О ДИНАМИКЕ ЭКЗОГЕННЫХ ПРОЦЕССОВ И ЭКОЛОГИЧЕСКИХ ПРОБЛЕМАХ В ДОЛИНАХ ПРЕДГОРИЙ И НИЗКОГОРИЙ АЛТАЯ В УСЛОВИЯХ ПОТЕПЛЕНИЯ КЛИМАТА

1

• Авторы
• Файлы

Русанов Г. Г. Статья в формате PDF 228 KB Многолетними исследованиями установлено, что отложения высоких пойм в речных долинах разных порядков в предгорье и низкогорье Алтая несут элементы четкой ритмичной цикличности, отражающей закономерности осадконакопления, обусловленные существенными изменениями климата. Эта цикличность выражается в наступлении и смене эпох похолодания-увлажнения и потепления-иссушения, что подтверждается ископаемой флорой и фауной, минералогией и геохимией отложений, радиоуглеродной хронологией. В результате выявлена периодика изменений климата, ландшафтов, гидрологического режима рек, динамики экзогенных процессов и экологических условий. Это позволяет сделать прогноз возможных изменений и интенсивности экзогенных процессов и экологических проблем в долинах предгорно-низкогорной части Алтая в условиях современного потепления климата.

Во второй половине раннего голоцена во всех долинах этой части Алтая шел размыв аллювиальных и озерных отложений, синхронных последнему оледенению и началу голоцена, слагающих цоколь высокой поймы. Их размытая кровля в долине Кизихи (бассейн Алея) на Предалтайской равнине имеет радиоуглеродный возраст 8460±100 лет (СОАН-7414), в долине Маралихи (бассейн Чарыша) - 11690±90 лет (СОАН-4391), в долине Тулоя (бассейн Бии) - 12465±75 лет (СОАН-3369).

В атлантическом периоде среднего голоцена в условиях значительно более теплого и сухого климата, чем современный, размыв и врез сменился аградацией и накоплением пойменно-русловых фаций аллювия, слагающего нижнюю часть разреза высокой поймы. Радиоуглеродный возраст этого аллювия на Предалтайской равнине в долине Таловки составляет 5240±120 лет (СОАН-7413), в долине Тулоя - 5895±45 лет (СОАН-3367), в долине Маралихи - 5030±60 лет (СОАН-4390). С этого времени в долинах региона начинается накопление полифациальных отложений высокой поймы, в разрезах которой по комплексу данных четко выделяются три эпохи значительного похолодания и увлажнения, разделенные теплыми и сухими периодами.

Похолодания и увлажнения установлены в начале суббореала (4240±65 лет (СОАН-4398) - долина Сии), начале субатлантика (2390±30 лет (СОАН-3500) - долина Чапши), и в XVI-XIX веках (440±35 лет (СОАН-3505) - долина Малой Иши). Палеокарпологические комплексы свидетельствуют, что в эти периоды среднегодовые температуры могли быть ниже современных на 2-2,5 ºС, а количество осадков - на 100 мм больше. Отложения этих периодов бескарбонатны, представлены песками и илами пойменно-старичной и пoлoвoдно-подпрудной фаций, и отличаются низкими содержаниями микроэлементов. В тяжелой фpaкции резко доминируют окатанные зерна устойчивых к выветриванию и механической трaнcпортировке минералов. Все это свидетельствует о высокой динамике рек и дальней трaнcпортировке материала, его неоднократном размыве и переотложении. Кривизна излучин в уступах первых надпойменных террас и стариц на поверхности высоких пойм в 2-3 раза превышает современные меандры, что указывает на значительно большую водность рек в холодные и влажные эпохи позднего голоцена.

Высокий уровень пoлoвoдий и паводков способствовал очень быстрому, иногда в течение нескольких сезонов, заполнению стариц осадками. Во время ледохода на реках периодически возникали мощные ледяные заторы, приводившие к образованию эфемерных пoлoвoдно-заторных водоемов и быстрому накоплению тонкослоистых осадков пoлoвoдно-подпрудной фации. Одновременно происходил энергичный врез рек со средней скоростью 9-20 мм/год в долинах разных порядков.

В свете современного потепления климата особый интерес в разрезах высоких пойм представляют отложения теплых сухих эпох - атлантического, второй половины суббореального и второй половины субатлантического периодов голоцена. Они представлены более мелкоземистым материалом пойменной фации. В основном это палевои желто-серые плотные пористые облессованные суглинки с повышенной (до 11,5 %) карбонатностью и содержаниями микроэлементов в 1,5-2 раза выше, чем в отложениях холодных влажных эпох. В тяжелой фpaкции присутствует аутигенный лимонит (1-4 %) и доминируют пpaктически неокатанные зерна неустойчивых минералов (до 85 %). В этих суглинках содержатся семена степных растений и многочисленные кости степных грызунов. Во многих старицах в это время шло накопление торфа, радиоуглеродный возраст которого в долине Иши 1605±50 лет (СОАН-3501).

Литолого-минералогические,  геохимические и палеонтологические материалы свидетельствуют, что в эти периоды летние температуры могли быть выше современных на 4-5 ºС, а годовое количество осадков уменьшалось до 300-400 мм, что приводило к значительному сокращению речного стока. Лесные и лесостепные ландшафты сменялись степными, а на склонах долин - сухостепными с разреженной травянистой растительностью. Во многих долинх и на склонах лесной зоны бассейна Бии в обнажениях и шурфах до абсолютной высоты 350 м вскрываются маломощные погребенные каштановые почвы. Такие изменения приводили к усилению линейной эрозии и плоскостного смыва на склонах, и поступлению в реки большого количества мелкозема.

В эти теплые и сухие периоды в условиях стока значительно ниже современного, уменьшения эродирующей и трaнcпортирующей способности рек, их перегруженности мелкоземом, глубинный врез сменялся аградацией. Русла рек заполнялись аллювием и повышались, поднимался уровень грунтовых вод, долины заболачивались. Во время пoлoвoдий и сильных паводков поймы систематически заливались и перекрывались пойменными суглинками. Минералогический состав этих суглинков свидетельствует о поступлении в реки большого количества свежего материала, его незначительной трaнcпортировки и быстроте седиментации. Все это, а также повышенная минерализация, жесткость и щелочность речных вод способствовали накоплению в пойменных суглинках теплых сухих эпох микроэлементов и растворимых солей углекислого кальция.

Дальнейшее потепление современного климата будет сопровождаться сокращением годового количества осадков. Подобные климатические изменения уже четко наметились в предгорно-низкогорной части Северного Алтая и установлены в Западной Монголии. В этих условиях следует ожидать смены ландшафтов, направленности изменений и интенсивности экзогенных процессов в долинах низкогорной и предгорной части региона по сценарию, изложенному выше. Причем следует учитывать и все более возрастаюшую роль антропогенного фактора. Населенные пункты и многочисленные животноводческие комплексы, вырубка лесов на склонах и в долинах, выпас скота, распашка долин и пологих склонов, строительство дорог, линий связи и электропередач, отработка золотоносных россыпей уже привели к существенной, а часто и необратимой трaнcформации природных ландшафтов долин, нарушению почвенно-растительного покрова. В результате произошло значительное усиление линейной эрозии и плоскостного смыва, суффозионных и оползневых процессов. В реки во все большем количестве поступает мелкозем. Это уже сейчас, особенно в долинах ручьев и небольших рек, ведет к заиливанию русел, их повышению и, как следствие, подъему уровня грунтовых вод, заболачиванию долин, их затоплению во время весенних пoлoвoдий и летних паводков.

---