 2009. P. 49-61.

27. Рубан Д.А. Уникальные центры георазнообразия - основа для создания национальных геопарков // Отечественная геология. 2010. № 4. С. 77-80.

Статья представлена научной редакцией «Науки о Земле» 20 июня 2012 г.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.