Научная работа: Новые результаты моделирования гидравлических характеристик дилювиальных потоков из позднечетвертичного
Так, в самой последней работе ([22] со ссылкой на работы П.Э. Карлинга [18]) максимальные высоты абразионных террас в котловинах не превышают 2100 м, при этом максимальный объем названного озера достигал 607 км3 . Очень близкие объемы приводятся в работах П.А. Окишева и П.С. Бородавко [7] при оценке высоты озерных террас также в 2100 м (хотя в монографии первого есть и другая цифра – 2050 м[6]). По данным И.С. Новикова и С.В. Парначева [5], предельный уровень береговых линий достигал здесь 2150 м. А.Н. Рудой по аэрофотоснимкам определил предельный уровень береговых линий в 2200 м, при котором суммарный объем озер составил более 1030 км3 [27–29]. Г.Г. Русанов [13] при крупномасштабном геологическим картировании обнаружил абразионные террасы на некоторых участках южного склона Курайского хребта на горизонтали 2250 м.
Между тем очень информативным показателем высот зеркала озер являются поля дропстоунов, часто четко привязанные к определенным гипсометрическим уровням, а также остатки озерных отложений на бортах впадин на разных высотах. Петрографический состав дропстоунов могут служить показателем направления палеотечений от мест коренного залегания. Так, еще во время съемочным работ 1978–1979 гг. были закартированы дропстоуны на северном макросклоне хр. Сайлюгем, в урочищах Оюм и Бураты, точно привязанные к горизонталям 2020, 2030 и 2060 м. Это – роговики, гранодиориты и гнейсы (полевое определение Г.С. Романцовой [8]).
На участке борта Чуйской впадины между устьем долины Бураты и вершиной и с абс. отм. 2129,7 м, расположенном в 2 км южнее Чуйского тракта, борт котловины осложняют два лога, открывающихся на восток, с пологими и плоскими днищами, выполненными до высоты 2100 м озерными разнозернистыми неокатанными песками, насыщенными дресвой, плохо окатанной галькой и гравием местных пород. Эти лога были в прошлом заливами Чуйского ледниково-подпрудного озера.
На этом участке от подножья борта котловины и до абсолютной отметки 2120 м тянется серия из более десятка озерных террас. В направлении с севера на юг от вершины с отметкой 2129,7 м к устью долины Бураты отмечен четкий перекос террас, особенно нижних наиболее крупных и хорошо выраженных в рельефе. С севера на юг вдоль борта котловины на протяжении 600–900 м они повышаются на 5–10 м.
Озерные террасы огибают и вершину с отметкой 2129,7 м, располагаясь серией по ее северному и западному склону. На западном склоне этой вершине на абсолютной высоте 2070 м на площадке озерной террасы имеется плохо окатанный валун, диаметром по крупной оси около метра, сложенный гранито-гнейсами, и занесенный айсбергом с Курайского хребта или с западной части Южно-Чуйского хребта (верховья бассейнов Елангаша и Чагана). На склонах хребта Сайлюгем, имеющих западную и северо-западную экспозицию, и опускающихся в Чуйскую котловину, следы ледниково-подпрудного озера четко выражены до абсолютных отметок 2100–2120 м. Выше этих горизонталей интенсивно развита современная солифлюкция, ни озерных песков, ни террас и дропстоунов здесь не обнаружено. Вероятно, как полагает первый автор, во время последнего оледенения эти склоны хребта на разных участках от высот 2000 м и выше были покрыты ледниковым льдом, обрывавшимся в озеро, о чем свидетельствуют сглаженные и отполированные до блеска выходы коренных пород, сохранившиеся местами до настоящего времени.
При заполнении водой котловин до горизонтали 2100 м и выше ледниково-подпрудные озера в Курайской и Чуйской котловинах соединялись и образовывали единое озеро. Как отмечал еще 20 лет назад Г.Г. Русанов (личное сообщение), ледниковая плотина занимала все понижение между Курайским и Чуйским хребтами, заполняя древнюю и современную долины Чуи ниже урочища Боротал, при этом полностью перекрывая расположенное между ними плато Белькенек с абсолютной высотой 2264 м. В ходе геологической съемки на этом плато были повсеместно установлены свежие следы древнего оледенения в виде ледниковых шрамов и штрихов, и также разнообразной эрратики, распространенной до высоты 2250 м. Петрографический состав этой эрратики, по данным Г.Г. Русанова, указывает на то, что в образовании ледниковой подпруды участвовали ледники, спускавшиеся с Курайского и Северо-Чуйского хребтов.
Таким образом, абсолютные отметки ледниковой плотины, блокировавшей сток по долине Чуи в районе плато Белькенек в конце максимума последнего оледенения превышали 2300 м, возможно, как допускают А.Н. Рудой и В.В. Бутвиловский – и 2400 м. В последнем случае при максимальном заполнении впадин сток из них мог осуществляться через водораздельные спиллвеи, установленные этими исследователями. Отсутствие же на этих высотах на бортах впадин абразионных и аккумулятивных террас объясняется тем, в максимумы трансгрессий озерные воды контактировали не с коренными бортами впадин, а с глетчерным льдом, спускавшимся в котловины со всех сторон и переходившие на плав. В этих случаях максимальные объемы озерных вод могли достигать 3500 км3 . Достоверные, не вызывающие сомнений и выраженные в рельефе и отложениях уровни заполнения Чуйской котловины водами ледниково-подпрудного озер, приурочены к горизонтали 2250 м. Даже при этих высотах зеркала площадь Чуйско-Курайского водоема достигала нескольких тысяч квадратных километров.
Заключение. В результате моделирования рассчитаны в динамике такие характеристики прорывных паводков, как расходы, скорости движения воды, кривые свободной поверхности, что позволило уточнить ранее полученные другими методами значения и расширить представления о формировании и движении прорывных паводков в долине горной реки.
Применяя предложенную нами модель, можно рассчитать гидравлические параметры не только для различных уровней зеркала озерных вод, но и максимальные расходы, скорости и глубины дилювиальных потоков, которые, имея ввиду приведенные только что абсолютные отметки следов ледниково-подпрудных озер, значительно превосходили приведенные нами цифры порядка 1 млн. м3 /с. Данная работа, таким образом, имеет в том числе и методический характер, что подразумевает продолжение исследований для различных высотных меток стояния озерных вод и высот поверхностей прорывных паводков не только в относительно хорошо изученных котловинах и долинах стока, но и на других подобных территориях.
Итак, все котловины Южной Сибири могли катастрофически, одновременно и неоднократно поставлять на север десятки тысяч кубических километров паводковых вод. Возможны два палеогидрологических сценария:
1)регулярное поступление огромных масс воды в поздне – послеледниковое время в акваторию Полярного бассейна в случае отсутствия ледниковой преграды на севере Азии, которая блокировала бы сток Оби и Енисея;
2)регулярный и катастрофический сброс колоссального количества вещества и энергии на юго-запад, через Мансийское ледниково-подпрудное озеро в Западной Сибири, Тургайский, Узбойский и Манычский спиллвеи в бассейн Средиземного моря.
Оба сценария подразумевают сильные изменения температуры, солености и циркуляции в соответствующих секторах Атлантики или Северного океана.
Резюмируя в целом, отметим, что в реконструированной, крайне агрессивной природной среде в позднем плейстоцене и раннем голоцене южного обрамления Западной Сибири огромной важности проблему, на наш взгляд, представляет восстановление реакции биоты на палеогеографические изменения, причем как отдельных видов, так и сообществ.
Литература
1. Бутвиловский В.В. Палеогеография последнего оледенения и голоцена Алтая: событийно-катастрофическая модель. – Томск: Томск. ун-т, 1993. 252 с.
2. Галахов В.П. Имитационное моделирование как метод гляциологических реконструкций горного оледенения. – Новосибирск: Наука, 2001. 136 с.
3. Зольников И.Д., Мистрюков А.А. Четвертичные отложения и рельеф долин Чуи и Катуни. – Новосибирск: СО РАН, 2008. 182 с.
4. Новиков И.С. Морфотектоника Алтая. – Новосибирск: Наука, 2004. 313 с.
5. Новиков И.С., Парначев С.В. Морфотектоника позднечетвертичных озер в речных долинах и межгорных впадинах Юго-Восточного Алтая. – Геология и геофизика, 2000, т. 41, №2, с. 227–238.
6. Окишев П.А. Динамика оледенения Алтая в позднем плейстоцене и голоцене. – Томск: Томск. ун-т, 1982, 209 с.
7. Окишев П.А., Бородавко П.С. Реконструкция «флювиальных катастроф» в горах Южной Сибири и их параметры. – Вестн. Томск. госуниверситета, 2001. Т. 274. С. 3–12.
8. Рудой А.Н. Развитие речных долин бассейна Чуйской котловины в связи с особенностями четвертичного оледенения / Регион. конф. «Эволюция речных долин Алтайского края и вопросы практики». – Барнаул, 1982. С. 64–67.
9. Рудой А.Н. Основы теории дилювиального морфолитогенеза. – Известия Русского географического общества, 1997. Вып. 1. С. 12–22.
10. Рудой А.Н. Гигантская рябь течения (история исследований, диагностика, палеогеографическое значение). – Томск: ТГПУ, 2005. 224 с.
11. Рудой А.Н. Гигантская рябь течения (история исследований, диагностика и палеогеографическое значение)// Материалы гляциологических исследований, 2006. Вып. 101. С. 24–48.
12. Рудой А.Н., Браун Э.Г., Галахов В.П., Черных Д.В. Новые абсолютные датировки четвертичных гляциальных паводков Алтая. – Изв. Бийского отделения РГО. 2006. Вып. 26. С. 148–151
13. Русанов Г.Г. Максимальный уровень Чуйского ледниково-подпрудного озера в Горном Алтае – Геоморфология, 2008. №1. С. 65–71.
14. Baker V.R. Paleohydrology and sedimentology of Lake Missoula Flooding in Eastern Washington. – Gel. Soc. Am. Spec. Pap., 1972. Vol. 6. 79 p.