Введение к работе
Актуальность темы. Лёссово-почвенная формация (ЛПФ) - это крупный комплекс континентальных отложений преимущественно плейстоценового возраста, возникший в условиях чередования ледниковых и межледниковых эпох. Принято считать, что формирование лёссов происходило в особых криоаридных условиях ледниковий под влиянием комплекса субаэральных процессов, в которых преобладала седиментация из воздуха алевритового материала. Формированию почв на материнском лёссе отвечали межледниковые и интерстадиальные этапы, которые отличались ростом тепло- и влагообеспеченности, а также относительной стабилизацией поверхности.
Погребенные почвы водораздельных участков характеризуются пространственно-генетической выдержанностью и могут рассматриваться как стратиграфические реперы в ЛПФ. Установление взаиморасположения горизонтов лёссов и погребенных почв, а также выявление текстурных особенностей отложений (эрозионные контакты, признаки переотложения и др.) - основа для реконструкции истории рельефа водоразделов в контексте ледниково-межледниковой цикличности. Значение таких реконструкций заключается в том, что они позволяют выявить реакцию эрозионно-аккумулятивных процессов водораздельных участков и верхних звеньев эрозионной сети на направленность и характер климатических изменений. В свою очередь, это способствует созданию теоретических основ для прогноза развития рельефа в условиях изменяющегося климата.
Северо-Восточное (СВ) Приазовье, ввиду полноты и открытости разрезов четвертичных отложений, является одним из наиболее значимых в палеогеографическом отношении районов юга Восточно-Европейской равнины. Береговые обнажения Таганрогского залива позволяют непрерывно прослеживать строение ЛПФ на протяжении многих километров. И здесь нельзя не отметить парадоксальность сложившейся ситуации, когда за более чем вековую историю исследований лёссов Приазовья специальных работ, посвященных палеогеоморфологическим реконструкциям, не проводилось. Отчасти это упущение можно объяснить имевшейся до недавнего времени неполнотой в разработке обоснованной хроностратиграфической схемы строения лёссово-почвенной серии Приазовья. Работы последних лет (Величко и др., 2006, 2009, 2010, 2012) восполняют этот пробел. Таким образом, возникли объективные предпосылки для постановки исследования по проблеме эволюции рельефа лёссовых водоразделов СВ Приазовья в плейстоцене.
Цель исследования - выявить общие закономерности эволюции рельефа водоразделов СВ Приазовья в ходе ледниково-межледниковых циклов плейстоцена на основании изучения строения ЛПФ ключевых участков.
Для достижения поставленной цели потребовалось решить следующие задачи:
-
Проанализировать имеющиеся в литературе представления о строении, возрасте, истории формирования ЛПФ СВ Приазовья и подстилающих ее отложений.
-
Охарактеризовать современное состояние рельефа и рельефообразующих процессов изучаемой территории на основе анализа литературных источников, космических снимков, топографических карт и данных радарной съемки (SRTM-90).
-
На примере ключевых участков изучить геолого-геоморфологическое строение лёссовых водоразделов и реконструировать их субаэральную морфо динамику.
-
На основе полученных реконструкций определить локальные и региональные факторы в эволюции рельефа водоразделов СВ Приазовья; выявить реакцию эрозионно-аккумулятивных процессов водораздельных участков на изменения ландшафтно-климатических условий в ходе ледниково-межледниковых климатических циклов.
Объекты и состав исследований. Для проведения палеогеоморфологических исследований был выбран ряд ключевых участков на побережье Таганрогского залива: Мелекино, Беглица, Семибалки, Шабельское. Ключевые участки принадлежат разновозрастным лиманно-аллювиальным террасовым уровням с дифференцированным по мощности и сложности строения лёссово-почвенным комплексом. Полевые работы включали инструментальную фиксацию стратиграфических подразделений в двух направлениях: вдоль береговых обрывов, а также в поперечных створах на основе данных бурения. Диагностика погребенных почв в береговом обнажении и скважинах проводилась на основе морфотипических признаков, разработанных Т.Д. Морозовой (1972, 1995), и опиралась на детально изученный с применением комплекса аналитических методов разрез - основу каждого ключевого участка.
Исследования по проблеме плейстоценовой эволюции рельефа лёссовых водоразделов СВ Приазовья проводились в период с 2009 по 2012 годы в рамках работ по следующим проектам, выполняемым Лабораторией эволюционной географии ИГ РАН: ОНЗ РАН № 13.9.2. «Этапы становления и перспективы развития аридной зоны Восточно-Европейской равнины по материалам Доно-Азовского региона»; РФФИ 11-05-00228-а «Ретроспективный анализ и сценарии
предстоящих изменений в степной зоне Европейской части России в условиях глобального потепления в 21 веке». Научная новизна.
-
Впервые проведены палеогеоморфологические реконструкции на основе изучения лёссово-почвенных серий СВ Приазовья, опирающиеся на инструментальную фиксацию стратиграфических подразделений в разрезах и буровых профилях.
-
Сопоставлен общий ход субаэральной морфодинамики для разновозрастных террасовых уровней СВ Приазовья. Определены локальные и региональные факторы в развитии рельефа водораздельных участков.
-
Выявлен региональный этап интенсивной эрозии водоразделов, соотносимый с концом валдайской ледниковой эпохи.
-
Установлена временная и пространственная неоднородность седиментации лёссового материала в пределах изучаемой территории.
Защищаемые положения:
-
Основные черты древнего рельефа террас СВ Приазовья наследуются на протяжении субаэрального этапа развития: неизменным остается положение крупных форм эрозионной сети (балок/суходолов), в рельефе водоразделов сохраняются неровности кровли лиманно-аллювиальных отложений.
-
В субаэральной морфо динамике водоразделов СВ Приазовья выявляется 3 главных этапа:
-
допоздневалдайский - преобладает лёссовая аккумуляция, лёссовые горизонты относительно равномерно облекают первичный рельеф;
-
поздневалдайский - интенсивный снос с водоразделов, проявившийся в развитии линейной эрозии и склоновых процессов;
-
голоценовый - относительная стабилизация поверхности.
3. Для аэральной седиментации лёссового материала характерна
пространственно-временная неоднородность в пределах СВ Приазовья.
Практическая значимость. Полученные данные о строении палеорельефа и установленные закономерности развития морфолитогенной основы послужат базой для прогнозирования развития рельефа в условиях изменяющегося климата. Оценка степени устойчивости геоморфологического компонента ландшафта позволит грамотно спланировать развитие хозяйства региона, размещение производств, жилых строений и объектов инфраструктуры, а также принять своевременные меры по защите от угроз, связанных с развитием эрозионно-аккумулятивных процессов.
Материалы по плейстоценовой истории рельефа Приазовья могут быть использованы в курсах региональной палеогеографии географических и геологических факультетов ВУЗов.
Личный вклад автора. Автор принял личное участие в сборе и обработке материала для написания диссертации. В ходе экспедиций 2009-2012 гг. в составе полевого отряда Лаборатории эволюционной географии ИГ РАН автором выполнялись следующие работы: расчистка и описание разрезов, фиксация палеопочв в береговых обнажениях, ручное бурение и описание кернов, отбор образцов отложений из разрезов и скважин на комплекс анализов. Непосредственно автором выполнен гранулометрический анализ более 250 образцов и охарактеризован механический состав четырех ключевых разрезов, фигурирующих в работе. Анализ проведен с использованием лазерного анализатора размеров частиц в лаборатории кафедры геоморфологии и палеогеографии Географического факультета МГУ. Автором произведены палеогеоморфологические реконструкции по ключевым участкам, выполнены обобщения, характеризующие развитие рельефа водоразделов СВ Приазовья в ледниково-межледниковых циклах плейстоцена.
Достоверность работы обусловлена использованием большого объема фактического материала, применением современных методик его обработки и интерпретации, апробации результатов работы на ряде конференций. Результаты работы докладывались и обсуждались на VI геоморфологической конференции «Щукинские чтения» (Москва, 2010); VI международном семинаре по лёссовым отложениям в Польше «Closing the gap - North Carpathian loess traverse in the Eurasian loess belt» (Вроцлав, 2011); международной конференции «Изучение освоения морских и наземных экосистем в условиях арктического и аридного климата» (Ростов-на-Дону, 2011); международной конференции молодых ученых «Land-Ocean-Atmosphere Interactions in the Changing World» (Балтийская коса, 2011).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 12 научных работ, из них 3 статьи в рецензируемых изданиях, рекомендованных ВАК.
Объем и структура. Работа состоит из 6 глав, введения, заключения (139 страниц текста), списка литературы (144 наименования). Содержит 41 рисунок и 4 таблицы.
Благодарность. Автор выражает искреннюю благодарность научному руководителю, д.г.н., профессору А.А. Величко за ценные научные консультации, поддержку и постоянное внимание в ходе работы; сотрудникам и аспирантам лаборатории эволюционной географии (С.Н. Тимиревой, О.К Борисовой, Ю.М. Кононову, В.В. Семенову, И.И. Спасской, Р.Н. Курбанову, А.Л. Захарову) за неоценимую помощь в ходе полевых работ и важные замечания по тексту
диссертации; сотрудникам, аспирантам и студентам кафедры геоморфологии и палеогеографии Географического ф-та МГУ (В.В. Филиппову, Е.А. Морозу, Е.А. Еременко, Ю.Р. Беляеву, Е.Д. Шеремецкой, Н.Г.Новиковой, М.Ю. Горшеневу и др.) за помощь в проведении полевых и лабораторных работ.
