Программа совместных исследований
|
(Предлагаемый нами вариант)
1. Совершить большие показательные маршруты по Памиру и Тянь-Шаню с привлечением ведущих специалистов ближнего и дальнего зарубежья в области палеогляциологии и четвертичной геологии. Основной маршрут совершить по Центральному и Северному Памиру в пределах палеооледенения ледника Федченко и в Алайской долине; другие - в некоторых долинах Северного и Внутреннего Тянь-Шаня. Вышеуказанные районы нам хорошо известны и там находятся интересные объекты изучения. Цель этих походов – познакомиться непосредственно на месте (по принципу – лучше раз увидеть…) с сильными палеогляциологическими объектами (в том числе – с стратотипическими разрезами четвертичных отложений) с разработанных нами новых исходных позиций и выйти на серьезные совместные исследования. В экспедиции ставка будет сделана на такую фактуру, как визуальное ознакомление с разрезами, цифровые фото и отбор образцов на анализы. Это должно быть в преддверии последующих возможных совместных грантовых проектов для целей долгосрочного прогнозирования оледенения и климата и межрегиональных геологических корреляций. Безусловно, по результатам исследований в походах должны быть совместные статьи. 2. Изучить с новых исходных позиций стратотипические (и другие, из числа значимых в палеогляциологии и четвертичной геологии) разрезы четвертичных отложений высокогорных зон Тянь-Шаня, Памира и Кавказа;
3. Усовершенствовать разработанные нами способы прямого радиоуглеродного датирования морен по рассеянной и концентрированной автохтонной органике. 4. Детализировать построенные нами палеогляциологические схемы и модель долгосрочного прогнозирования оледенения и климата (они – вподразделе «О тупиковой ситуации в четвертичной геологии и палеогляциологиии и как из нее выйти») на основе прямых радиоуглеродных датировок морен (продолжить С-14 датирование этим способом репрезентативных голоценовых и позднеплейстоценовых морен горных районов). В исследованиях следует сделать акцент на палеогляцио-климатические реконструкции голоцена. Это в связи с тем, что прошлые голоценовые изменения оледенения и климата находятся ближе к современной эпохе, нежели таковые плейстоценового времени. Поэтому выявленные голоценовые гляциально-климатические изменения удобнее и надежнее применять в качестве аналогов возможных сценариев этих изменений будущего времени. 5. Провести эксперимент по радиоуглеродному датированию (в пределах возможностей С-14 метода) по рассеянной (а также – по вышеупомянутой концентрированной) автохтонной органике плейстоценовых морен равнинных областей Евразии. Эксперимент можно будет считать весьма удачным, если равнинные морены окажется возможным датировать радиоуглеродным методом с использованием вышеуказанной органики. В этом случае можно будет получать надежные возрасты большей части стадиальных морен позднеплейстоценового оледенения. Эксперимент можно будет признать сполна удачным, если полученные радиоуглеродные датировки плейстоценовых морен, например, донского и московского (или же хотя бы одного из них) оледенения Европейской части Евразии окажутся в пределах досягаемости С-14 метода. В этом случае все имеющиеся там плейстоценовые морены– от Окского (раннечетвертичного) до Валдайского (позднечетвертичного) эпохальных оледенений, выдаваемых за таковые с традиционных позиций, на самом деле окажутся стадиальными моренами одного (единственного в плейстоцене) позднеплейстоценового оледенения (что нами уже показано на примере Тянь-Шаня и Памира). Ожидаемый результат: в случае положительного исхода эксперимента его результаты позволили бы кардинально (безусловно – в лучшую сторону) перестроить существующие палеогляциологические и климато-стратиграфические схемы (в том числе – и изотопно-кислородные по океаническим осадкам), а также гляциальную и лессовую стратиграфию четвертичного периода, и навести надежный корреляционный мост между горными и равнинными областями Евразии. Примечание: установленная однократность плейстоценового оледенения в горах Тянь-Шаня и Памира и приуроченность его к позднему плейстоцену позволяют нам предположить межрегиональный характер такой закономерности, а, следовательно, и однократность плейстоценового оледенения и в равнинных областях Евразии, в частности, в Европейской части России. Полагаем, что в таком случае все имеющиеся там плейстоценовые морены (от Окского до Валдайского оледенения) – это морены не эпохальных оледенений, а стадиальные морены одного позднеплейстоценового оледенения. 6. Выполнить Корреляцию основных палеогляциологических событий высокогорных зон Средней Азии и равнинных областей Евразии на основе прямых радиоуглеродных датировок морен (в пределах возможностей С-14 метода). 7. Расширить географию исследований с выходом на другие регионы Тянь-Шаня и на Памир, а также на Кавказ; 8. Продолжить палеоклиматическое изучение бессточных высокогорных озер Тянь-Шаня (оз. Иссык-Куль, Чатыркуль и Арабельских озер; прим.: оз. Чатыркуль было основным и наиболее результативным объектом исследований в вышеуказанном проекте ISTC#Kr-330.2) и Памира (оз. Каракуль, Шоркуль и Рангкуль); Озеро Чатыркуль - это настоящий кладезь палеоклиматической информации! На Чатыркуле в рамках проекта INTC#Kr-330.2 мы пробурили со льда скважину на глубину 10 м в донных отложениях озера и взяли керн на С-14 и палинологию. Достали возраст 20 000 лет. Нужно пробурить глубже и не только со льда, но и на берегу и достать возраст 50-60 тыс. лет! 9. Выполнить палеоклиматическое изучение торфяников приледниковых зон горных районов; в этом деле главное – правильная генетическая типизация морен и псевдоморен, на субстрате которых развиты и исследуются торфяники. При предыдущих исследованиях торфяников Тянь-Шаня в пределах приледниковых зон результаты во многом оказались дезинформирующими по причине неправильной генетической типизации субстратов; 10. Изучить процессы бронирования горных ледников поверхностной (абляционной) мореной. Основными методами исследований будут: морфолитологические, радиоуглеродное датирование и уран-изотопные исследования. При традиционных гляциологических исследованиях, выполняемых для определения ледовых ресурсов и в целях долгосрочного прогнозирования оледенения и ледникового стока, фактор бронированности ледников моренным чехлом остается не учтенным и не проработанным. В связи с этим традиционно подсчитанные ледовые ресурсы (в виде ледников) горных районов являются значительно заниженными; а составляющая многолетней мерзлоты и вовсе не учтена. Большинство Тянь-Шаньских, Памирских и Кавказских ледников в значительной степени забронированы моренным чехлом. Причем, небольшие (а это преимущественно каровые) ледники забронированы в большей степени (вплоть до 100%-ного). В значительной степени забронированы и ледники-гиганты, такие как Иныльчек, Каинды, Семенова и др. (в Тянь-Шане), Федченко, Гармо, Грум-Гржимайло и многие другие (на Памире).
Примечание. - На фоне глобального потепления деградация ледников происходит чрезвычайно быстро, а в историческом и тем более в геологическом масштабе времени ее можно охарактеризовать как катастрофическую. Такая картина наблюдается во всем мире. По данным Геологических исследований США (USGS) (), все 37 ледников в Национальном парке Ледников в Монтане (США) значительно сократились за прошедшие 150 лет. Ледник Сперри потерял 11% своего объема между 1979 – 1993 годами, а ледник Гриннел – на 63% за 1938 – 1993 годы. USGS прогнозируют, что все ледники исчезнут уже к 2030 году, если потепление будет продолжаться такими же темпами. Европейские Альпы тоже не защищены. 23-километровый ледник Алетч, самый длинный в Альпах, также уменьшается. «За 1850 – 1980 годы этот ледник потерял половину своего объема», - сказал эксперт по горам Бернского Университета (Швейцария) Бруно Мессерли. «А за 20 лет с 1980 по 2000 год ледник потерял четверть оставшихся 50%. До конца нынешнего века этот ледник просуществует, так как его толщина сейчас составляет 900 метров. Но многие другие исчезнут». Согласно другому источнику (Баков Е.К., Мельникова А.П. История развития оледенения // Ледовые ресурсы Центрального Тянь-Шаня.- Бишкек: Илим. 1991.- С. 40-49) за последние 50 лет ледники Средний Азии, Кавказа и Альп сократились от 20 до 40 %. Наши комментарии: Безусловно, в этих случаях имелись в виду лишь открытые части ледников, потому как забронированными ледниками гляциологи не занимаются. В связи с этим «гляциальный катастрофизм», который приведен в вышеуказанных источниках, нам представляется не достаточно обоснованным. То же можно сказать и о материалах гляциологов-традиционщиков, исследовавших ледники Тянь-Шаня. Для получения объективной картины следует заняться изучением забронированных ледников, в том числе и в историко-генетическом аспекте.
11. Оттарировать временную шкалу при изотопно-кислородном изучении голоценовых ледников. Сделать это посредством получения серии прямых (по автохтонной органике) радиоуглеродных датировок стадиальных морен голоценового оледенения, развившихся на субстратах изучаемых ледников. Ожидаемый результат: проверить достоверность традиционно выполняемых изотопно-кислородных исследований на ледниках, а также повысить результативность таких исследований. Отбор образцов моренного мелкозема (на С-14) и ледникового льда (на изотопно-кислородный анализ) делать в естественных и искусственных обнажениях на субстратах морфологически хорошо выраженных разновозрастных валов голоценовых морено-ледниковых комплексов. На фото № 2 показано одно из таких обнажений.
Фото 2. Естественное обнажение голоценовой морены и ледникового льда в одном из морено-ледниковых комплексов Тянь-Шаня.
12. С целью уточнения запасов ледовых ресурсов Тянь-Шаня и Памира и получения долгосрочного прогноза бронирования ледников и уменьшения в связи с этим ледникового стока выполнить на ледниках и их морено-ледниковых комплексах уран-изотопные исследования в совокупности с другими исследованиями (морфолитологическими и радиоуглеродным датированием). При этом продолжить начатые нами в 90-х годах уран-изотопные исследования на ледниках и морено-ледниковых комплексах. Здесь мы исходим из установленных нами особенностей гляциального литогенеза с образованием морен горных ледников, при котором решающую роль играет органика в виде гляциохионофильных микроорганизмов, обитающих на ледниках. Эта органика, как и любое другое органическое вещество, сорбирует уран и его изотопы. Уран-изотопные исследования помогут выделять разновозрастные генерации в голоценовых морено-ледниковых комплексах и установить долю каждой составляющей в общем стоке горных рек, в том числе – с открытых и забронированных частей ледников.
Заключение В советское время Тянь-Шаньская высокогорная физико-географическая станция (ТШВНЦ) была замечательной базой для выполнения комплексных географических, а также и геологических (четвертичной геологии) научных исследований, выполняемых учеными Киргизии, России и некоторых других бывших союзных республик. Изменились времена, изменилась ситуация и в научном плане. Однако за это время не уменьшилась, а наоборот, увеличилась потребность человечества в получении долгосрочно прогноза климата и оледенения. Это – на фоне проявляющегося и все более дающего себя знать глобального климатического потепления. Проблемой долгосрочного прогнозирования климата и оледенения занимаются многие научные коллективы во многих развитых государствах на протяжении долгого времени (измеряемого сменой нескольких поколений исследователей). Сколько же еще должно смениться поколений, чтобы наконец-таки этот прогноз был сделан? Наверняка, еще очень много, если не устранить основные причины, мешающие этому - причины, которые вызывают сложности и непреодолимые противоречия в исследованиях, выполняемых на этой стезе с традиционных исходных позиций. Считаем, что эти причины нами найдены и они достаточно полно раскрыты в данном Приложении. Исследования палеогляциологические и четвертичной геологии неразрывны друг от друга и взаимно переплетающиеся. Поэтому на основании всего вышеизложенного сполна можно сделать следующее заключение: палеогляциологию, а вместе с ней и четвертичную геологию нужно вырывать из тупика, а не ждать, когда по прошествии многих десятков, а то и сотен лет "количество перейдет в качество". Людям нужен надежный долгосрочный прогноз оледенения и климата уже сегодня... и его проблема становится все более актуальной. Переломить ситуацию и достаточно скоро получить нужный результат можно только одним способом - встать на новые исходные позиции и на качественно новом уровне (опираясь только на количественные фациально-литологические показатели и прямые абсолютные датировки) выполнять палеогляциологические исследования и геологическое (четвертичной геологии) изучение четвертичного периода. Тянь-Шаньская высокогрная физико-географическая станция в своем новом статусе - Тянь-Шаньского высокогорного научного центра - в силу особенностей своего географического положения может быть замечательным плацдармом для вышеуказанных исследований с новых исходных позиций для целей долгосрочного прогнозирования оледенения и климата, а также – региональных и межрегиональных палеогляциологических и геологических Корреляций четвертичного периода. Одним из доводов в пользу создания Международного высокогорного научного центра на базе ТВНЦ является то, что этот центр может быть удобным плацдармом для физгеографических научных исследований не только в Тянь-Шане, но и на Памире; кроме того, именно в этих горных районах имеется большое количество разрезов (объектов палеогляциологического и четвертичной геологии изучения), изученных ранее с традиционных исходных позиций. Изучение этих разрезов с разработанных нами новых исходных позиций представляется нам решительным шагом в деле палеогляциологичесих реконструкций четвертичного периода, а также региональных и межрегиональных палеогляциологических и геологических Корреляций; это, безусловно, внесет существенный вклад в дело долгосрочного прогнозирования оледенения и климата Евразии в целом. Своими силами Центру не справиться с такими задачами. Необходима финансовая поддержка и кооперация с учеными как ближнего, так и дальнего зарубежья. |
Обоснование необходимости консолидации Кыргызскых и зарубежных специалистов в исследованиях по вышеприведенной программе
Предлагаемый вариант программы предусматривает комплексные исследования с разработанных нами новых исходных позиций для целей: долгосрочного прогнозирования климатических и ледниковых изменений, климатозависящих экзогенных геологических процессов, а также – унификации стратиграфических построений и геологических корреляций антропогена. Реализовать эту программу можно только при коллективном участием специалистов в области геологи и географии четвертичного периода. Считаем, что исследования по этой программе вписываются в тематики вышеуказанных институтов и ведомств Кыргызстана. Ниже приводятся наши представления по этому поводу.
Институт водных проблем и гидроэнергетики НАН КР.
1. Исследования с целью построить долгосрочный прогноз климата и оледенения, а следовательно, и ледникового стока. Результаты исследований позволят выработать стратегию водопользования в Центральноазиатских республиках на фоне проявляющегося глобального потепления, и как следствие, – дефицита воды в связи с катастрофически быстрой деградацией ледников.
2. Второе направление исследований: уточнение ледовых ресурсов. По большому счету необходимо пересчитать эти ресурсы в связи с тем, что таковые (при составлении каталога ледников Тянь-Шаня) не учитывали запасы льда в морено-ледниковых комплексах. Эти комплексы – как бы законсервированные запасы льда, отдающие воду, но менее интенсивно, нежели открытые части ледников. Традиционно исследователи принимали в значительной степени забронированные ледники за голоценовые морены, исключая наличия в них ледниковых тел, либо – допуская присутствие лишь незначительных фрагментов льда. Однако, как показывают наши исследования, эти морено-ледниковые комплексы содержащат мощные толщи ледниковых льдов.
3. Необходимо сделать долгосрочный прогноз не только изменений оледенения (ледников), но и процессов бронирования ледников. Исследования забронированных ледников в прогнозном аспекте совершенно выпали из поля зрения гляциологов. Что происходит быстрее – абляция (суммарный расход ледниковых масс за счет таяния и испарения), или же «уход» их под морену (бронирование абляционной мореной)? Предварительные наши исследования показывают, что «гляциальный катастрофизм», который «видят» гляциологи, далеко недостаточно обоснованный.
Во всех этих исследованиях основная ставка должна быть сделана на изотопное изучение морен, ледников и речных вод с ледниковой составляющей. В этом деле у нас уже имеется хороший задел.
Институт геологии НАН КР.
1. Картирование четвертичных отложений. Дальнейшие исследования с новых исходных позиций позволят существенно усовершенствовать методики съемки и картирования четвертичных отложений. При этом картирование четвертичных отложений высокогорных зон будет выполняться совершенно иначе и более объективно, чем при традиционном (преимущественно геоморфологическом подходе) исполнении (для наглядности – см. рис. 4, 5 данного Приложения).
2. Региональные и межрегиональные геологические корреляции антропогена на основе разработанных нами количественных фациально-литолгических показателей (см. Приложение) и радиоуглеродных датировок по автохтонной органике.
3. Унифицирование и детализация климато-стратиграфических схем четвертичного периода.
4. Обследование с новых исходных позиций известных стратотипических (а также иных значимых в палеогляциологии и четвертичной геологии) разрезов Тянь-Шаня и Памира.
5. Пространственное прогнозирование климатозависящих экзогенных геологических процессов (ЭГП), таких как оползни и сели. При этом целесообразно применить следующие два подхода:
- историко-генетический, предусматривающий установление закономерности активизации этих процессов, имевших место в прошлом в зависимости от палеоклиматических условий. В качестве объектов изучения – древние и свежие оползни и селевые отложения. При этом на основе абсолютных датировок и палинологических характеристик выявляются палеоаналоги (в виде оползневых и селевых отложений) современным и будущим (прогнозируемым) климатическим условиям;
- пространственное прогнозирование оползней и селей в зависимости от литологических особенностей (прежде всего – гранулометрических характеристик) геологических субстратов (генетических типов отложений) их зарождения. При этом выполняется районирование территории по степени подверженности отложений этих субстратов оползневым и селевым процессам. Ставка делается на корректную генетическую типизацию изучаемых субстратов и присущие (закономерные) им гранулометрические характеристики отложений (Гранулометрические характеристики являются важнейшими литологическими особенностями отложений, предопределяющие степень их подверженности оползневым и селевым процессам. – Прим. авт.).
Институт сейсмологии НАН КР.
1. Исследования на пути унифицированности и детализации климато- стратиграфического расчленения четвертичных отложений, а также – региональных и межрегиональных геологических корреляций антропогена.
2. Установление дополнительных критериев сейсмотектонической активности высокогорных районов.
В качестве дополнительных критериев сейсмотектонической активности могут быть вышеуказанные псевдоморены. Как было показано в материалах Приложения, их массовое проявление имело место в период между позднеплейстоценовым и голоценовым оледенениями и они носили характер природных катаклизмов (судя по их большим мощностям и пространственному развитию). Эти процессы (массовый гравитационный литогенез с образованием деляпсивных гравитационных отложений) были климатозависящими (обусловлены значительным климатическим увлажнением), однако в качестве спускового крючка могла быть интенсивная сейсмотектоническая деятельность периода их проявления. Особенно наглядно это для случаев псевдоморен с вовлечением в этот литогенез и коренных пород. Наглядным доказательством этого являются районы с массовым развитием такого рода псевдоморен в зонах повышенной сейсмической активности. Например, в долине р. Чон-Аксуу (фото № 4) – мощнейшее деляпсивные гравитационные образования правого борта долины, стратиграфически перекрывают в отдельных местах обвалы (в частности, в Кызыл-Джарском эрозионном врезе; см. фото № 4; в этом врезе глубиной до 150 м имеются наглядные обнажения такой стратиграфии), сорвавшиеся с противоположного (левого борта) длины р. Чон-Аксуу, а также – многочисленные свежие сейсморвы и исторический Ананьевский сейсмосрыв несколько восточнее р. Аксу; все это свидетельствует о значительной сейсмической активности этого района (оцениваемого как 9-ти бальный), приуроченного к Чилико-Кеминскому узлу. Другим примером являются массовые деляпсивные гравитационные образования в Чатыркульской и Аксаайской котловинах (см. рис. 1), где в гравитационный литогенез вовлечены неогеновые молассы (в Аксайской котловине) и среднеплейстоценовый пролювий (в Чатыркульской котловине). А также - северные отроги Заалайского хребта; как было показано в вышеприведенных материалах, мощнейшие и пространственно развитые Алайские чукуры – это не морены, а псевдоморены – деляпсивные (преимущественно) и дискрупционные (в виде грандиозных Команского и Ачикташсого обвалов - сейсмосрывов) гравитационные образования, разгрузившиеся с отрогов Заалайского хребта. Следует сказать, что объемы Команского и Ачикташсого обвалов, по нашим предварительным оценкам, больше объема считающегося самым крупным в мире Усойского обвала (Центр. Памир).
Отсутствие плейстоценовых морен в Алайской долине (исключение может быть для восточной части долины) и в Заалайском хребте и наличие таковых (а также денудационных форм ледникового рельефа – ледниковых цирков и трогов) в смежном Алайском хребте позволяют предположить, что в позднем плейстоцене Заалайский хребет был значительно ниже Алайского хребта и достиг больших высот (в настоящее время - до 7 тыс. м) в короткий и недалекий период времени – в отрезке времени между позднеплейстоценовым и голоценовым оледенениями (эпоха массового гравитационного литогенеза). Основанием для такого предположения яляется следующее. Высота Заалайского хребта в среднем порядка 6 тыс. м, Алайского хребта – 4 тыс. м.; разница в 2 км. Эта разница вполне могла набраться за указанный короткий период времени - порядка 15-25 тыс. лет, что не без основания: в Тянь-Шане, как показали наши исследования (см. www.scorcher.ru/glaciology/index.php) позднеплейстоценовое оледенение полностью распалось приблизительно 20-25 тыс. л. т. н., после чего началась эпоха массового гравитационного литогенеза. Хионосферы (высоты, при которой возможны зарождение и существования ледников) Заалайский хребет впервые достиг в антропогене к началу или же в начале голоцена (в предыдущие эпохи эта граница не была достигнута и Заалайский хребет, а также сама Алайская долина не были подвержены плейстоценовому оледенению), в связи с этим там и развилось голоценовое оледенение и имеют место голоценовые морены. Простейшие расчеты позволяют ориентировочно определить интенсивность воздымания Заалайского хребта за этот промежуток времени: 2000 м / (25000 -: 15000) тыс. л. = 0,08 -: 0,13 м/год, то есть, от 8 до 13 см в год (!). Подобная картина, видимо, имела место и на всем западном и южном Памире (нашими предварительными исследованиями установлено, что там нет плейстоценовых морен, однако, имеют место массовые псевдоморены). Наглядный пример тому – Ляхское урочище (Северо-Западный Памир, см. фото № 11), где не морены, а псевдоморены в виде грандиозных по размерам деляпсивных и дискрупционных гравитационных образований.
Институт геомеханики и освоения недр НАН КР.
1. Пространственное прогнозирование таких климатозависящих экзогенных геологических процессов (ЭГП), как оползни и сели. Для этого весьма важным является установление степени подверженности геологических субстратов (это преимущественно четвертичные, реже - иные из числа мезо-кайнозойских отложений) оползневым и селевым процессам. Необходимая для этого водная составляющая обеспечивается при возможном увеличении увлажнения за счет аномальных всплесков интенсивности атмосфеных осадков (что все чаще наблюдается в различных районах мира) и прорывных паводков в связи с кататрофически быстрым распадом горного оледенения, проявляющихся на фоне глобального потепления. В долгосрочном аспекте времени (измеряемом многими десятками и сотнями лет наперед) для жителей горных республик важнее знать ни когда, а где могут произойти оползни и селевые потоки. Знание такой прогнозной ситуации позволит более рационально планировать народнохозяйственное освоение горных районов. Поэтому наиболее актуальным является пространственное прогнозирование этих природных процессов.
Основными литологическими особенностями отложений вышеуказанных субстратов, предопределяющими оползневые и селевые процессы, являются гранулометрические характеристики, среди которых – в первую очередь содержание глинистых фракций в мелкоземистом заполнителе отложений.
Ранее (в 70-х – 80-х годах) исследованиями Отдела селевых потоков КАЗНИГМИ (Казахского научно-исследовательского гидрометеорологического института) были получены интерсные результаты по механизму проявления сдвиговых, эроионно-сдвиговых и эрозионно-транспортных процессов при зарождении селей (классификация КАЗНИГМИ). Было установлено, что при сдвиговом процессе зарождаются оползни и грязекаменные сели высокой плотности (четкой границы между «текучими» оползнями и грязекаменными селями высокой плотности не существует); при эрозионно-сдвиговом прцессе зарождаются грязекаменные сели более низкой плотности, при эрозионно-транспортном процессе имеют место сели низкой плотности – наносоводные в виде паводков. Харатерно, что грязекаменные сели формируются при незначительной доле водной составляющей – порядка 10 –: 15 % (эти цифры необходимо уточнить, ссылаясь на материалы КАЗНИГМИ) от общей селевой массы.
История показывает, что в горных районах именно грязекаменные сели являются наиболее мощными и разрушительными. Примеров тому много. В 1921 г. в долине р. Малая Алмаатинка (хр. Заилийский Ала-Тоо) зародился грандиозный и катастрофический грязекаменный сель, при котором на значительную часть г. Верный (Алма-Аты) были вынесены селевые массы объемом более 2 куб. км. Мощным был грязякаменный сель в более позднее время и в долине р. Чемолган. В Кыргызстане самые мощные и разрушительные сели также были грязекаменными. Например: в долине р. Чоктал при прорыве одноименного ледникового озера в 1978 г. по субстрату плейстоценовых морен, деляпсивных гравитационных отложений и срднеплейстоценовых аллювиальнопролювиальных отложений зародился мощный грязекаменный селевой поток, почти достигший берегов оз. Иссык-Куль; в долине р. Тонг при прорыве внутреледниковых емкостей воды ледника Ангы-Сай в 1980 г. на субстрате деляпсивных гравитационных отложений зародился тоже мощный грязекаменный сель высокой плотности (см. фото № 7); подобный селевой поток произошел в долине р. Чирканак (хр. Таласский) при прорыве небольшого ледникового озера Джалпактор в 1976 г., также развившийся по субстрату деляпсивных гравитационных отложений.
Однако много примеров тому, что при прорывах даже крупных ледниковых и завальных озер и внутриледниковых емкостей воды селевые потоки, не втретившие на своем пути деляпсивные гравитационные отложения, были низкой плотности, либо носили характер наносоводных селей. Вот только некоторые примеры этому: завальное озеро (то есть, озеро, плотина которого сложена обвальными массами) Яшилькуль в бас. р. Исфайрам объемом воды в десятки миллионов куб. м. и прорвавшееся в 1966 г., при этом был только селевой паводок; ледниковое озеро Каратор в долине р. Корумды (бас. р. Тонг), провавшееся в 1982 г.; ледниковое озеро Кейдыкучкач в бас. р. Сокулук, прорвавшееся в 1983 г; ледниковое озеро Тез-Тер, прорвавшееся в 1953 г.; прорыв внутриледниковых емкостей воды в долине р. Конурленг в 1980 г.; многократные прорывы внутриледниковых емкостей воды Ак-Сайского ледника (бас. р. Ала-Арча, Киргизский хребет).
В качестве особо наглядных примеров грязекаменных селей высокой плотности следует привести следующие: в долине р. Топ-Карагай (небольшой правобережный приток р. Ала-Арча) в 2003 г. при интенсивном ливне зародился по полигенетическим склоновым отложениям очень мощный (относительно небольших размеров долины селезарождения) грязекаменный сель, прекрывший р. Ала-Арча; в 2009 г. в долине р. Такыр-Тер (бас. р. Норуз Кирг. хр.) при незначительном выплеске воды (видимо, при прорыве небольшого ледникового озера или внутриледниковых емкостей воды) на субстрате деляпсивных гравитационных отложений зародился весьма мощный и динамичный грязекаменный сель высокой плотности, разгрузившийся в межгорной котловине (фото № 20, 21).
Фото № 20 (из архива ККГГЭ). Отложения грязекаменного селя
высокой плотости, зародившегося в долине р. Такыр-Тер (бас. р. Норуз).
Фото № 21 (из архива ККГГЭ). Фрагмент селевого очага
(в виде эрозионного вреза) в котором зародился сель в долине р. Такыр-Тер.
В бортах слевого вреза обнажаются деляпсивные гравитационные отложения.
Методическим руководством по изучению селей, выпушенном КАЗНИГМИ в 1976 г., предусматривается определение физикомеханических характеристик (в том числе и гранулометрических) грунтов непосредственно конкретных очагов возможного селезарождения (это – селевые врезы, рытвины, очаги рассредоточенного селеобразования и пр.; по классификации КАЗНИГМИ). Это очень трудоемкий и дорогостоящий процесс, поэтому он применим в единичных случаях. Слабым местом их исследований (как в целом в материалах всех других иссдователей, изучающих сели и оползни), является отсутствие необходимой корректной генетической типизации субстратов селезарождения. Во всех случаях за морены принимались и псевдоморены из числа деляпсивных гравитационных отложений. Это имеет принципиально важное значение. Как показали наши исследования (см. вышеизложенное в Приложении), истинные морены значительно (в 1,5 -: 2 раза) уступают псевдомренам (из числа делясивных гравитационных образований, наиболее часто встречающихся) в содержании глинистых фракций мелкоземистого заполнителя. Поэтому на субстратах такого рода псевдоморен зарождаются грязекаменные сели, отличающиеся высокой плотностью и большой (зачастую более 20 км протяженностью) транзитной зоной грязекаменных селевых потоков (они же наиболее мощные и разрушительные); именно по таким субстратам зародились вышеуказанные грязекаменные сели в долинах рек м. Алмаатинка, Чемолган, Ангы-сай, Чирканак, Такыр-Тер и др. Как показали наши исследования [10, 11, 12], подобными по содержанию глинистых фракций являются и полигенетические (именно таковыми они являются) склоновые отложения, развитые практически повсеместно в среднегорных и высокогорных районах Тянь-Шаня. Весьма высокое содержание глинистых фракций в ранне – и среднеплейстоценовых аллювиально-пролювиальных отложениях подгорных конусов выноса. В таких случаях (при значительном содержании глинистых фракций в мелкоземистом заполнителе отложений) проявляются сдвиговой и эрозионно-сдвиговой процессы с заождением грязекаменных селей высокой и средней плотности. На субстратах же морен зарождаются грязекаменные сели невысокой плотности, и они имеют незначительные транзитные зоны. Ярким примером грязекаменных селей, формирующихся на субстрате голоценовой морены, является долина р. Ак-Сай (бас. р. Ала-Арча). При значительных выплесках воды (это происходило многократно, в том числе и за последние 40 – 50 лет, что было зафиксировано документально;) из внутриледниковых емкостей Ак-Сайского ледника в селевом очаге (в виде эрозионного вреза) на субстрате голоценовой морены формировались грязекаменные сели невысокой плотности и с весьма незначительной транзитной зоной (Прим. - один из таких селей случился 1 августа 1979 г, свидетелем которого был автор текста); при этом преобладал эрозионно-сдвиговой процесс. Все эти сели разгружались не далее как на поверхности селевого конуса выноса, сформировавшегося за всю геологическую историю селевой деятельности р. Ак-Сай при выходе в долину р. Ала-Арча (фото № 22). Таким образом, протяженность транзитного пути этих селей не более 2,5 – 3 км и это при значительном уклоне русла реки (превышение на том пути около 800 м!)
Фото № 22. Оложения грязекаменных селевых потоков Ак-Сйского слевого очага в долине р. Ала-Арча (Киргизский хребет).
Таким образом, для пространственного прогнозирования (как результат такого прогноза – соответствующие карты районирования) необходимо получить критерии количественной оценки степени подверженности отложений субстратов зарождений оползней и селей сдвиговым и эрозионно-сдвиговым процессам. В этом деле важнейшими являются гранулометрические характеристики мелкоземистого заполнителя этих отложений. Одним из критериев такой оценки может быть разработанный нами показатель в виде степени глинистости, применяемый в качестве количественного генетического признака (см. вышеизложенные материалы).
В селевой и оползневой тематике необходимо установить границы возможного/невозможного проявления сдвиговых и эрозионно-сдвиговых процессов в зависимости от гранулометрических характеристик применительно к основным генетическим типам отложений высокогорных зон (а также – в зависимости от петрографической провинции мест развития этих отложений), на субстратах которых зарождаются сели и оползни. Получив такие характеристики (как степень подверженности отложений сдвиговым и эрозионно-сдвиговым процессам) для репрезентативных участков, можно методом экстраполяции переносить их на все другие участки; разумеется, при этом необходимо выполнять корректную генетическую типизацию отложений (Корректная генетическая типизация литологических субстратов возможного зарождения селей и оползней больше вписывается в исследования геологов, в частности – Института геологии и ККГГЭ,. Прим., авт.). Исследования в этом плане, по нашим понятиям, представляют весьма существенную научную и практическую ценность.
Киргизская комплексная гидрогеологическая экспедиция.
1. Картирование четвертичных отложений с вышеуказанных новых исходных позиций с применением количественных фациально-литологических показателей и прямого радиоуглеродного датирования. При этом картирование четвертичных отложений высокогорных зон будет выполняться совершенно иначе и более объективно, чем при традиционном (преимущественно геоморфологическом подходе) исполнении (для наглядности – см. рис. 4, 5 данного Приложения).
2. Просранственное прогнозирование опасных экзогенных геологических процессов, таких как селевые потоки и оползни. В этом деле, по нашим понятиям, существенным может быть выполнение этим ведомством разработки методов корректной генетической типизации субстратов возможного зарождения селей и оползней на основе дистанционных (посредством дешифрирования АФС и аэровизуальных наблюдений) и рекогносцировочных наземных исследований (с обязательными контрольными детальными обследованиями репрезентативных участков).
Примечание.- при должном навыке исследователей можно достаточно надежно выполнять корректную генетическую типизацию морен и псевдоморен и дистанционно. Это вполне возможно при достаточном опыте применения отработанных нами полевых признаков генетической типизации морен и псевдоморен на основе количественных фациально-литолгических показателей и других признаков, из числа дополнительных.
При этом должны учитываться не только генезис отложений, но и морфологические особенности (размеры, уклон и относительные превышения, а также – наличие форм рельефа, которые могут быть в качестве первичных очагов селезарождения: эрозионные врезы, балки, лощины и пр.) субстратов селезарождения. и последующей трансформации в зоне транзита селевых потоков.
Эти исследования в совокупности с предполагаемыми исследованиями Института геомеханики и освоения недр НАН КР (по части отработки количественных критериев степени подверженности литологических субстратов селевым и оползневым процессам) позволили бы районировать горные территории по степени риска зарождения селей и оползней, а также – прогнозирования характера возможных селей по степени их плотности (грязекаменные высокой плотности, грязекаменные низкой плотности, наносоводные в виде паводков, или же комбинированные варианты). Безусловно, эти зоны будут в зависимости от типа возможных селевых потоков, что и должно прогнозироваться на основе изучения литологических субстратов селезарождения.
3. В гидрогеологии исследования со следующих позиций.
а) Долгосрочный прогноз климатических и ледниковых изменений позволит спрогнозировать естесственные изменения уровней подземных вод.
б) Оптимизация поисково-разведочных работ при поисках перспективных (с точки зрения водообильности) месторождений подземных вод. В этом деле, в нашем понимании, важно реализовать установленную нами закономерность в строение подгорных аллювиально-пролювиальных конусов выноса следующим образом.
- конуса выноса, подвешенные к заведомо неледниковым долинам (в которых не было плейстоценовых и голоценовых ледников; это - в привычном понимании, долины эрозионные и они приурочены преимущественно к периферийным частям горных хребтов), отличаются относительно однородным структурным и литологическим строением и высокими показателями степени глинистости, а соответственно, и плохими фильтрационными свойствами водовмещающих отложений (что делает их малоперспективными для эксплуатации подземных вод);
- конуса выноса, подвешенные к ледниковым долинам (в которых имели место плейстоценовые ледники и развиты голоценовые ледники), отличаются неоднородным строением в вертикальном разрезе (см. рис.3). В таких конусах нижние (а они наиболее мощные и пространственно развитые) горизонты, соответствующие нижнему и среднему плейстоцену, отличаются исключительно высокими показателями степени глинистости, и соответственно, плохими фильтрационными свойствами водовмещающих отложений, (что делает их малоперспективными для эксплуатации подземных вод, равно как и в конусах выноса неледниковых долин). Верхние горизонты, соответствующие позднему плейстоцену и голоцену, наоборот, в целом по разрезу отличаются низкими показателями степени глинистости (что делает их наиболее перспективными при эксплуатации подземных вод). Однако в разрезах позднеплейстоценового субстрата конусов выноса непременно должны находиться и небольших мощностей горизонты с высокими показателями степени глинистости, это - горизонты, соответствующие межледниковым стадиям позднеплейстоценового оледенения. Завершают строение позднеплейстоцеового субстрата таких конусов выноса отложения, соответствующие потледниковью (промежутку между позднеплейстоценовым и голоценовым оледенениями), к которому была приурочена эпоха массового гравитационного литогенеза, во время которой происходили размыв гравитационных и исходных для них склоновых отложений и переотложение их в подгорных конусах выноса (Именно по этой причине алювиально-пролювиальные отложения этого горизонта в значительной степени заглинизированные, унаследовав высокую заглинизированность от исходных для них склоновых и деляпсивных гравитационных отложений эпохи массового гравитационного литогенеза. – Прим. авт.). Этой эпохе соответствуют аллювиально-пролювиальные отложения 2-й надпойменной террасы конусов выноса (см. рис 3), отличающиеся высокой степенью глинистости, а соответственно, и плохими фильтрационными сойствами.
О такой закономерности в строении подгорных конусов выноса, а также о причинах такого их строения подробно изложено в наших вышеприведенных материалах, в частности – в разделе, посвященном объяснению однократного плейстоценового оледенения в горах Тянь-Шаня и Памира.
Примечание. - В трудах гидрогеологов Григоренко П. Г. «Подземные воды бассейна р. Чу и перспективы их использования» изд. «Илим»., Фрунзе 1979 г.» и Мангельдина Р. С. «Ресурсы подземных вод внутригорных впадин Тянь-Шаня. – Б.: Илим, 1991.» указано на имеющую место закономерность изменения фильтрационных свойств по вертикальному разрезу в аллювиально-пролювиальных толщах Кыргызского Тянь-Шаня. В них мы находим сведения о том, что верхние горизонты разрезов отличаются повышенными, а нижние толщи (наиболее мощные) – пониженными фильтрационными свойствами (диапазон изменеия коэффициентов фильтрации - от более 100 до 1-3 м/сут). В качестве причины столь значительного изменения фильтрационных свойств по вертикальному разрезу названа в различной степени заглинизированность водовмещающих отложений. Однако причины различия степени заглинизированности и имеющей место закономерности в строении аллювиально-пролювиальных толщ по вертикальному разрезу в этих работах не раскрыты.
Заключение
Затронутые проблемы являются актуальными и многогранными. Они в большой мере связаны с глобальным потеплением и в связи с этим – с проблемой долгосрочного прогнозирования климатических и ледниковых изменений.
Нами уже получены весьма существенные результаты, позволившие создать перспективные новые исходные позиции исследований в области палеогляциологии и четвертичной геологии. Для дальнейших более глубоких и результативных исследований с этих позиций нужна консолидация усилий не только Кыргызских, но и зарубежных (в том числе и дальнезарубежных) специалистов из числа геологов, географов и гляциологов, занимающихся изучением антропогена. Считаем, что такие исследования возможно и целесобразно выполнять в рамках бюджетного финансирования и внутренних программ соответствующих профильных научно-исследовательских институтов и ведомств. Однако для более скорого получения значительных научно-практических достижений на этом поприще (в том числе - для скорейшего вывода из тупика палеогляциологии и четвертичной геологии и построения надежной основы для долгосрочного погнозирования климата и оледенения) необходимо создать грантовые проекты с финансовой поддержкой международных научных фондов. В этом деле необходимо приложить коллективные усилия с привлечением всех имеющихся связей в научных кругах мира. Считаем, использование вышеуказанных (в Приложении) научных наработок позволит создать конкурентноспособные грантовые проекты. С нашей стороны могут быть предложены варианты 2 – 3 таких проектов.
Ждем обсуждений и конструктивные предложения.
С надеждой на сотрудничество,
заведующий Лабораторией гляциологии Тянь-Шаньского высокогорного
научного центра при Институте водных проблем и гидроэнергетики
Национальной Академии Наук Кыргызской Республики,
к.г.-м. н. Шатравин Владимир Иванович.
E-mail: shatravin@yandex.ru