CC BY
15ЯКУТСКИЕ МЕРЗЛОТОВЕДЫ НА «КРЫШЕ МИРА»
(полевые заметки о путешествии в Тибет, часть 1)
Алексей Александрович Галанин,
доктор географических наук, главный научный сотрудник лаборатории общей геокриологии Института мерзлотоведения им. П. И. Мельникова СО РАН, профессор кафедры региональной геологии и геоинформатики
Северо-Восточного федерального университета им. М. К. Аммосова
Наверное, трудно найти человека, который не слышал бы о Тибете и не мечтал там побывать. Для большинства людей с Тибетом - «крышей мира» - ассоциируются высочайшие горные хребты, увешанные ледниками, каменистые пустыни и глубокие ущелья, таинственные буддийские монахи, редкие лекарственные растения, магическая тибетская медицина и многое другое. Тибет тысячелетиями притягивал философов, монахов и паломников, пытавшихся спрятаться от государственности, найти новые пути духовного роста, обрести новый смысл бытия. Другие «пилигримы», уже нашедшие смысл в золоте, пробивались через непроходимый Тибет с караванами шёлка, фарфора, чая и пряностей, а также с украденными в Древнем Китае технологиями. Веками позже оккультные учёные Третьего Рейха усмотрели в
А. А. Галанин
Тибете родину арийской расы и старались укрепить свой дух, устремляясь сюда в поисках древних магических артефактов и других «предметов силы».
Тибет всегда был мифически популярен и настолько же недоступен для внешнего мира. На протяжении веков он был обособленной зоной без особого государственного статуса, грандиозным природным барьером, разделявшим великие цивилизации. Попасть туда удавалось лишь немногим, а возвратиться единицам, которые рассказывали восторженные небывалые истории. Тибет и сейчас остаётся малодоступным. Причина этого не только в его удалённости и сложной логистике. Суровый климат и нехватка кислорода требуют от путешественников хорошей физической формы. Кроме того, путешествие в Тибет весьма затратное, а
Сотрудники Института мерзлотоведения им. П. И. Мельникова СО РАН - участники экспедиции в Тибет: д.г.н. Алексей Галанин (слева) и к.т.н. Иван Христофоров у знаменитой стелы «Ворота в Тибет» близ г. Голмуд (2800 м над уровнем моря).
На заднем плане - отроги хребта Куньлунь, являющегося северной
границей Тибета
главное, такие поездки и подготовка к ним требуют много времени, которого, как всегда, не хватает.
Можно часами перечислять связанные с Тибетом неординарные факты и события, понимая, что большая их часть являются мифами. Но это нисколько не убавляет ощущения необычности, неординарности, таинственного восторга и душевного подъёма, когда мы начинаем думать и говорить о Тибете. Ещё два года назад вероятность того, что мы по каким-то причинам окажемся в Тибете, я бы охарактеризовал как нулевую. Однако это практически невероятное событие всё же произошло, оставив неизгладимые впечатления, которыми хочу поделиться в настоящей статье.
Немного предыстории. Итак, весной 2017 г. мы оказались в числе счастливых победителей престижного во всем мире конкурса Государственного департамента Китайской Народной Республики по привлечению высококвалифицированных иностранных специалистов для обмена опытом «State Administration of Foreign Experts Affairs (SAFEA)». Следует сразу пояснить, что победа в данном конкурсе не является исключительно нашей заслугой. Это лишь один из текущих результатов почти 20-летнего сотрудничества между Институтом мерзлотоведения им. П. И. Мельникова Сибирского отделения РАН (ИМЗ СО РАН) и Главной государственной лабораторией инженерной геокриологии (ГГЛИГ) Северо-Западного института экологии и природных ресурсов Академии наук (СЗИЭПР АН) Китайской Народной Республики. Одним из первых фундаментальных результатов этого сотрудничества стала организация в 1993 г. Международного симпозиума по инженерному мерзлотоведению, проводимого поочередно (1 раз в 3 года) на территории России и Китая. XI Международный симпозиум, вызвавший широкий резонанс научной общественности, прошёл в начале сентября 2017 г. в г. Магадане. Предыдущий был в г. Харбине в 2014 г., а следующий намечено провести в г. Ланьчжоу в 2020 г. Вообще, проблемы геокриологии и инженерного мерзлотоведения крайне важны как для России, так и интенсивно развивающейся экономики Китая, северные и высокогорные территории которого приурочены к районам сплошного и прерывистого распространения многолетнемёрзлых пород и криогенных ландшафтов.
ГГЛИГ и СЗИЭПР находятся в г. Ланьчжоу не случайно. Этот крупнейший современный мегаполис, насчитывающий более 2 млн жителей, является столицей провинции Ганьсу. Он расположен в истоках р. Хуанхэ, у западного края Тибетского нагорья. Ланьчжоу - древнейший населённый пункт античного государства Цинь (Цзинь) (II в. до н.э.) - на протяжении 2 тысячелетий представлял собой перевалочный пункт, заставу, переправу через р. Хуанхэ, по долине которой проходил южный вариант Великого шёлкового пути протяженностью около 1600 км. Сегодня это один из немногих коридоров, по которым можно попасть на высокогорные равнины Тибета.
Современный Ланьчжоу - крупнейший торгово-экономический и мощный научный центр, основной зада-
а
Мегаполис Ланьчжоу (а) в виде узкой полосы вытянут вдоль р. Хуанхэ (Жёлтая река), долина которой считается прародиной Древнекитайской цивилизации. Строительство мостов через эту реку длительное время было крайне проблематично из-за сложных гидрологических и инженерных условий. Первый мост, известный как «Железный мост» (б), был построен в 1909 г. предприимчивыми немецкими бизнесменами, заинтересованными в увеличении товарооборота с Китаем. В 2006 г. «Железные мост» объявлен объектом культурного наследия Китая, по нему разрешено исключительно пешеходное движение
чей которого, как и в древние времена, является комплексное освоение Тибета. Теперь по пути движения средневековых караванов проложены высокоскоростные автомобильные и железнодорожные магистрали, пересекающие высокогорные перевалы, окружённые ледниками и каменными глетчерами.
Строительство в таких инженерных и климатических условиях требует неординарных технических решений, надёжных сведений о строении и температурном режиме многолетнемёрзлых пород. Кроме того, исключительная и полная эндемиков природа Тибета легкоранима. Она требует аккуратного и бережного использования, привлечения новых природоохранных мер и технологий, которые, помимо криолитозоны, также являются одним из основных предметов исследований СЗИЭПР АН КНР.
Современный Ланьчжоу, расположенный на Великом лёссовом
плато, является крупным мегаполисом с множеством высокотехнологичных небоскрёбов. Атмосфера здесь не очень прозрачна из-за высокого содержания пыли, приносимой ветрами со стороны Тибетского нагорья
Международный исследовательский центр природных и технических систем холодных регионов Азии. В последние годы на фоне укрепления российско-китайских отношений, при активной деятельности руководства и научного сообщества Якутского научного центра СО РАН, сотрудничество между российскими и китайскими мерзлотоведами перешло в новую активную фазу. В апреле 2017 г. её начало было ознаменовано организацией в г. Ланьчжоу на базе СЗИЭПР АН КНР Международного исследовательского центра природных и технических систем холодных регионов Азии. Создаваемый центр призван объединить усилия геокриологов, инженеров, экологов, конструкторов, биологов, этнологов и других исследователей для решения широкого спектра задач освоения холодных и арктических регионов Азии.
При определении приоритетных направлений совместных исследований был сформирован обширный список научных тем, некоторые из которых уже находят поддержку различных грантов, в том числе российско-китайских (РФФИ-КАН) на 2018 - 2020 гг. Реализуемый в ИМЗ СО РАН список тем состоит более чем из 30 наименований. Отметим лишь некоторые из них:
- в области геотермии и мерзлотного картографирования: «Реакция криолитозоны Азии на изменение климата (тепловой режим, процессы и явления)» (руководители: д.г.-м.н. М. Н. Железняк, к.г.н. А. А. Фёдоров, проф. Ц. Ву); «Геокриологическая карта Азии» (руководители: д.г.м.н. М. Н. Железняк, проф. Ц. Хуэйцзюнь);
- в области строения ключевых криогенных формаций, происхождения и эволюции криолитозоны: «Палеогеография среднего и позднего плейстоцена на основе комплексного изучения синкриогенных льдистых толщ Азии» (руководители: к.г.н. В. В. Спектор, проф. Ц. Хуэйцзюнь, проф. Ч. Дзе); «Каменные глетчеры Центральной
и Северо-Восточной Азии (комплексные исследования, реакция на современные климатические изменения)» (руководители: д.г.н. А. А. Галанин, проф. Л. Цзин) и др.;
- в области исследований реакции криолитозоны на глобальные климатические изменения: «Термокарст, влияние зональных и азональных факторов на его развитие» (руководители: к.г.н. А. Н. Фёдоров, проф. Н. Фуцзюнь) и др.;
- в области гидрогеологии криолитозоны: «Надмерзлотные воды осваиваемых территорий» (руководители: к.г.-м.н. Н. А. Павлова, проф. Ц. Хуэйцзюнь); «Оценка роли надмерзлотных вод в формировании стока малых рек холодных регионов» (руководители: н.с. Л. С. Лебедева, проф. Ш. Юй, проф. Л. Дунлян) и др.;
- в области развития новых методов изучения ММП:
«Геофизические методы исследования состояния и динамики мёрзлых толщ и таликов на инженерных объектах» (руководители: м.н.с. К. И. Бажин, проф. Ю. Яньхуэй, проф. Ю. Цихао) и др.;
- в области инженерной геокриологии: «Причины деформации автомобильных дорог в криолитозоне. Методы и рекомендации для снижения их негативного воздействия» (руководители: проф. Д. М. Шестернёв, проф. Ц. Хуэйцзюнь); «Научно-методические и практические основы обеспечения эффективности работы гидротехнических сооружений в условиях изменения климата в Якутии и холодных регионах КНР» (руководители: д.т.н. Р В. Чжан, проф. М. Яньху).
Таким образом, моя предстоящая поездка в Главную государственную лабораторию Института экологии природных ресурсов АН КНР и экспедиция в Тибет являлись логическим продолжением более чем 20-летнего сотрудничества между нашими институтами.
Великое лёссовое плато. В международном аэропорту Ланьчжоу, куда я прилетел 8 июля, меня встречал профессор Чжан Дзе, который непрерывно курировал наш визит в Китай. Он великолепно владеет русским, поскольку окончил МГУ. Кроме русского языка он освоил, по его утверждению, именно «российскую, самую лучшую в мире школу мерзлотоведения».
От аэропорта до Ланьчжоу около 50 км. Мы мчались по современному автобану, врезанному в резко расчленённый полупустынный бедленд. Я поражался высочайшему качеству дороги, восхищался размахом, оригинальностью и разнообразием технических решений. Чжан Дзе напомнил, что мы движемся по Великому лёссовому плато, генезис слагающих пылеватых отложений которого постоянно дискутируется, но он придерживается все-таки версии их водного происхождения.
А
Klagte С " ""З
ШНВВВМь! v- '^^^^ШМИк^ШВШВШШ^ТШ^^^ШШ
Великое лёссовое плато сложено тонкослоистыми пылеватыми отложениями с большим количеством легкорастворимых элементов и примесью тонкодисперсной органики.
а - фрагменты лёссового плато в долине р. Хуанхэ с искусственным озеленением; б, в - резко расчленённый рельеф лёссового плато и выровненные заасфальтированные площадки
В памяти всплыли лекции 25-летней давности по проблемам лёссов1 и их максимальном скоплении на Китайской платформе, прослушанные мною в студенчестве на геологическом факультете Иркутского государственного университета. За окном стремительно мелькали белесовато-палевые обнажения, подрезанные автодорожными полками и терриконами.
В сущности, естественный рельеф лёссового бед-ленда состоит из небольших плоских поверхностей, расчленённых густой сетью извилистых оврагов с сухими тальвегами. Местами тут и там на склонах виднелись куртины каких-то колючих кустарников, травянистый покров полностью отсутствовал. Отсутствие травы в пустынях связано вовсе не с жарой или с сухостью воздуха, а с крайне низким уровнем грунтовых вод. Корневая система не может до них дотянуться. Однако некоторые виды кустарников, имеющих длинные корни,
дотягиваются до грунтовых вод и чувствуют себя неплохо.
Всё, что проплывало за стеклом автомобиля, убеждало меня в господстве здесь крайне сухих обстано-вок на протяжении сотен тысяч лет и отсутствии поверхностного стока. Иначе, думал я, все эти лёссовые склоны крутизной более 40° непременно бы поползли вниз в виде делювия, пролювия, а резкопересечён-ный лёссовый бедленд постепенно расплылся бы в холмистую равнину. Действительно, я даже удивился своему открытию. Здесь, в отличие от нашего региона, практически отсутствуют склоновые процессы и отложения! Почему-то вспомнилось учение В. Пенка «об аридном цикле релье-фообразования», «представления о педиментах и педипленах» и другие теории классической геоморфологии.
Почему именно здесь, в пустыне, так много лёссов? Не является ли именно здешний климат основной причиной их происхождения? Ведь в условиях хорошего увлажнения и соответствующего стока все эти пыле-ватые отложения уже давно были бы смыты в океан - конечный базис эрозии! А тут эти тонкодисперсные продукты выветривания в огромном количестве на миллионы лет застряли где-то посередине между водоразделом и океаном. Но ведь и в Восточной Сибири есть породы, очень похожие на лёссы - многолетнемёрзлые лёссовидные суглинки, именуемые также едомой! В отличие от китайских лёссов они полностью проморожены и интенсивно насыщены льдом, который встречается как в виде цемента, так и в виде массивных вертикальных жил, пронизывающих мёрзлый грунт в виде полигональной решетки. В «сибирских лёссах» встречается множество остатков степной флоры и фауны, и даже живые семена трав. Возможно, есть какие-то общие условия происхождения едомных отложений Сибири и лёссов Китая? Самое важное, что их объединяет, - это приуроченность и тех, и других к экстрааридным регионам, с увлажнением ниже единицы. Но Великое лёссовое плато расположено далеко за пределами криолитозоны. Интересно, как высоко распространяются лёссы в Тибете? Возможно,
1 Лёссы (loess) - специфические покровные пылеватые отложения, распространённые крайне широко в аридных регионах. Термин «лёсс (loess)» впервые введён в литературу немецким геологом-минералогом Карлом Леонградом (Leonhard) в 1823 г. Некоторые типы лёссов богаты углеродом и легко растворимыми минеральными веществами (чернозёмы) и обладают крайне высокой плодородностью при естественном орошении. Происхождение лёссов является одним из ключевых вопросов палеогеографии четвертичного периода и дискутируется почти 200 лет. Согласно флювиальной (водной) теории (Lyell, 1834) они отлагались специфическими водными потоками. Согласно эоловой концепции (Richthofen, 1877) лёссы имеют воздушное происхождение. Изучение лёссов настолько актуально, что ежегодно проводятся посвящённые лёссам специализированные международные научные конференции. На одной из таких конференций в конце 1990-х годов сформулировано решение о том, что лёссы имеют эоловое происхождение и дискуссию об их происхождении необходимо прекратить. В настоящее время большинство учёных придерживаются эоловой концепции.
б
в
I йШШШ
State Key Laboratory of Frozen Soil Engineering
Международный Исс.ю.никисльскии Центр Природных и Технических Сне Холодных Регионом Азии
iiltcmaironal Rcscjrch Ccnlci n Asia Cotd-rcgions Env ironmcnt and I-ngii (IRC-ЛСГГ.) ^^Ж
У входа в здание Главной государственной лаборатории инженерной геокриологии и Международного исследовательского центра природных и технических систем холодных регионов Азии (МИЦ ПТСХРА). Академгородок в центре г. Ланьчжоу (а).
Слева направо: Иван Христофоров (ИМЗ СО РАН, г. Якутск), проф. Цин-бай Ву, проф. Алексей Галанин (ИМЗ СО РАН, г. Якутск), д-р Чжан Дзе. Название на русском языке, поставленное впереди английского варианта, вызывает чувства приятной сентиментальности и патриотизма (б)
там, в пределах высокогорной криолитозоны, они тоже находятся в мёрзлом состоянии, содержат полигонально-жильные льды и ещё более сходны с нашей едомой?
Не расстраивая Чжан Дзе своими соображениями по поводу лёссов, я слушал его комментарии о мелькающих ландшафтах: «Вот здесь мы пытаемся изменить рельеф для нового строительства. Мы срезаем и разравниваем эти (лёссовые) холмы и засаживаем их растениями». Действительно, местами появлялись обширные искусственно выровненные и рекультивированные участки, на которых стройными рядками в неимоверном количестве были высажены какие-то деревья. Кое-где мелькали устройства для автоматического полива новых рукотворных ландшафтов. Я думал, неужели китайцы хотят превратить пустыню в субтропический лес? Теоретически это кажется невозможным, поскольку нужно кардинально изменить климат. Но по мере приближения к Ланьчжоу искусственные лесные массивы становились всё обширнее и уже практически смыкались над лёссовым бедлендом. То тут, то там высоко на склонах виднелись оросительные устройства, людей нигде не было видно, глаза отказывались верить!
Мы приближались к долине р. Хуанхэ, врезанной в Великое лёссовое плато на 600 - 700 м. Высота окружающих холмов становилась всё больше, а склоны круче. Полупустая 4-полосная автострада всё чаще стала нырять в тоннели. Чжан Дзе сообщил мне, что мощность лёссов здесь достигает 900 м. В основании они подстилаются ещё какими-то красными глинами, инженерные свойства которых существенно отличаются.
Вообще, в естественном состоянии лёссы имеют крайне низкую влажность, но обладают высокой гигроскопичностью и дают большую усадку. Это обусловлено их специфической пористостью. Пылеватые частицы упакованы крайне рыхло и касаются друг друга гранями и вершинами. Лёс-сы достаточно хорошо держат почти вертикальные стенки, поскольку их частицы на контактах слабо сцементированы карбонатами. При сильных землетрясениях крутые эрозионные склоны лёссового бедленда легко обрушаются, приводя нередко к катастрофическим последствиям.
Позже я узнал от Чжана Дзе, что в Главной государственной лаборатории инженерной геокриологии изучению лёссов уделяют большое внимание. Из лёссов здесь пытаются изготавливать полезные строительные смеси, добавляя в разных пропорциях пластификаторы и «отвер-дители». Слушая его, я вспомнил, что большая часть Великой китайской стены, которая заканчивается где-то здесь, около Ланьчжоу, была построена из прессованных лёссов. В равнинных районах это был единственный доступный материал для возведения стены. Древние строители делали широкие деревянные опалубки и наполняли их лёссовой пылью, поливали водой, добавляли солому, навоз и др. Затем интенсивно утрамбовывали тяжёлыми колотушками. В результате этой технологии достигалась весьма высокая прочность конструкции. Лишь веками позже стена была облицована кирпичами, преимущественно на наиболее ответственных участках. От этой мысли мне стало весело: «(Значит, и сейчас они тут трамбуют эти лёссы для своих грандиозных сооружений! Прошли века, а в Китае ничего не изменилось!»
Дом учёных в Ланьчжоу. Внезапно вынырнув из очередного тоннеля, мы въехали в город Ланьчжоу. Он вытянулся многокилометровой полосой вдоль долины цементножёлтой Хуанхэ. Бесконечное множество небоскрёбов в стиле «хайтек» обступили нас со всех сторон. Мосты, развязки, светофоры. Пятнадцать минут в плотном потоке автомобилей, несколько автолюбительских баек от Чжана Дзе про особо впечатляющие аварии и отсутствие культуры вождения. В общем, всё, как у нас! И вот мы уже на тенистой платановой аллее в центре мегаполиса. Охранник открывает шлагбаум, и мы въезжаем в Академгородок Северо-Западного отделения Академии наук КНР
Академгородок занимает целый квартал в самом центре Ланьчжоу, все въезды (а их, кажется, 3 или 4) закрыты шлагбаумами. Везде стоят охранники, впуская только машины с номерами сотрудников или по
б
Академгородок в центре г. Ланьчжоу (а), одноместные номера (б, в) для проживания командированных сотрудников и зал для конференций (г) в Доме учёных оставляют самое благоприятное
впечатление
пропуску. Чжан Дзе сказал нам, что для всех имеющих автомобили работников выделено своё парковочное место. Я привык, что в России академгородки всегда находятся где-то на отшибе или, вообще, за городом. Почему-то устроители наших городков считали, что учёным намного лучше жить и работать подальше от центра!
В Ланьчжоу всё наоборот. Самая лучшая, удобная и дорогая земля отведена под научные учреждения. Я спросил об этом у Чжана Дзе, на что получил простой ответ: «А как иначе!? Ведь учёные - самое главное богатство и достояние Китая, только они могут как-то изменить будущее, привести общество к лучшей жизни! А кто ещё может? И потом, учёных же совсем немного, в отличие от других профессий? Дать им хорошие условия для работы совсем не сложно для уважающего себя государства». С точки зрения проф. Чжан Дзе всё оказывалось очень простым, понятным и логичным.
В Академгородке г. Ланьчжоу расположены четыре института Северо-Западного отделения АН КНР: Современной физики; Институт экологии и природных ресурсов (включающий Главную государственную лабораторию инженерии мёрзлых грунтов); Институт биологии Тибетского плато, Институт геологии, а также Ланьчжоуская научная библиотека. Ещё одно подразделение, входящее в состав Северо-Западного отделения АН КНР, - Цинхайский институт исследования солёных
озёр, который расположен в г. Цинхай (Синин), в 200 км к западу от Ланьчжоу.
Кроме зданий институтов и лабораторий в Академгородке множество многоквартирных домов разного типа и общежитий. В общем, всё устроено таким образом, чтобы работники не теряли времени и средств на дорогу. В связи с близостью жилья сотрудники часто остаются во внеурочное время, особенно, когда приближается какой-то «дэдлайн», скажем, сдача отчета по хоздоговору. Позже я в этом убедился, множество окон институтов продолжали светиться до утра. Наверное, при такой организации существенно возрастает производительность труда. Если же в институт приехали люди в командировку, на стажировку или кто-то из своих работников проводит длительный эксперимент в лаборатории и захотел отдохнуть 2-3 часа, то не нужно тратить лишние средства и время. Весь 4-й этаж Главной государственной лаборатории инженерной геокриологии СЗИЭПР АН КНР представляет собой прекрасную гостиницу 3-звёздного уровня, именуемую также Домом учёных. В нём имеется 10 - 15 номеров
На информационной доске в Академгородке Северо-Западного научного центра АН КНР в г. Ланьчжоу сообщается о том, что 13.07.2017 в актовом зале Дома учёных ведущими учёными ИМЗ СО РАН из России (г. Якутск) будут прочитаны лекции: проф. Алексей Галанин -«Позднечетвертичные эоловые образования криолитозоны Восточной Сибири» и доктор Иван Христофоров - «Метод симметричной георадиолокации речных переходов»
б
со всеми удобствами, столовая, комфортабельный зал для совещаний на 60 человек.
Остальные три этажа здания ГГЛИГ плюс ещё один подземный заняты различными видами приборов и научного оборудования. Таким образом, однажды приехав в эту лабораторию, вы, в принципе, можете не выходить из неё. Для организации опытов вы можете после завтрака, не снимая тапочек, спуститься из своего номера на лифте парой этажей ниже и мгновенно приступить к работе.
Естественно, все кто пользуется гостиницей, оплачивают расходы на её содержание. Вы можете сделать это из личных средств, а если есть какие-то гранты, то нет проблем. В общем, всё устроено так, что гостиница не только полностью самоокупается, но и создаёт дополнительные рабочие места для обслуживающего её персонала. Иногда гостиница даже зарабатывает для института дополнительные средства за счёт туристов, бизнесменов и других постояльцев, которых в центре Ланьчжоу множество. Так что местоположение Академгородка в центре города в этом плане выгодное и рациональное решение.
Кроме оптимального и эффективного устройства Академгородка меня поразило и другое обстоятельство. Оказалось, что в Академгородке Ланьчжоу проживают именно научные работники, а не сторонние люди. В российских же академгородках всё наоборот, государственные квартиры там давно «приватизированы» и проданы. Контингент их постепенно меняется, и теперь в наших академгородках, в основном, живут люди, не имеющие к науке совершенно никакого отношения. Новое же поколение учёных часто вынуждено искать себе жильё, где придётся, и добираться до работы с пересадками. При такой тенденции в российских академических городках скоро, вообще, не будет никаких учёных. Мои наблюдения за грандиозными экономическими достижениями КНР и её науки каждый раз убеждали меня в том, что выбранные нашей страной 30 лет назад новые рыночно-капиталистические принципы организации общества и экономики далеко не самые эффективные. Все положительные завоевания социализма теперь достались Китаю, а мы остались в стороне, как это ни печально.
Нас поселили в лучших одноместных номерах Дома учёных на полном пансионе. Профессор Чжан Дзе сообщил, что нам нечего беспокоиться, все расходы оплачивал наш грант SAEFA. Даже завтраки нам пытались приносить в номер, но мы предпочли сами ходить в столовую, тем более до неё всего 15 м.
Первым делом Чжан Дзе организовал для нас короткую экскурсию по зданию ГГЛИГ, показал основные приборы и оборудование для изучения различных природных грунтов. Здесь в автоматическом режиме происходит циклическая заморозка и оттайка грунтов,
сжатие мощными прессами. Системы различных датчиков позволяют наблюдать за изменениями параметров исследуемых грунтов - температуры, плотности, пластичности, влажности и др. Всё это нужно для оценки пределов устойчивости инженерных сооружений, разрабатываемых для эксплуатации в сложных климатических условиях Тибета.
В Ланьчжоу уже стояла неимоверная жара - за 40 градусов. Мы засели за компьютеры в своих номерах с кондиционерами и усердно готовились к предстоящим докладам. Они являлись важной частью всего нашего визита и должны быть прочитаны на английском. По всему Академгородку появились большие цветные плакаты с объявлениями, на которых мы распознали свои фотографии и фамилии. Весь этот официоз вводил нас в некоторое паническое состояние. Однако наши волнения оказались напрасными, а может, наоборот, пошли впрок. По словам нашего куратора проф. Чжана Дзе и других китайских коллег наши доклады 13 июля 2017 г. получили одобрение профессорского состава и вызвали оживлённые кулуарные дискуссии. Позже к нам подходили молодые учёные и аспиранты с разными вопросами.
Ещё при согласовании списка направлений совместных исследований ИМЗ СО РАН и СЗИЭПР АН КНР тема «Эоловые процессы холодных регионов Якутии, Северного Китая и Тибета» (руководители: д.г.н. А. А. Га-ланин, проф. Ц. Хуэйцзюнь) вызвала интерес у китайских коллег. Поэтому именно ей я решил посвятить свой первый доклад в Доме учёных ГГЛИГ. Оказалось, что мёрзлые дюнные массивы, сходные с якутскими туку-ланами2, достаточно широко распространены на севере КНР, а также в пределах криолитозоны Тибета. Более того, эти частично мёрзлые дюнные массивы детально изучаются нашими китайскими коллегами на Тибетской научной станции, расположенной в 1500 км к западу от Ланьчжоу на высоте 4700 м н.у.м. и входящей в состав ГГЛИГ. Таким образом, предстоящая научная экскурсия в Тибет логично продолжала «криогенно-эоловую» тематику. За день до поездки проф. Чжан Дзе сообщил, что утром 15 июля выезжаем на Тибетскую высокогорную станцию.
Путешествие в Тибет. Не дожидаясь завтрака, мы выехали из Ланьчжоу в 5-30 утра, чтобы успеть проскочить утренние пробки на выезде из города. Уже через полчаса мы оказались на просторном платном автобане и помчались в западном направлении вверх по долине р. Хуанхэ. Через пару часов, преодолев около 200 км, мы въехали в г. Цинхай (Синин), где позавтракали в придорожном кафе и двинулись дальше.
Сопровождающим у нас был Чжан Шэнжун - аспирант геологического факультета МГУ который за время обучения в России неплохо освоил русский. Для поездки нам был выделен солидный джип марки «Ниссан
2 Различные аспекты феномена тукуланов - песчаных дюнных массивов Якутии - недавно рассмотрены в нашем журнале (Га-ланин и др., 2016), а также журнале «Природа»: Галанин А. А., Павлова М. Р., Шапошников Г. И., Лыткин В. М. Тукуланы : песчаные пустыни Якутии // Природа. - 2016. - № 11. - С. 44-55; Галанин А. А., Шишков В. А., Климова И. В. Фульгуриты : «автографы молний» в песчаных дюнах Якутии // Природа. - 2017. - № 5 (1221). - С. 52-60.
Сафари» с водителем Гао Фань - он был неразговорчив, немного говорил по-английски. Во всех его движениях наблюдалась военная выправка. Позже наш сопровождающий Чжан Шэнжун рассказал, что Гао Фань служил в армии на границе с Индией, где познакомился со своей будущей женой - ныне научной сотрудницей института. Несколько лет назад Гао демобилизовался, после чего занялся бизнесом, сильно разбогател (по мнению Чжана Шенжуна), но любит участвовать в экспедициях и фотографировать. Джип также принадлежит Гао Фань, а институт арендует его машину. Мы, конечно, не совсем верили Чжану Шэнжу-ну. Считали, что Гао - не просто водитель, а секретный сотрудник, которого к нам, как к важным персонам, приставили для наблюдений под видом водителя. С точки зрения данной версии, наша поездка становилась всё более сюрреалистичной.
Одним из поводов нашего беспокойства была большая абсолютная высота места назначения - 4700 м. Имея хороший опыт путешествий по высокогорьям, я понимал, что просто так взять и резко заехать на такую высоту весьма опасно для здоровья. Можно схватить горную болезнь, именуемую у альпинистов «горняш-кой», основные симптомы которой - удушье, отёк, головная боль и много всего прочего, вплоть до смертельного исхода. Поэтому нужна акклиматизация - хотя бы одна ночёвка на промежуточной высоте около 3000 м. В нашей поездке была запланирована ночевка в г. Голмуд, расположенном в широкой горной котловине к северу от хр. Куньлунь на абсолютной высоте 2800 м. Кроме того, исходя из того же опыта высокогорных путешествий, за день до поездки мы начали профилактический приём специальных таблеток от «горняшки», которые привезли с собой из Якутска.
Горные пустыни Тибета.
а - многочисленные борозды временных водотоков (деллей) на горных склонах - яркая черта аридного типа
морфогенеза; б - сплошная мерзлота, песчаные пустыни и барханы неплохо уживаются в современных климатических условиях Тибета вместе с горным оледенением и совместно воздействуют на инженерные сооружения. Хребет Куньлунь на участке пересечения Транстибетской железной дорогой
Дорога поднималась всё выше, абсолютные отметки на GPS уже давно перескочили за 3000 м. Мы въехали на высокогорную равнину. Ландшафты становились всё более засушливыми, естественная древесная растительность уже полностью исчезла, кругом простирались каменистые степи и дефляционные каменистые пустыни, покрытые песчано-кустарниковыми кочками, местами появлялись полузакреплённые песчаные дюнные массивы. Вскоре в широкой окружённой холмами котловине мы увидели большое солёное озеро Цинхай, из воды торчали какие-то вышки, видимо для добычи соли.
Автострада, огибая множество небольших населённых пунктов, вела нас всё выше и выше. Иногда вблизи населённых пунктов появлялись искусственно орошаемые лесопосадки и множество различных сооружений по закреплению ландшафтов от вездесущей дефляции. Сельскохозяйственные поля и огороды исчезли, вместо них по бескрайней полупустыне с островками сухих степей то тут, то там бродили отары овец и яков. Где-то вдали, среди бескрайней степи, белыми куполами одиноко маячили крыши юрт. Выжженный соломенно-жёлтый ландшафт напоминал Центральную Монголию, в которой мне приходилось быть во время студенческой практики.
Мы плавно переезжали через небольшие перевалы, где абсолютные отметки подбирались к 3800 м. Иногда голову немного сдавливало, в висках слегка постукивало. Наш водитель время от времени оборачивался и с очень серьёзным выражением лица спрашивал, как мы себя чувствуем, предлагал остановиться, чтобы размять ноги. Вскоре мы подъехали к городу Голмуду. Солнце уже склонялось к закату. Нам сообщили, что Голмуд и есть «Ворота в Тибет», хотя мы, наивно полагали, что целый день уже едем по Тибету.
Располагаясь в центре обширной пустыни, город Голмуд выглядел весьма современно и купался в зелени платановых аллей. Местами по обочинам улиц тянулись облицованные в бетон полноводные арыки, куда глубинными насосами непрерывно нагнеталась чистая прохладная подземная вода. Меня заинтересовал один из них, расположенный рядом с гостиницей и тянущийся вдоль тротуара под тенистой платановой аллеей. В начале арыка вода выходила из какого-то подземного бункера мощной струей с дебитом не менее четверти кубометра в секунду. Далее она текла со скоростью приличного ручья по бетонированному руслу вдоль платановой аллеи, издавая приятное журчание, которое смешивалось с шелестом листвы. Я не мог оторваться от этого журчащего рукотворного живительного потока, но пройдя пару сотен метров до конца арыка, убедился, что вода там также резко исчезает, уходя куда-то под землю. В процессе наблюдений за арыком я стал понимать, что здесь сложные, хорошо проработанные и очень современные гидротехнические конструкции. Добываемый из скважин водный поток, по-видимому, зациклен, как в фонтанах. Циркулируя под землей через систему труб, вода охлаждается и, наверное, фильтруется. Затем она поступает в арык и течёт по нему на протяжении нескольких сотен метров, испаряясь, охлаждая
Невероятно сложный в инженерно-техническом отношении 900-километровый участок Транстибетской железной дороги проходит на абсолютной высоте более 4500 м, пересекая глубокие ущелья и каньоны (а), пояса современного горного оледенения (б) и обширные территории сплошного распространения криолитозоны (в)
и орошая ландшафт. Возможно, даже в этих арыках используются хорошо очищенные канализационные стоки, что позволяет снизить расход пресной воды.
Переночевав в первоклассной гостинице, уже в 8 утра мы двинулись в «настоящий Тибет». Через 10 минут проехали символические «Ворота в Тибет», а ещё через полчаса оказались в длинной веренице автомобилей, стоявших в очереди на пограничном пропускном пункте. В Тибет попасть не так-то просто. В связи с нестабильной социально-политической обстановкой въезд иностранцев туда ограничен или, вообще, запрещён. Но нам повезло. После непродолжительных переговоров и предъявления всех необходимых разрешений нас все-таки пропустили, но при этом забрали заграничные паспорта! Кроме того сообщили, что разрешают «заехать в Тибет всего на один день до вечера!»
Ледники сползают в засушливую каменистую пустыню (хребет Куньлунь, Тибетское нагорье)
испарение. Периферийные части Тибета получают осадков существенно больше (500 - 600 мм), а внутренние -всего 250 - 300 мм/год. Основная их часть (75 - 80 %) выпадает в середине лета. Распределение осадков крайне неравномерно и подчиняется высотной поясности: по мере увеличения абсолютной высоты их количество растёт, а испарение уменьшается. Соответственно с высотой увеличивается и коэффициент увлажнения. Это отчётливо отражается в ландшафтах: в интервале абсолютных высот 3500 - 4500 м на плакорных участках распространены пустыни с островками каменистых степей, в интервале 4500 - 5000 м - мозаичные лугостепи, выше 5000 м - преимущественно альпийские луга.
Отрицательная среднегодовая температура воздуха (-3 °С) на высотах 4500 - 4700 м является главным условием существования в Тибете многолетнемёрзлых пород. Их пространственное распределение и мощность подчиняется высотной поясности. Ниже 4000 м мерзлота носит островной характер, встречается редко
Плохо понимая суть происходящего и, особенно, что значит «заехать в Тибет на один день до вечера», ведь до места назначения ещё более 400 км, мы не очень-то расстроились. Миновав «таможню», мы помчались дальше, но вскоре уткнулись в непроходимую стену горного хребта Куньлунь. Скорость движения резко упала, дорога сузилась, начала петлять и извиваться по горным склонам, периодически пересекая глубокие каньоны с сухим дном. Теперь уже практически исчезли последние островки степной растительности. Ландшафт превратился в каменистую горную пустыню, повсеместно разбросанные камни, скалы и даже песок приобрели красноватый оттенок и сильно напоминали марсианские пейзажи.
Тибет - страна контрастов.
Тибет - наиболее высоко поднятая область Земли, именуемая часто «(крышей мира». Он представляет собой сложный агломерат высокогорных равнин, нагорий и хребтов с абсолютной высотой от 4000 до 7000 м. Климат Тибета поражает контрастами. На высокогорных равнинах выше 4500 м в летний период температура приземного воздуха днём иногда достигает +30 °С, а ночью опускается часто ниже нуля. Зимой всё наоборот, ночные температуры воздуха опускаются до -30 °С, а к полудню иногда достигают положительных значений.
Важной климатической особенностью Тибета является относительно низкое количество осадков и высокое
а
Типологические ландшафты высокогорных равнин Тибетского плато в интервале абсолютных высот 4500 - 4800 м:
а - дефляционно-аккумулятивные песчано-каменистые криостепи с плоскими котловинами выдувания, периодически затапливаемые надмерзлотными и дождевыми водами; б - широкие дефляционные желоба; в - травянисто-песчаные аккумулятивные бугры, возникающие на участках закрепления травянистой растительностью
и относится к реликтовому типу. В интервале 4000 -4500 м распространена островная и прерывистая мерзлота переменной мощности в первые десятки метров. Выше 4500 м простирается пояс сплошного распространения многолетней мерзлоты, мощность которой достигает 100 м и более.
Снега выпадает очень мало (1-2 см), а его покров крайне неравномерен из-за ветрового перераспределения. Большая часть снега выдувается и испаряется, минуя жидкую фазу (сублимируется). В ясные зимние дни, когда температура приземного воздуха повышается до положительных значений, часть снега оттаивает. Талые воды просачиваются в грунт, где ночью замерзают в виде конжеляционного льда. Особенно впечатляет огромное за год количество переходов температуры поверхности через ноль - точку замерзания воды, что кардинальным образом ускоряет все процессы криогенного дробления, выветривания, морозного пучения и др. В таких условиях лежащие на поверхности обломки пород, в буквальном смысле, разрывает на части.
Коэффициент увлажнения в Тибете - близкий Центральной Якутии или Сахаре - существенно ниже единицы. С одной стороны, это способствует формированию засушливых пустынных обстановок, но с другой стороны, сплошное распространение ММП и мерзлотные во-доупоры на отдельных участках приводят к локальному переувлажнению почв на равнинных участках, формированию в котловинах выдувания множества мелких эфемерных озёр.
Несмотря на наличие ледников, речной сток здесь незначительный, флювиальные процессы подавлены, за исключением редких и коротких дождевых паводков. Некоторые внутренние районы Тибета настолько засушливы, что превратились в пустыни, а крупные водоёмы полностью испарились или от них остались мелкие солёные озёра. В непосредственной близости от них в высоком поясе гор (выше 4500 м) существует много крупных ультрапресных озёр, получающих питание исключительно с горных ледников.
В общем, Тибет - это страна неимоверных контрастов! Лишённые растительного покрова склоны гор покрыты здесь многочисленными параллельными ложбинами поверхностного стока (деллями) - типичным элементом аридного типа денудации и рельефообразо-вания. Они формируются на склонах во время внезапных ливней временными водотоками небольшой мощности, которые не могут вынести большое количество наносов и в нижней части склона попросту дренируются в грунт или частично испаряются.
В наиболее засушливых районах Тибета почвенно-растительный покров отсутствует. Ландшафты здесь образованы преимущественно каменистыми пустынями, среди которых встречаются обширные поля дюн и барханов - песчаные моря, или эрги. Непрерывно дующие ветры способствуют интенсивной дефляции - ветровому выдуванию тонкодисперсных супесчано-сугли-нистых отложений. Наиболее интенсивно выдуваются глинистые и суглинистые фракции. Пыль поднимается высоко в атмосферу и полностью выносится на преде-
лы нагорья. Песчаные частицы не могут подниматься в воздух, они перемещаются путём сальтации - мелких прыжков, группируются в дюны и барханы, которые медленно перемещаются по поверхности тибетских равнин.
Уже на протяжении миллионов лет Тибет представляет собой крупнейшую область аридной денудации. В настоящее время миллионы тонн пыли ежегодно выносятся за пределы нагорья. Поднимаясь в верхние слои тропосферы и выше, пыль перемещается в восточном направлении - противоположном вращению Земли. Постепенно за пределами нагорья пыль осаждается вместе с дождевыми осадками, покрывая обширные территории. Вот так за миллионы лет сформировалось величайшее в мире Китайское лёссовое плато - пинь-инь, простирающееся в виде шлейфа к востоку от Тибета и покрывающее бассейн р. Хуанхэ до её среднего течения. Площадь этого плато около 430 тыс. км2, а средняя мощность отложений составляет 250 м, достигая на отдельных участках 500 м и более.
В практическом отношении китайские лёссы, с одной стороны, весьма полезны, поскольку обладают высочайшей плодородностью в случае орошения. В этом плане они являются важным природным ресурсом. С другой стороны, лёссовые отложения создают множество проблем при строительстве, поскольку подвержены широкому перечню опасных процессов и явлений (дефляции, оползанию, оплыванию, суффозии, размоканию и разжижению) гораздо сильнее, чем другие типы грунтов. Именно в результате размыва лёссовых отложений и переизбытка влекомых наносов вода великих китайских рек Хуанхэ и Янцзы всегда имеет жёлтоцементный цвет.
Теперь становится понятным, почему в Тибете преобладают каменистые пустыни. Ведь все тонкодисперсные отложения миллионы лет выносились ветрами за пределы этого горного сооружения и откладывались по периферии нагорья в пределах Великого лёссового плато.
На «крыше мира». Всё чаще наши размышления о мистериях Тибета стали прерываться не слишком приятными ощущениями. С каждым новым перевалом мы забирались всё выше и выше. Уже серьёзно ощущался недостаток кислорода, отчего сердце то учащённо билось, то на миг замирало. Мы давно пересекли абсолютную отметку 4500 м и двигались по широкой каменистой степи, обрамленной где-то вдалеке цепочками заснеженных вершин.
«Марсианские» красноватые пейзажи исчезли. Ландшафт окрасился в изумрудно-зелёный цвет альпийских лугов с соломенно-жёлтыми островками степей. Однако всё казалось каким-то неполным, незавершенным. Везде были видны разрывы дёрна, через которые пестрел всё тот же красноватый песчано-щеб-нистый «марсианский» грунт.
Исчезли овраги и каньоны, то тут, то там, прямо посреди степи, виднелись какие-то мелкие округлые озерца с плоскими берегами, извилистые речушки с медленно текущей мутной красноватой водой. Но никаких
Альпийские луга (а) приурочены к пологим переувлажнённым подветренным склонам холмов на абсолютных высотах 4500 м и более. На открытых участках интенсивной дефляции и эоловой аккумуляции развиваются специфические мозаичные лугостепи (б). На пологих возвышенностях распространены куртинные каменистые степи с множеством дефляционно-криогенных медальонов (в, г)
болот нигде не было! Очень странно! В пределах крио-литозоны Якутии и всей Восточной Сибири такие плоские пространства обычно заболочены из-за мерзлотного водоупора, залегающего весьма близко от дневной поверхности. Я уже не говорю о берегах множества термокарстовых озёр Якутии, которые часто представляют собой качающуюся трясину.
Местами незадернованные участки были мокрыми и покрыты какими-то наилками, как будто днища недавно высохших луж. По-видимому, и здесь кровля мерзлоты залегает весьма близко, поэтому атмосферные воды не просачиваются глубоко и периодически выступают на поверхность. Но почему-то это не приводит в Тибете к обширному заболачиванию.
Местами появлялись каменистые пятна, напоминающие пятна-медальоны, небольшие изометричные бугры с треснувшими макушками. Все это было крайне не похоже на мерзлотные формы и явления, привычные для нас в Якутии. Совершенно не попадались ледово-грунтовые полигоны, крайне широко распространённые в Сибири. Отсутствовали также какие-либо ку-румоподобные образования. Вообще, размеры самых больших обломков на поверхности не превышали 15 - 20 см.
Асфальтовая дорога местами изобиловала ямами, рытвинами и трещинами и сильно напоминала автострады Якутии. Крейсерская скорость нашего автомобиля снизилась до 30 -40 км/час. На расстоянии 200 - 300 м от нас стрелой протянулась Транстибетская железнодорожная магистраль. В отличие от автодороги она, как будто не замечая меняющегося рельефа, ландшафта и климата, спокойно убегала в неизвестность. Здесь, на самом высоком участке Тибетского нагорья, значительная часть этого грандиозного в инженерном плане сооружения возведена на железобетонных опорах, каждая из которых, в свою очередь, установлена на четырёх покоящихся в мерзлоте железобетонных сваях.
«Это всё мерзлотные процессы автодорогу разрушают», - пояснил наш аспирант Чжан Шенжу. Погода резко изменилась, над «крышей мира» неслись плотные гурты облаков, из которых временами мелко моросил дождь. Похолодало. «Скоро на станцию приедем, осталось всего сто сорок километров», - сообщил наш проводник.
Дорога снова поползла на перевал, голову сдавливало тисками. Мы молча проглотили по таблетке от «горной болезни» и пытались справляться со своим на мгновенья пропадающим сознанием. Говорить никто не хотел, для этого не хватало воздуха. Лишь изредка мы обмениваясь короткими фразами, как бы убеждаясь, что всё ещё живы.
К недостатку кислорода вскоре добавилось ещё одно «развлечение». По разбитой ямами дороге машину болтало туда-сюда. Всё внутри у нас также соответствующим образом болталось и стремилось наружу. С благодарностью вспомнили утреннюю просьбу нашего водителя Гао Фаня, чтобы мы не слишком наедались. Обедом также пришлось пожертвовать на всякий случай.
Наконец, в паре сотен метров от дороги на одиноком куполообразном холме показалась небольшая группа синих одноэтажных строений с красными крышами.
б
Тибетская высокогорная исследовательская станция Северо-Западного института экологии и природных ресурсов АН КНР расположена на высоте 4700 м на одном из наиболее проблематичных в инженерно-геокриологическом отношении участков Транстибетской железной дороги. ММП имеют здесь сплошное распространение, мощность варьирует от 70 до 300 м, а льдистость грунтов достигает 50 %
Мы сразу поняли, что это и есть научно-исследовательская станция. Приближался закат, нас уже здесь ждали.
Тукуланы Тибета - невероятно, но факт! Изучение криогенно-эоловых процессов Тибета представляет не только фундаментальную задачу, но и сугубо практический интерес, поскольку некоторые песчаные массивы формируются и двигаются так быстро, что могут засыпать автодорожную насыпь. Однако на порядок большую опасность представляет другой эоловый процесс - дефляция - ветровое выдувание мелкозёма. Дефляция охватывает обширные участки равнинного и горного рельефа Тибета и является здесь, на наш взгляд, самым распространённым и опасным инженерно-геологическим процессом.
Дело в том, что опасна не столько сама дефляция, а то, что сдувание почвы и поверхностных отложений приводит к обнажению высокольдистых ММП и массивных грунтовых льдов. Они начинают интенсивно деградировать, что ведёт к катастрофическому площадному термокарсту. На участках строительства, где происходит частичное или полное нарушение почвенно-расти-тельного слоя, процессы дефляции и термокарста особенно активизируются.
Логично предположить, что, прежде всего, необходимо бороться с дефляцией, которая вызывает деградацию мерзлоты. Но как это сделать? Пытаться закреплять ландшафт путём простого высаживания растений здесь бессмысленно. Для деревьев и кустарников слишком холодно и сухо, все почвы каменисто-щебнистые, и трава на них растёт плохо. Возить почво-грунт издалека - дело крайне затратное, его также нужно где-то брать, кроме того, всю привезённую почву
мгновенно сдует ветром! Чтобы этого не происходило, нужно каким-то образом снизить воздействие ветра на земную поверхность, т. е. замедлить процессы дефляции, а ещё лучше создать условия эоловой аккумуляции. Тогда теоретически должна начаться естественная аккумуляция тонкодисперсных отложений. Мудрые китайцы с лёгкостью и без особых затрат решили эту проблему. Вдоль проблемных участков железных и автомобильных дорог Тибета они возвели целые системы специальных лёгких сеточных ограждений высотой до 1 м, ориентированных поперёк господствующих ветров. В результате этого скорость приземного ветра существенно снизилась, и на поверхности началось интенсивное накопление песка. В миниатюре это выглядит, как если шкуру с густым мехом положить на землю. Между его ворсинками обязательно начнет застревать песок.
Используемые китайскими коллегами приёмы настолько эффективны, что на протяжении 2-3 лет на участках, за-щищённых от дефляции, аккумулируется слой дюнного песка толщиной более 1 м. Заключительной фазой таких мероприятий является биологическая рекультивация рукотворных эоловых покровов соответствующей растительностью.
Само по себе явление распространения дюнных образований в холодных регионах со сплошным распространением многолетней мерзлоты не стоит считать чем-то необычным. На Марсе, например, поверхность на 90 % покрыта эоловыми образованиями, а температура воздуха опускается ниже -150 °С.
Современные и позднечетвертичные дюнные массивы (тукуланы) весьма широко распространены в Якутии и Восточной Сибири, несмотря на то, что эти области расположены в крайне холодном климате и в пределах криолитозоны сплошного типа. В сущности, это один из вариантов бореальных (холодных) песчаных пустынь, занимающих обширные пространства Центральной Якутии в бассейне среднего течения рек Лены, Вилюя, Тюнга, Линдэ, Синей и др. Ещё более обширные пространства дюнообразования охватывали Восточную и Западную Сибирь, а также Европу и Канаду во время последнего термического минимума (крио-хрона) неоплейстоцена (18 - 20 тыс. л. н.). На протяжении этого криохрона, именуемого в Восточной Сибири сартанским стадиалом, одновременно с песчаными дюнными покровами на заболоченных пространствах формировалась вторая ключевая формация криолито-зоны - ледово-лёссовые отложения с массивными полигонально-жильными льдами.
Ландшафтно-климатические условия в Якутии и Восточной Сибири ещё совсем недавно кардинальным образом отличались от современных. Об этом ярко свидетельствуют многочисленные находки вымерших
Инженерные мероприятия для снижения дефляции и формирования искусственных эоловых покровов на экспериментальном участке Высокогорной Тибетской геокриологической станции (абс. высота 4650 м).
а - рук. станции проф. Цинбай Ву (слева) и г.н.с. лаборатории общей геокриологии ИМЗ СО РАН д.г.н. Алексей Галанин
обследуют незакреплённый дюнный массив вблизи Транстибетской железной дороги; б - автоматическая метеостанция на площадке мониторинга; в - сеточные ограды для захвата эолового песка и формирования искусственных дюнных массивов
животных - бизонов, мамонтов, шерстистых носорогов, сайгаков, диких лошадей, быков, верблюдов, пещерных медведей, львов, саблезубых кошек и других. Ведь именно в тех более жёстких климатических условиях «ледникового периода» они прекрасно существовали и достигали высокой численности. Так почему же они все вымерли в современном более тёплом климате? Однозначного ответа на этот вопрос нет. Но можно с уверенностью сказать, что ландшафты «ледникового периода» в Восточной Сибири были гораздо более продуктивными и разнообразными, раз на них поддерживалась значительная численность и высокое видовое разнообразие крупных травоядных мамонтового биома.
Вообще, если говорить о раннеголоценовом вымирании, то следует говорить не о вымирании отдельных животных, а об исчезновении целой экосистемы, ландшафты которой были крайне не похожи на современные. Как выглядели эти «вымершие» ландшафты
мамонтового биома, можно только предполагать. Эволюционируя внутри экосистем, животные приспосабливаются к её климатическим условиям, кормовой базе, сезонам года, особенностям погоды, рельефу, ландшафтам. Как известно, высокое разнообразие травоядных копытных возникает на широких открытых пространствах саванн, степей и полупустынь, где основными видами являются травянистые растения. В таких условиях стратегически важным является выносливость, способность передвигаться на большие расстояния - от летних пастбищ к зимним и обратно.
В условиях холодных степей (криосте-пей) на особенности эволюции накладываются крайне низкие температуры и наличие снежного покрова. Для лучшего сохранения тепла происходит увеличение размеров тела животных, густоты и длины шерсти, появляется трубчатая шерсть, уменьшается длина конечностей для убыстрения кровообращения. В холодных климатах у животных должны быть «приспособления» для выкапывания пищи из-под снега и сезонная смена окраски шерсти «в маскировочных целях» и многое другое. Все эти и многие другие адаптационные признаки наблюдаются у травоядных мамонтового биома, вымерших на территории Восточной Сибири около 8 - 12 тыс. л. н. Однако отмеченные эволюционные приспособления и сейчас были бы весьма выигрышными в условиях ультрахолодного климата Якутии и Восточной Сибири.
Необходимо отметить, что даже мягкие и умеренные климаты с высоким количеством снеговых осадков губительны для большинства видов травоядных. Так, в современных мягких климатических условиях о. Сахалина, где широко распространены высокопродуктивные леса и луга с травой до 2-3 м, полностью отсутствуют копытные. Это связано с крайне мощным снежным покровом, высота которого достигает 2-3 м. Травоядные не могут ни перемещаться, ни добывать себе пищу. Следствием этого является отсутствие хищников, кроме медведей, проводящих зиму в спячке.
Таким образом, современный климат Якутии и Тибета сходны и тем, что здесь выпадает минимальное количество снеговых осадков в сравнении с окружающими регионами. Но есть и различия. В Якутии мамонты, бизоны, дикие лошади, овцебыки уже вымерли, в то время как их современники всё ещё населяют холодные степи и полупустыни Тибета, прекрасно себя там чувствуют и совершенно не собираются вымирать! В чем же причина? Не означает ли это, что ландшафтно-климати-ческие условия Якутии во времена мамонтового биома были чем-то сходны с современными ландшафтами и климатами Тибета? Логика подсказывает, что это возможно.
Большое морфологическое сходство внешнего
облика у современных представителей «вымершего» мамонтового биома обусловлено длительной адаптацией к условиям «холодной степи».
Сверху вниз: тибетский як, овцебык и степной бизон
Если природно-климатические условия Восточной Сибири были сходны с тибетскими, то в современных ландшафтах Тибета мы можем в реальности наблюдать аналогичные процессы формирования рельефа, рыхлых отложений и криолитозоны. Другими словами, современный Тибет может стать дополнительным ключом для понимания механизмов и условий происхождения
рельефа, рыхлых отложений и криолитозоны Восточной Сибири.
Длительное время исследователи «ледникового периода» Сибири полагали, что по мере плейстоценовых похолоданий лесная растительность сменялась лесотундрой, затем кустарниковой тундрой и, наконец, бедными арктическими травянисто-лишайниковыми тундрами. При дальнейшем похолодании тундры сменялись каменистыми пустошами, покрывались многочисленными снежниками и покровными ледниками. При потеплении климата всё происходило в обратном порядке. Такие представления основывались на учении о географической зональности и высотной поясности. Действительно, многие исследователи, представляя себе ландшафтно-климатические изменения плейстоцена, как будто двигаются по современной карте с юга на север и обратно.
Наблюдая пространственную структуру современных ландшафтов Восточной Сибири, трудно представить, что в процессе похолодания лиственничная тайга может смениться не болотистой тундрой, а степью, тем более дюнными пустынями. Поэтому длительное время считалось, что обширные дюнные массивы и другие типы пустынь не были свойственны ландшафтам Якутии во время плейстоценовой ледниковой эпохи.
По нашему мнению, криогенно-эоловые образования Якутии (тукуланы) являются откровенным свидетельством холодных и ультрааридных климатов, господствовавших не территории региона в позднем плейстоцене. Они напоминают нам о сложной мозаике холодных ультраконтинентальных песчаных пустынь и мамонтовых криостепей, распространившихся на обширных пространствах Восточной Сибири на протяжении последних криохронов. Эта ландшафтная мозаика, вместившая большое разнообразие травоядных и охотящихся на них хищников, вероятно, была чем-то сходна с ландшафтной структурой современного Тибета.
Сходство современного климата Тибета и поздне-плейстоценового палеоклимата Якутии (с поправкой, конечно, на широту) подчеркивается тем, что в пределах высокогорной криолитозоны Тибета имеется множество подвижных дюнных массивов, очень сходных с якутскими тукуланами. Мы упоминали о них выше. Эти массивы иногда довольно быстро перемещаются, создавая существенные проблемы для строительства и эксплуатации инженерных объектов. Оказывается, что и китайские коллеги, также как и мы в Якутии, активно изучают эти явления на Тибетской высокогорной геокриологической станции под руководством профессора Цинбай Ву.
Как и на тукуланах Якутии, в тибетских песчаных массивах происходят различные криогенные процессы -промерзание, формирование наледей и т. д. Различные типы грунтовых вод тибетских тукуланов, также как и дюнных массивов Якутии, разгружаются в виде высо-кодебитных межмерзлотных источников, т. е. имеют некоторое сходство по гидрогеологическим условиям.
Однако есть и существенные отличия тибетской криолитозоны, а именно то, что здесь вместе с
высокольдистыми многолетнемёрзлыми грунтами и дюнными массивами распространены крупные современные ледники. Причем на некоторых участках края ледников находятся в окружении активных дюнных массивов. Как ни парадоксально, но в действительности оказывается, что оледенение и песчаные пустыни могут сосуществовать и развиваться одновременно в сходных климатических условиях!
В то же время в пределах криолитозоны Тибета крайне незначительно распространены отложения ледово-лёссовой формации с полигонально-жильными льдами, столь широко развитые в Якутии и Восточной Сибири. Почему? Ответы на эти и множество других вопросов, вероятно, могут быть получены в рамках совместных исследований по теме «Эоловые процессы холодных регионов Якутии, Северного Китая и Тибета».
Тибет - прародина мамонтового биома. Растительный и животный мир современного Тибета удивителен и неповторим. Здесь среди пестрой мозаики альпийских лугов, горных степей разгуливают обросшие густой и длинной шерстью тибетские яки - предки современных коров, «лошади Пржевальского» и множество разновидностей диких ослов различных размеров и окраски - онагры, куланы и кианги. Какая-то из этих разновидностей стала прототипом современной одомашненной лошади. Не менее экстравагантно вписаны в ландшафты холодной тибетской степи дикие двугорбые верблюды (хаптагаи), низкорослые антилопы (оронго) с длинными саблевидными рогами, дикие овцы, горные козлы, бараны, джейраны и многие другие травоядные, ещё недавно (12 - 14 тыс. л. н.) населявшие обширные пространства плейстоценовых криосте-пей Северной Евразии.
Среди эндемичных хищников можно отметить ирбиса - снежного барса, красного и тибетского волка, гималайского медведя, тибетскую лису, дикого кота манула и др. Конечно, здесь обитает также множество других животных, в названиях которых используется слово «тибетский». Это означает, что данные виды являются эндемиками и нигде больше не встречаются. Есть здесь ещё менее изученные животные весьма необычного облика. Например, такины, практически не известные европейцам и описанные зоологами лишь в начале прошлого века.
Большинство перечисленных травоядных по степени адаптации полностью соответствуют охарактеризованным выше представителям «мамонтового био-ма» - обитателям холодных криостепей. Наиболее холодостойким крупным травоядным является дикий як, нередко забирающийся на высоты до 6000 м. Это животное, чем-то сходное с овцебыком и бизоном, имеет множество адаптаций к крайне низким температурам и разряженной атмосфере.
Всё это заставляет задуматься, почему именно здесь, в Тибете, наблюдается такое разнообразие столь
специфической «криостепной» фауны крупных травоядных? У современных палеонтологов на этот счёт уже имеются некоторые соображения. Дело в том, что около 10 млн лет назад, в конце миоценовой эпохи, Тибет начал изолироваться от внешнего мира в результате непрерывного тектонического подъёма территории. Причиной этого вздымания стала тектоническая коллизия - столкновение крупнейших плит земной коры - Китайской платформы и «приплывшего» с юга Индийского субконтинента. Активные тектонические движения и рост Тибета продолжаются и сегодня, сопровождаясь высокой сейсмической, вулканической и гидротермальной активностью.
Недавние уникальные палеонтологические находки останков шерстистых носорогов в юго-западном Тибете на абсолютной высоте 4200 м имеют возраст около 7 млн лет и являются самыми древними на Земле. Они свидетельствуют о том, что первые представители плейстоценового мамонтового биома появились именно на территории Тибета3 задолго до глобального похолодания и наступления четвертичной ледниковой эпохи. Об этом также свидетельствуют современные генетические исследования ДНК шерстистого мамонта, которые показали его наиболее вероятное родство не с африканским, а именно с индийским слоном, предки которого также населяли территорию современного Тибета в миоцене.
Итак, в миоценовую эпоху, около 10 млн л. н., до начала тектонического вздымания на территории современного Тибета были исключительно тропические виды растений и животных, сходных с современными обитателями Индии: слоны, носороги, буйволы, антилопы, львы, тигры и многие другие. Природа миоценовой эпохи кардинально отличалась от современной и в глобальном масштабе. Материковые ледниковые покровы в Северном полушарии отсутствовали, климат был ещё достаточно мягким и тёплым, природные зоны были выражены слабо, субтропические леса и саванны достигали арктического побережья.
Медленный подъём территории Тибета на протяжении миллионов лет сопровождался настолько незаметными климатическими изменениями, что животные успевали к ним приспосабливаться. Так, снижение содержания в воздухе кислорода по мере увеличения абсолютной высоты компенсировалось ростом объёма лёгких и изменением химического состава гемоглобина; похолодание климата сопровождалось изменением у животных пропорций тела, увеличением длины и густоты шерстяного покрова, утолщением жировых тканей и другими адаптациями. В конце концов, Тибет превратился в высочайшее нагорье, его отдельные хребты достигли хионосферы и стали покрываться ледниками. Обитатели нагорья настолько изменились генетически, что превратились, по сути, в другие виды - эндемики, не встречающиеся в окружающих регионах. Они уже не могли спуститься вниз, поэтому оказались полностью изолированными от внешнего мира.
3 Deng T., Wang X., Fortelius M., et all. Out of Tibet: Pliocene Woolly Rhino Suggests High-Plateau Origin of Ice Age Megaherbivores // Science. 2011. V. 333. P. 1285-1288.
Однако в начале плейстоцена, около 2 млн лет назад, началось крупнейшее глобальное похолодание. Оледенение и иссушение климата дифференцировали ландшафты и привели к появлению природных зон. К северу от Тибета на территории Северной Евразии возник циркумполярный пояс лесостепей, криостепей и полупустынь, ландшафтно-климатические условия которых оказались чем-то сходными с тибетскими. Для многих обитателей Тибета, миллионы лет изолированных от внешнего мира, новые природные условия оказались благоприятными, поэтому они могли выйти за пределы нагорья и распространиться по всей Северной Азии и даже проникли в Америку через Берингийский сухопутный мост.
Таким образом, прародиной мамонтовой фауны, многочисленные остатки которой постоянно обнаруживаются в Якутии и Восточной Сибири, вполне могут быть высокогорья Тибета. Его современные ландшафты, состоящие из пёстрой мозаики альпийских лугов, каменистых степей и полупустынь, обладают весьма высокой продуктивностью, естественные пастбища могут поддерживать значительные популяции травоядных и чем-то сходны с плейстоценовыми криостепями Восточной Сибири, исчезнувшими на рубеже плейстоцена и голоцена. Впрочем, Тибет и северо-западный Китай считаются родиной не только представителей мамонтовой фауны, но и многих видов растений, например, кедрового стланика, широко распространённых в современной флоре Якутии и Восточной Сибири. Таким образом, Тибет - это действительно мистический, полный загадок регион, скрывающий ещё множество тайн и загадок.
Тибетская высокогорная станция. Вот так, наблюдая за меняющимся ландшафтом и время от времени погружаясь в пространные размышления о происхождении Тибета, мы, наконец-то, достигли основного пункта назначения - Тибетской высокогорной станции СЗИЭПР, расположенной на высоте 4700 м. Здесь нас встретил и оказал тёплый приём проф. Цинбай Ву в окружении своих учеников. Они проводят здесь ежегодные исследования на экспериментальных площадках, хорошо оборудованных современной автоматической аппаратурой.
Станция была просторной и очень уютной, по крайней мере, в летнее время. Внутри станции был длинный широкий коридор длиной метров 30. Одна из его стен, об-ращённая на юго-восток на проходящую в сотне метров
автодорогу была полностью остеклена. С противоположной стены от коридора располагался десяток просторных комнат, одну из которых отвели нам. Здесь же в торцевой комнате располагалась столовая. В коридоре напротив стеклянной стены было множество кресел и стульев.
После ужина все обитатели станции расселись вдоль стеклянной стены для обсуждения предстоящих планов исследований. Мы смотрели на закат солнца и попивали чай с арбузами, наблюдая за цепочками низко бегущих облаков, фарами тяжёлых грузовиков, движущихся куда-то в сторону Индии. На улице быстро смеркалось и холодало, облака сгустились и отяжелели. Где-то вдалеке бесшумно сверкали зарницы молний, крепчал ветер, с его порывами мелкий дождь отчаянно хлестал по стеклянной стене станции. В порыве ветра казалось, что она слегка приподнимается над землей, а мы летим на дирижабле. Перед нами был совершенно иной Мир, который сейчас менял наше сознание, управлял ощущениями.
Я вспомнил почему-то «Солярис» Станислава Лема. Впереди нас ждали совместные исследования по проекту «Эоловые процессы холодных регионов Восточной Сибири, Северного Китая и Тибета», результаты которых, возможно, дадут ответы на множество вопросов о происхождения криолитозоны, лёссов, едомы и полигонально-жильных льдов, палеогеографии ледниковой эпохи и загадочном исчезновении мамонтов.
Благодарности. Автор выражает искреннюю благодарность администрации Института мерзлотоведения им. П. И. Мельникова СО РАН и персонально - руководителю отдела по международным связям Л. В. Про-копьевой за инициативу и содействие, а также профессору Чжан Дзе Главной государственной лаборатории инженерной геокриологии Северо-Западного института экологии и природных ресурсов АН КНР (г. Ланьчжоу) за организацию поездки в Тибет. Организация поездки и совместных исследований была бы невозможна без Гранта SAFEA (State Administration of Foreign Experts Affairs) № GDT20176200053 «High-end foreign experts project (Bureau of Foreign Experts Affairs of Permafrost Regions of China».
Примечание. Все использованные фотографии выполнены автором, кроме последней (смонтирована из интернет-изображений).
А<рхт мутъ1ХШ1(жй
Жалок тот ученик, который не превзошёл своего учителя.
Леонардо да Винчи
Фальсификаторов истории надо судить так же, как и фальшивомонетчиков.
Сервантес
