к криогенным формам рельефа не относится к
Криогенный рельеф (мерзлотный)
Криогенными называют геологические, физические, биохимические и другие процессы, происходящие в самых верхних частях земной коры и обусловленные сезонным и многолетним промерзанием и протаиванием увлажненных рыхлых горных пород, охлаждением мерзлых пород, и замерзанием подземных вод.
Направление и интенсивность криогенных процессов связанны с особенностями накопления четвертичных осадков, с тепловлагообменом в верхних горизонтах горных пород, с динамикой промерзания и протаивания.
Для процесса рельефообразования наиболее существенное значение имеют подземные воды и, прежде всего надмерзлотные, циркулирующие в пределах деятельного слоя, или СТС (сезонно-талый, слой) с которым и связаны главные геологические события в районах с распространением многолетней мерзлоты.
Среди мерзлотных процессов наибольшее распространение получили:
пучение и морозобойное растрескивание грунтов, образование жильных льдов, формирование полигональных форм на поверхности, склоновые процессы и термокарст.
Криогенные формы рельефа платформенных областей.
Комплекс криогенных форм рельефа обусловлен совокупностью процессов: морозобойного растрескивания, вымораживания, пучения, протекающий на фоне морозной денудации (разрушения).
Бугристо-западинный рельеф преимущественно низменных платформенных равнин:
(тетрагоны, гексагональные формы, валиковые вогнутые полигоны),
мелкополигональные формы или структурный грунт:
(пятна-медальоны, каменные кольца, многоугольники, каменные венки),
(бугры-торфянники, земляные бугры, бугры-могильники),
бугры-булгунняхи или пинго,
плосковыпуклые ледяные тела-наледи,
термокарстовые формы рельефа:
(термокарстовые озера, аласы, байджерахи).
Криогенные формы рельефа горных склонов и орогенных областей.
Комплекс криогенных форм, обусловленный совместным действием процессов морозного выветривания, десерпции, солифлюкции, гравитации.
Гольцовый рельеф обнаженных склонов:
солифлюкционные террасы,
курумы потоки обломочного материала, в плане напоминающие движение рек, потоков, ручьев на пологих склонах (до 10 градусов),
каменные глетчеры долин и склонов
массы крупного обломочного материала, сцементированного льдом.
Криогенные формы рельефа Юго-Восточного Алтая.
В Горном Алтае криогенным (мерзлотным) рельефом выделяется Юго-Восточный Алтай, территория, которого в большей степени относится к рассматриваемому нами Кош-Агачскому административному району.
Предложенный в качестве модели район выгодно отличается от других своим высотным положением, наличием суровых климатических условий, широким распространением криогенных форм рельефа и что важно отсутствием лесной растительности, скрывающей наблюдаемые природные явления и затрудняющей их изучение.
Полевые маршрутные и полустационарные исследования, проводимые отдельными учеными и коллективами ВУЗов (БГПУ, результаты работы которого с 1969 по 1980 год, приведены ниже) криогенных явлений на территории Юго-Восточного Алтая позволили выявить следующие данные.
1. Многолетняя мерзлота во впадинах существует длительное время и приурочена к хорошо увлажненным участкам днищ на абсолютных высотах от 1 400 до 2 800 м.
На плато и междуречных водоразделах мерзлота отсутствует.
Кровля многолетней мерзлоты вскрывается на разной глубине: 1,3-1,8 и 2-3 м и глубже. Положение ее зависит от состава грунтов, их увлажненности, рельефа и растительности.
Мощность мерзлоты различна: от 4-9 до 25-90 м (по устным сведениям 200-800 м на плато Укок и по долине р. Бургазы).
2. В зависимости от условий промерзания и происхождения мерзлые отложения имеют разную криогенную текстуру.
Выявлена слоистая криогенная текстура озерных илистых отложений в буграх пучения, корковые криотекстуры в щебнисто-галично-валунных отложениях, базальная в илах, суглинках, глинах; при промерзании в них возникают шлиры льда.
3. Криогенные формы рельефа приурочены к местам распространения, как островной, так и сплошной многолетней мерзлоты.
Под влиянием криогенных процессов меняется характер мезо- и микрорельефа: возникают формы при переходе из воды в лед, изо льда в воду, при периодической смене фазовых переходов из воды в лед, изо льда в воду.
4. Наиболее ярко выражены в природе пучинные, полигональные, наледные, термокарстовые криогенные формы рельефа.
Их разнообразие наиболее изучено во впадинах Юго-Восточного Алтая (Результаты исследований 1969, ’70, ’78, ’81, ’82, ’84 и др. годов).
Все межгорные впадины являются замкнутыми депрессиями, в них застаивается переохлажденный зимний воздух, что определяет континентальность и суровость климата; по Б.М. Кривоносову (1975) для Чуйской котловины он определен как антициклональный сухой и холодный, субаридный монгольского типа, экстраконтинентального характера.
Это же утверждал М.В. Тронов, доказывая, что все впадины Юго-Восточного Алтая оказываются в зимний период под влиянием центральной зоны азиатского антициклона; монгольские черты климата проявляются и в летний период, когда возникает сухость при годовом количестве осадков 110-130 мм с господством безоблачной ясной погоды и зимой, и летом.
Куполообразным строением ледового ядра отличаются останцы бугристого рельефа на Ештыкколе в Курайской впадине, возраст которых определяется в 2 000 лет (по устным сообщениям Горбунова А.П.).
Показателями потепления климата являются термокарстовые формы рельефа, образование которых связано с деградацией мерзлоты, особенно во впадинах Юго-Восточного Алтая.
Вытаивание мерзлой толщи создает системы соединенных между собой термокарстовых котловин, которые объединяются в термокарстовые бассейны, каждый из которых характеризуется системой термокарстовых озер, западин, просадок, расположенных среди деградирующих бугров пучения:
Ештыккольский, Курайский, Кошагачский, Тебелерский, Чуйский, Коасуринский, Карамешский, Чультурлинский, Паспортинский, Калдингольский, Анаякский, Саратанский, Ярлуский, Чейбоккольский.
Таким образом, криогенные преобразования рельефа межгорных впадин, начавшиеся 5 000-4 000 лет назад, в суровых климатических условиях, продолжаются в условиях потепления климата и создают яркую картину криогенного рельефа, в условиях формирования и деградации мерзлоты.
Н.П. Костенко. «Геоморфология» Издательство Московского университета.1999.
К.Ф. Войтковский. «Основы гляциологии». Москва, «Наука»1999.
Материалы международного симпозиума. Сентябрь 1999.
«Горы и горцы Алтая и других стран Центральной Евразии». Горно-Алтайск. 2000.
Н.А. Цехановская. «Криогенный лик Юго-восточного Алтая».
Изучение мерзлотного рельефа. Информация
Изучение мерзлотного рельефа
Морфогенез в криосфере Земли не ограничивается деятельностью ледников. В условиях нивального и субполярного климата важное значение для развития рельефа имеют также процессы, связанные с мерзлыми грунтами — мерзлотой. Мерзлота присутствует и под ледниками, однако ощутимое влияние на рельефообразование она оказывает за их пределами: там, где лед на земной поверхности уже растаял или климатические условия (температурный режим, количество осадков) изначально препятствовали наземному оледенению.
Вечная мерзлота является одной из особенностей природы северного края. Почти вся территория Якутии находится в зоне сплошного распространения многолетней мерзлоты. Только в некоторой части Олекминского, Ленского, Алданского, Нерюнгринского районов встречается прерывистая и островная мерзлота.
Работа направлена на изучение мерзлотного рельефа и его форм.
1. Формы мерзлотного рельефа.
Криогенный рельеф генетически связан с процессами:
Морозобойного растрескивания (полигональный рельеф);
Пучения (бугры и площади пучения);
Криогенного выветривания (нивальные формы);
Сортировки материала (структурные грунты);
Течения (солифлюкционные террасы, языки, уступы);
Термокарста (котловины, западины, озера, воронки и др.).
Криогенными называют геологические, физические, биохимические и другие процессы, происходящие в самых верхних частях земной коры и обусловленные сезонным и многолетним промерзанием и протаиванием увлажненных рыхлых горных пород, охлаждением мерзлых пород, и замерзанием подземных вод.
Направление и интенсивность криогенных процессов связанны с особенностями накопления четвертичных осадков, с тепловлагообменом в верхних горизонтах горных пород, с динамикой промерзания и протаивания.
Для процесса рельефообразования наиболее существенное значение имеют подземные воды и, прежде всего надмерзлотные, циркулирующие в пределах деятельного слоя, или СТС (сезонно-талый, слой) с которым и связаны главные геологические события в районах с распространением многолетней мерзлоты.
Формы рельефа, характерные для областей развития постоянной мерзлоты грунта, называют мерзлотными, или криогенными. Среди них наиболее развиты небольшие формы рельефа. По происхождению мерзлотные формы, учитывая физические особенности основных процессов рельефообразования, можно подразделить на несколько групп:
— формы рельефа, созданные процессами солифлюкции;
— формы рельефа, обусловленные термокарстовыми явлениями;
— формы рельефа, связанные с образованием морозобойных трещин.
В условиях вечной мерзлоты поверхностные воды, попадающие в грунт за счет дождей и таяния снега, не могут проникать на большую глубину, а испарение воды здесь вследствие низких летних температур весьма незначительно. В связи с этим деятельный слой перенасыщается водой и превращается в подвижную вязкую массу – плывун, который медленно сползает по кровле мерзлого грунта в направлении уклона поверхности под влиянием силы тяжести. Это движение плывуна носит название солифлюкции.
В районах с отрицательными зимними температурами грунты зимой промерзают. Образуется сезонная мерзлота. Однако на 25 % суши еще существует и так называемая вечная мерзлота. Промерзший грунт здесь никогда не оттаивает в современных климатических условиях. Возникновение вечной мерзлоты связывают с резким похолоданием в четвертичное время, а современные условия способствуют сохранению вечной мерзлоты. Мощность промерзания грунтов колеблется от нескольких метров до тысячи метров – например в Якутии. Районы вечной мерзлоты находятся в северном полушарии в Северной Америке (Канада) и Евразии. В Европе граница вечной мерзлоты совпадает с Северным полярным кругом, а за Уралом она опускается до южной границы России и почти вся Восточная Сибирь и Дальний Восток находятся на территории с вечной мерзлотой.
Вечная мерзлота существует в условиях резко континентального климата с холодной, продолжительной и малоснежной зимой. В породах здесь развиты различные типы льда: лед-цемент, который образуется за счет замерзания влаги в породах; ледяные тела, в виде линзовых жил.
В районах вечной мерзлоты основным рельефообразующим фактором является замерзшая подземная вода. При этом в летнее время верхний слой грунтов здесь оттаивает, а зимой – снова замерзает. Этот поверхностный слой называютдеятельным слоем. Его мощность от 1 до 4 м.
2. Рельефообразование в районах вечной мерзлоты. Криогенная морфоскульптура.
В пределах зоны вечной мерзлоты выделяется несколько подзон:
Подзона сплошной мерзлоты с мощностью 100-500 и более м;
Подзона не сплошной мерзлоты, с мощностью промерзания до 25 м;
В районах вечной мерзлоты основным рельефообразующим фактором является замерзшая подземная вода. При этом в летнее время верхний слой грунтов здесь оттаивает, а зимой – снова замерзает. Этот поверхностный слой называют деятельным слоем. Его мощность от 1 до 4 м.
Основными рельефообразующими процессами в районах вечной мерзлоты являются:
1. Пучение грунтов и образование наледей;
2. Криогенное выветривание и морозное растрескивание грунтов;
3. Морозная сортировка и солифлюкция.
Все эти процессы формируют различные микро- и мезоформы в зависимости: от характера поверхности, которая может быть плоской или наклонной; от характера почв и грунтов, которые могут быть щебнистыми, или илистыми, однородными или разнородными.
Если бугорок, возникший при пучении над линзой льда летом оттаивает, то он становится плоским. Так образуются пятнистые тундры. Наиболее крупные формы оттаивания – это тундровые полигоны. Они образуются на систему трещин, содержащих ледяные клинья. Крупные пяти, четырехугольные полигоны, ограниченные рвами – трещинами глубиной до 1 м, могут достигать нескольких десятков метров в поперечнике.
В полярных странах встречаются полигональные формы рельефа, которые представляют собой правильные многоугольники, разделенные трещинами. В эти трещины проникает вода из нижних грунтов, которая замерзает, образуя ледяные клинья. Летом лед не успевает растаять, разбивая мерзлую породу на отдельные блоки.
Если грунты пластичные, то они выжимаются, образуя валики высотой до 75 см и шириной 1 м. Полигоны имеет ширину до 30 м.
Денудационные формы мерзлотного рельефа связаны с таянием льда и образованием просадочных форм. В местах, где рыхлые породы перемежаются с мощными прожилками льда могут развиваться процессы термокарста. При этом образуются: западины, карстовые озера, котловины. Так, в Якутии сформировались озерно-термокарстовые ландшафты. На склонах речных долин развиты термоэрозионные рытвины и овраги. Термокарст в ряде случаев развивается под влияние хозяйственной деятельности человека: после рубки леса, под пашней, при рытье котлованов и т.д. с оттаиванием вечной мерзлоты связаны термоабразионные и термоэрозионные процессы.
Термоабразией называется термическое воздействие морского волнения на берег. Термоэрозионные формы – это ложбины, овраги и долины, образовавшиеся в связи с термическим воздействием поверхностных вод.
3. Картографирование мерзлотного рельефа
Карта – построенное в картографической проекции, уменьшенное, обобщённое изображение поверхности Земли, поверхности другого небесного тела или внеземного пространства, показывающее расположенные на них объекты в определённой системе условных знаков.
Карта как модель обладает ценными гносеологическими
(познавательными) свойствами. Её важнейшим свойством является пространственно-временное подобие картографического изображения и самого объекта. Это свойство проявляется в 3-х аспектах:
— геометрическом подобии размеров и форм картографируемых объектов;
— временном подобии – отражении на карте состояния и развития
объекта в данный (отражённый на карте) момент времени;
— подобии отношений, связей, соподчинённости объектов.
Геоморфологические карты отображают современный рельеф земной поверхности, его происхождение, возраст, формы и размеры. Различают частные и общие геоморфологические карты.
Частные карты составляются на основе необобщённых или малообобщённых частных показателей, относящихся к морфографии, морфометрии, происхождению, возрасту рельефа, современным рельефообразующим процессам и т. п.
Мерзлотные карты представлены двумя картами,
дополняющими друг друга: мерзлотной (мерзлотно-геологическая карта) и картой типов сезонного оттаивания и промерзания пород.
Мерзлотная карта характеризует основные классификационные признаки многолетнемёрзлых толщ:
— распространение многолетнемёрзлых и талых пород по площади;
— состав, залегание и свойства мёрзлых и талых пород;
— криогенное строение, криогенные текстуры и влажность (льдистость)
мёрзлых и талых пород;
— температурный режим пород;
— строение и прерывистость мёрзлых толщ по вертикали ниже слоя сезонного оттаивания;
— распространение и характер проявления мерзлотных инженерногеологических процессов.
Мерзлотные карты составляются на основе карты ландшафтного районирования по материалам полевых исследований. Границы контуров мерзлотной карты соответствуют либо полностью, либо в обобщённом виде контурам ландшафтной карты.
На мерзлотной карте цветом показываются стратиграфо-генетические типы пород с определённым криогенным строением и характеристикой криогенных текстур в легенде карты. Состав коренных пород и их льдистость характеризуются в условных обозначениях к карте, а состав и льдистость четвертичных отложений показываются в пределах геолого-генетических комплексов теми же условными знаками, которые используются для показа состава и льдистости отложений слоя сезонного оттаивания и промерзания.
Для показа основных характеристик мёрзлой толщи (среднегодовой температуры и мощности) используются различные виды штриховок с разными расстояниями между линиями. При этом небольшие мощности мёрзлых толщ сплошного распространения показывают редкой штриховкой, по мере увеличения мощности густота штриховки возрастает (при низменном направлении).
Мёрзлые породы несплошного распространения показываются наклонной штриховкой различной густоты, в зависимости либо от соотношения мёрзлых и талых пород, либо от мощности мёрзлых толщ.
Для участков талых пород среднегодовые температуры показываются горизонтальной штриховкой в соответствии с картой типов сезонного оттаивания – промерзания пород.
Площади распространения вторых от поверхности горизонтов показываются изолиниями, цвет которых соответствует возрасту и генезису отложений.
К карте обязательно прилагается мерзлотно-геологический разрез, на котором кроме обычных для геологических разрезов характеристик показываются: состав и сложение многолетнемёрзлых толщ по разрезу, криогенное строение и льдистость отложений, мощность и прерывистость мёрзлых толщ, изолинии температур мёрзлой толщи через 1°С ниже слоя годовых колебаний температур и опорные мерзлотные данные по скважинам.
Поскольку мерзлотные условия для каждого микрорайона определяются комплексом природных условий, на разрезах показываются границы смены ландшафтных типов. Причём изменение мерзлотных условий показывается скачкообразно (или ступенчато).
Карта типов сезонного оттаивания и промерзания пород отражает закономерности формирования температурного режима пород и глубин их
сезонного промерзания и сезонного оттаивания. Достигается это путём совместного отображения на одной карте основных характеристик ландшафтных условий и классификационных характеристик типов сезонного промерзания и сезонного оттаивания.
На карте типов сезонного оттаивания и промерзания пород отражаются
— генезис, состав, сложение и свойства слоя сезонного промерзания и
— криогенные текстуры и влажность отложений;
— среднегодовые температуры пород в подошве слоя сезонного оттаивания и сезонного промерзания;
— амплитуды колебаний среднемесячных температур на поверхности;45
— распространение талых и мёрзлых пород по площади;
— уровень грунтовых вод;
— типы сезонного промерзания и оттаивания пород и соответствующие
им среднемноголетние глубины;
— мерзлотные геологические процессы и образования, связанные со слоем сезонного промерзания и оттаивания (пучение, солифлюкция, термокарст, заболоченность, морозобойное растрескивание);
— опорные разрезы и мерзлотные данные.
Применение геоинформационных технологий (ГИС) открывает новые возможности не только в проведении пространственно-временного анализа современных процессов и явлений, но и при использовании традиционных методов исследований, в частности, ландшафтной индикации мерзлотных условий. Результаты ландшафтно-криоиндикационных исследований весьма эффективны при использовании ГИС-технологий в мерзлотоведении и в первую очередь в цифровом картографировании с применением атрибутивных данных слоя карт
Криогенные формы рельефа
1.Основные понятия и термины…………………………………………………..
2.Многолетняя мерзлота. Формирование криогеннойморфоскульптуры…….
3. Особенности тектонического строения и рельефа северных материков…..
3.1 Орографическая структура и высота поверхности…………………………..
3.2 Основные типы морфоструктур………………………………………………
3.3 Влияние подстилающей поверхности ………………………………………
4. Криогенный(мерзлотный) рельеф Евразии и Северной Америки………….
4.1 Происхождение мерзлотных форм…………………………………………..
Многолетняя мерзлота создает особые условия в районах ее распространения. Кроме специфической морфоскульптуры, своеобразные черты имеет режим стока. Особые условия в зоне многолетней мерзлоты создаются для существования растительности. Деятельность человека должна учитывать наличие многолетнемерзлых грунтов, состояние которых может быть легко нарушено, что приводит к негативным, а иногда и катастрофическим последствия.
Глава 1.Основные понятия и термины
Криогенными называют геологические, физические, биохимические и другие процессы, происходящие в самых верхних частях земной коры и обусловленные сезонным и многолетним промерзанием и протаиванием увлажненных рыхлых горных пород, охлаждением мерзлых пород, и замерзанием подземных вод.
Направление и интенсивность криогенных процессов связанны с особенностями накопления четвертичных осадков, с тепловлагообменом в верхних горизонтах горных пород, с динамикой промерзания и протаивания.
Для процесса рельефообразования наиболее существенное значение имеют подземные воды и, прежде всего надмерзлотные, циркулирующие в пределах деятельного слоя, или СТС (сезонно-талый, слой) с которым и связаны главные геологические события в районах с распространением многолетней мерзлоты.
Среди мерзлотных процессов наибольшее распространение получили: пучение и морозобойное растрескивание грунтов, образование жильных льдов, формирование полигональных форм на поверхности, склоновые процессы и термокарст.
Криогенные формы рельефа платформенных областей. Комплекс криогенных форм рельефа обусловлен совокупностью процессов: морозобойного растрескивания, вымораживания, пучения, протекающий на фоне морозной денудации (разрушения).
Бугристо-западинный рельеф низменных платформенных равнин: морозобойные полигоны (тетрагоны, гексагональные формы, валиковые вогнутые полигоны), мелкополигональные формы или структурный грунт: (пятна-медальоны, каменные кольца, многоугольники, каменные венки), миграционные бугры: (бугры-торфянники, земляные бугры, бугры-могильники), бугры-булгунняхи или пинго, гидролакколиты, плосковыпуклые ледяные тела-наледи, термокарстовые формы рельефа: (термокарстовые озера, аласы, байджерахи).
Криогенные формы рельефа горных склонов и орогенных областей. Комплекс криогенных форм, обусловленный совместным действием процессов морозного выветривания, десерпции, солифлюкции, гравитации.
Курумы потоки обломочного материала, в плане напоминающие движение рек, потоков, ручьев на пологих склонах (до 10º), каменные глетчеры долин и склонов массы крупного обломочного материала, сцементированного льдом.
Многолетней мерзлотой называется различной мощности слой грунта, залегающий на некоторой глубине от земной поверхности, имеющий отрицательные температуры и содержащий воду преимущественно в твердой фазе непрерывно в течение неопределенно долгого времени.
Глава 2.Многолетняя мерзлота.
История исследования многолетней мерзлоты делится на несколько этапов:
В районах с отрицательными зимними температурами грунты зимой промерзают. Образуется сезонная мерзлота. Однако на 25 % суши еще существует и так называемая вечная мерзлота. Промерзший грунт здесь никогда не оттаивает в современных климатических условиях.
Возникновение вечной мерзлоты связывают с резким похолоданием в четвертичное время, а современные условия способствуют сохранению вечной мерзлоты. Мощность промерзания грунтов колеблется от нескольких метров до тысячи метров– например, в Якутии. Районы вечной мерзлоты находятся в северном полушарии в Северной Америке (Канада) и Евразии. В Европе граница вечной мерзлоты совпадает с Северным полярным кругом, а за Уралом она опускается до южной границы России и почти вся Восточная Сибирь и Дальний Восток находятся на территории с вечной мерзлотой. В пределах зоны вечной мерзлоты выделяется несколько подзон:
1. Подзона сплошной мерзлоты с мощностью 100-500 и более метров;
2. Подзона не сплошной мерзлоты, с мощностью промерзания до 25 м;
3. Подзона, представленная отдельными островами мерзлотных пород.
Основными рельефообразующими процессами в районах вечной мерзлоты являются:
1. Пучение грунтов и образование наледей;
2.Криогенное выветривание и морозное растрескивание грунтов;
3. Морозная сортировка и солифлюкция.
Все эти процессы формируют различные микро- и мезоформы в зависимости: от характера поверхности, которая может быть плоской или наклонной; от характера почв и грунтов, которые могут быть щебнистыми, или илистыми, однородными или разнородными.
Среди мерзлотныхморфоскульптур представлены положительные и отрицательные, аккумулятивные и денудационные формы. При этом характер рельефообразования определятся физическими свойствами воды.
Все формы, связанные с накоплением льда и обломочного материала можно рассматривать как аккумулятивные формы рельефа. Среди положительных форм более крупного размера следует назвать гидролакколиты.
Денудационные формы мерзлотного рельефа связаны с таянием льда и образованием просадочных форм
В ледниковые эпохи на обширных площадях, лишенных ледяного покрова, происходило глубокое промерзание грунтов и формирование многолетней мерзлоты и связанное с ней образование криогенной морфоскульптуры. Ныне криогеннаяморфоскульптура распространена там, где современные климатические условия способствуют сохранению мерзлоты, а в северных районах Сибири, Северной Америки и ее образованию.
Тела при охлаждении сжимаются, а при нагревании расширяются. При слишком быстром охлаждении и резком перепаде температур тело может разорваться, деформироваться. Во время сильных морозов верхние слои земли сжимаются до определенного предела, а потом раскалываются морозными трещинами на отдельные блоки. Возникает сеть трещин. В такие трещины (около 1,5 см шириной и 3-4 м глубиной) весной затекает талая снеговая вода и замерзает. Ледяная жилка вонзается в грунт. Летом мерзлая порода от нагревания расширяется, но ледяной клин остается. В результате мерзлая порода выдавливается вверх, на поверхности образуются небольшие валики. Процесс многократно из года в год повторяется, за десятки тысяч лет формируются ледяные жилы высотой в десятки метров [13].
Существует несколько закономерностей образования морозобойных трещин полигональных форм рельефа: их возникновение возможно только при быстром охлаждении в условиях резкоконтинентального климата, при отсутствии или незначительной высоте снежного покрова, при отсутствии растительности или при ее разряженности.
Современное морозобойное растрескивание протекает менее активно, чем древнее. Большая часть повторно-жильных образований являются в Средней Сибири реликтовыми (плейстоцен, поздний голоцен). Средняя Сибирь обладает значительной зональной изменчивостью процесса растрескивания, разнообразием типов, морфологии жильных образований, существенной неоднородностью.
На севере Среднесибирского плоскогорья суровые геокриологические условия при сплошном распространении мерзлых пород ограничивают развитие процессов пучения.
При пучении мерзлые породы растягиваются, изгибаются, местами разрываются, образуя трещины напора или пучения. Совокупность этих деформаций (криотектоника) наблюдается при возникновении как многолетней, так и сезонной мерзлоты.
Процессы пучения отмечаются в мерзлых песках, галечниках и других крупнозернистых горных породах, а также на контакте водоупорных пластов и вышележащих водопроницаемых пород. Наиболее активному пучению подвергаются поверхностные горизонты, так как максимальная льдистость эпигенетически промерзших пород наблюдается на глубине 0-30 м. Нередко пучение появляется на полотне дорог, на аэродромах, у подножия склонов, на днищах и в устьях балок и логов.
Образование бугров пучения проявляется в речных долинах и котловинах, где развиты водоносные талики или выходы подземных вод. На междуречьях и пологих склонах пучение ограничено, преобладают мелкие формы.
Торфяные бугры представляют собой поднятия, обычная высота которых 3-4 м, реже 5-7 м, округлой формы, в диаметре от 5 до 30 м, с довольно плоской вершиной, покрытые торфом с ледяным ядром или грунтовой оглеенной массой. Крупные многолетние бугры пучения на пойме Енисея достигают высоты 7-10 м, иногда до 15 м, при ширине от 20 до 200 м и длине отдельных бугров до 300 м. Распространены на болотах и заболоченных участках вокруг неглубоких озер, приурочены к днищам долин крупных и мелких рек, сырым выположенным склонам. Имеют широкое распространение на территории Приенисейской равнины. Самым верхним слоем является торф мощностью около 1 м. Под ним располагается ядро бугра, сложенное мерзлым торфом и почвой или сильно льдистыми пылеватыми суглинками с включением ледяных линз мощностью 5-7 м. Мерзлые ядра сохраняются летом, вытаивая только на стадии разрушения.
Наледи представляют собой генетическую группу конжеляционного льда. По происхождению он является результатом принудительной миграции влаги в результате промерзания подземного водоносного горизонта. По генетической классификации наледи, встречающиеся на территории Путоранской провинции, относятся к гидрогенному типу.
Поверхность наледей осложняется ледяными буграми высотой до 1 м и от 3 до 8м в диаметре. Наледные бугры создаются гидростатическим давлением. Они могут представлять собой изолированные бугры, иногда с минеральными включениями. На территории северо-запада Средней Сибири можно выделить два типа наледеобразования: северный и умеренный.
В пределах Приенисейской равнины развиты преимущественно речные наледи небольших размеров на поверхности надпойменной террасы, вдоль склонов долины р. Енисея, по бортам долин и в устьевой части ручьев, впадающих в Енисей. Максимальный рост наледей происходит с середины ноября до середины января. Речные наледи образуются часто из года в год на одних и тех же местах реки. Русло реки в этом месте обычно расширяется и разбивается на несколько рукавов. Расширение русла является и причиной образования наледи и следствием ее. Весной вода реки устремляется или поверх наледи или река обходит наледь сбоку, подмывая усиленно обрывы террас и способствуя расширению русла.
Наледи межмерзлотных и подмерзлотных вод приурочены к выходам источников вод на склонах южной экспозиции. Если грунтовая наледь возникает на склоне, то она нередко принимает вид грандиозных ледяных каскадов. На территории северных городов в зимнее время появляется большое количество наледей техногенного характера. Их появление обязано нерациональному использованию воды в хозяйственных целях, случаям утечки из отопительной системы, прорыву канализационных вод.
Основная причина появления и развития термокарста: изменение термического режима поверхности, увеличение мощности деятельного слоя. Главное условие: большаяльдонасыщенность пород. Формы рельефа при термокарсте: озерные котловины (аласы), провалы, западины, блюдца, ниши, ложбины, термокары (термоцирки), байджарахи. Размеры термокарстовых форм могут достигать нескольких квадратных километров, но встречаются и совсем небольшие формы.
В Северной геокриологической зоне термокарст распространен повсеместно, его распространение подчиняется особенностям распространения льдистых рыхлых отложений, залегание которых в условиях расчлененного рельефа крайне неравномерно. В исследуемом районе развиты два основных типа термокарстовых озер.
В настоящее время проявление термокарста можно наблюдать по погруженным в воду стволам и пням деревьев, саблеобразному изгибанию стволов деревьев, пьяному лесу, свежим трещинам на бортах впадин, затоплению кустарников и дернины.
Условия развития термокарста. Наиболее полно охарактеризованы последовательность стадий развития термокарста в работах Н.А. Граве.
Н.А. Граве отмечает, что процесс образования провальных форм протекает быстро только на первых стадиях. Прекращение термокарстового процесса происходит: 1) если полностью протаивает лед или льдистая порода; 2) слой грунта по всей мощности становится равным деятельному слою; 3) физико-географические условия в пределах просадки вызовут менее интенсивный теплооборот в приповерхностных горизонтах грунтов и менее глубокое сезонное протаивание.
Продуктами морозного выветривания являются угловатые обломки самого разного размера. Скопления крупных остроугольных скальных обломков характерны для гор и полярных областей с низкими температурами, где в течение года наблюдается до 300-350 циклов замерзания-оттаивания поверхностного слоя. Результатом протекающего в криолитозоне раздробления пород является господство каменных россыпей и курумов. Разрушение пород сопровождается камнепадами, которые особенно часты весной.
Для разрушения пород важны интенсивность промерзания, количество и длительность циклов промерзания-оттаивания, большие амплитуды температуры на поверхности грунта, увеличение с севера на юг глубины СТС, прочность слагающих пород и их трещиноватость, неотектонические движения и большая влажность. Морозное воздействие особенно усиливается вблизи тающих снежников и на берегах, где породы часто смачиваются. Формы рельефа, образующиеся при криогенном выветривании: торы, курумы, каменные реки, каменные моря, нагорные террасы.
1) вымораживание и выталкивание камней;
2) действие стебелькового льда;
С этим процессом связано выпучивание столбов и других искусственных сооружений из грунта. Сортировка развивается повсеместно в области распространения ММП и в горных районах. Основные формы рельефа при сортировке материала: сортированные каменные круги, сортированные каменные полигоны, каменные полосы, сети, ступени, каменные многоугольники, венки, розетки и «боронованные» формы.
Криогенное движение обломков пород развивается во вмещающих отложениях (внутригрунтовое), и на дневной поверхности (поверхностное). Поверхностное криогенное движение приводит к горизонтальной фракционной сортировке обломочного материала и моделированию микрорельефа.
С увеличением суммарной площади каждого обломка возрастают силы пучения и интенсивность их вымораживания. Сортировка материала по крупности происходит в результате осадки грунта вдоль боковых граней обломков, лежащих на мерзлом основании. Чем крупнее обломок, тем больше величина осадки грунта и больше величина его движения вверх. На дневной поверхности накапливается обломочный материал, отчетливо сортированный по крупности. На поверхности располагаются наиболее крупные обломки, с глубиной их размер уменьшается, и у основания каменистого горизонта находятся мелкие дресвяные и песчаные фракции.
Размер пятен от 0,5 м до30-50 м в диаметре, центр на 5-15 см выше, чем край. Наиболее частые вариации размеров от 20-30 см до 1-2 м. Пятна обычно разграничены в разрезе друг от друга трещинкой или клинышком, заполненных гумусированным грунтом. В плане образуют блоки, ограниченные трещинками.
Пятна-медальоны формируются главным образом на суглинистом субстрате, значительно реже они встречаются на супесях, торфе, песках [9]. Пятнистая тундра развивается на примитивных почвах вследствие неглубокого летнего оттаивания почвы (всего примерно на 30-50 см от поверхности). Их образованию также способствуют низкие температуры почвы, слабое задернение тундры, иссушающее действие морозов, растрескивание, размывание и развевание почв в открытых местах.
В районе Боганидского озера С.П. Суслов описал «песчаные медальоны». Они располагаются на вершинах холмов и сложены желтым песком с гравием, галькой, валунами. В восточной части дудинской лесотундры в пределах предгорной части региона на склонах холмов встречаются вытянутые по склону без зеленых бордюров дерновины пятна.
Подобные формы микрорельефа, а также переувлажненность грунтов указывают на возможность развития здесь солифлюкционных процессов. На склонах пятна часто принимают вытянутую форму, и объяснял это также участием солифлюкционных процессов.
С солифлюкцией связано образование криогеннойморфоскульптуры: солифлюкционных террас, валов, шлейфов, полос и ступеней. Для протекания солифлюкции благоприятны следующие условия: отсутствие лесной растительности и сомкнутого дернового покрова, образование трещин (морозобойных и усыхания), большое увлажнение грунтов на вечно и сезонномерзлом основании, интенсивная миграция воды при промерзании и протаивании, наибольшая подвижность грунтов в процессе протаивания.
При положительных температурах лед быстро теряет свойства твердого тела. Образующиеся потоки воды стекают внутри грунтовой толщи в более низкие места, происходит обрушение верхних земляных масс, образуются складки, сопровождающиеся вздутиями и буграми до 2 м высоты.
Развитию солифлюкционных террас может благоприятствовать наличие крупных снежников. Тающий снежник служит источником дополнительного притока влаги на склон, и локально возникают условия для развития денудационных процессов, взаимодействие которых с солифлюкцией и обусловливает формирование здесь крупных солифлюкционных террас.