Специфические формы рельефа и отложения зоны распространения «вечной» мерзлоты (криолитозоны)

В настоящее время южная граница криолитозоны Сибири идет от границы между Северным и Приполярным Уралом на восток на устье р. Казым, далее по южному склону Сибирских увалов и у устья р. Подкаменная Тунгуска переходит на правобережье р. Енисей. Но явные признаки действия мерзлотных (криогенных) процессов на поверхности рельефа начинают отчетливо наблюдаться только гораздо севернее, приблизительно от широты Салехард — Туруханск (устье р. Нижн. Тунгуска). Здесь, в тундре, чаще всего можно видеть современные полигональные образования, натечные солифлюкционные микротеррасы, бугры пучения и термокарстовые понижения, курумы.

Полигональные образования — ячеистая тундра, пятна — медальоны, каменные многоугольники, представляют собой результат зимнего растрескивания однородных (изотропных) мерзлых рыхлых пород с образованием на поверхности 5−6-угольников с диаметром от нескольких десятков см до 1…2 м (рис. 5, А). Центральная часть таких многоугольников, как правило, слегка выпуклая и сложена мелкоземлистым (глина, суглинок) материалом. Границами многоугольников могут быть на начальной стадии развития только трещины (ячеистая тундра). Далее по трещинам развиваются прожилки льда, расширяя их год от года. При завершении развития и при деградации (исчезновении) приповерхностной мерзлоты границами многоугольников служат полосы растительности («пятна-медальоны») и валики, сложенные более грубообломочным материалом — дресвой и мелким щебнем, вытесненным к краям многоугольника морозной сортировкой (вымораживанием) при многоразовом замерзании и оттаивании (каменные многоугольники). При исчезновении прожилков льда трещины заполняются обломочным материалом и образуются т. н. «псевдоморфозы по жильному льду» (рис. 5, Б).

Солифлюкционные натечные микротеррасы наблюдаются на достаточно протяженных склонах с уклоном от 2…3⁰ до 10° и представляют собой результат летнего течения оттаявшего переувлажненного глинисто-суглинистого склонового грунта с образованием натеков — микротеррас длиной от нескольких метров до десятков метров и высотой над склоном до 1 м (рис. 6, А). В случае многолетнего развития процесса с неоднократным замерзанием-оттаиванием такие микротеррасы в результате морозной сортировки могут сопровождаться полосами и валиками обломочного материала с боков и под нижним концом. Из сказанного ясно, что на равнинной тундре солифлюкционные микротеррасы могут развиваться только на пологих склонах долин. Максимум их развития приходится на холмисто-увалистый рельеф и горную тундру.

Бугры пучения развиваются на равнинах, преимущественно на торфяных грунтах, и представляют собой возвышения высотой от десятков сантиметров до нескольких метров и диаметром от первых метров до нескольких десятков метров, возникающие и из года в год растущие над участками повышенной обводнённости и, следовательно, из года в год увеличивающейся льдистости грунта.

Термокарстовые понижения — воронки, просадки, аласы представляют собой отрицательные формы рельефа, возникающие и из года в год увеличивающиеся по мере деградации мерзлоты. Диаметр их от нескольких метров для воронок и до сотен метров и первых километров для аласов, глубина, соответственно, от метров до десятков метров.

Курумы («моря скал») представляют собой скопления крупного щебня и глыб размером до многих м³, возникающие на скальных выходах в результате многолетнего морозного выветривания. На склонах, особенно в горах, курумы образуют потоки.

Южнее тундры в лесной зоне мерзлота становится реликтовой и уходит на глубину, но во время максимального четвертичного оледенения (Самаровское в Западной Сибири, Днепровское в европейской части России, Рисс-1 в Западной Европе) весь юг Западной Сибири и даже северный Казахстан, а также горы Южной Сибири попадали в криолитозону. Поэтому в пределах указанных территорий в стенках обнажений среднечетвертичных (средненеоплейстоценовых), а севернее и в верхнечетвертичных (верхненеоплейстоценовых) отложениях любого генезиса достаточно редко, но при внимательном наблюдении все-таки можно встретить следы бывшей криолитозоны.

Чаще всего и наиболее наглядно можно видеть в пластах рыхлых пород вертикальные морозобойные трещины, рассекающие пласт на глубину до нескольких десятков сантиметров. От вертикальных трещин любого другого происхождения бывшие морозобойные трещины отличаются наличием в них клиньев заполнения трещин рыхлым материалом (псевдоморфоз по клиньям бывшего жильного льда). Материал, слагающий клинья, может быть осложнен микроскладками и мелкой трещиноватостью. Слоистость пород, непосредственно прилегающих к трещине, часто также осложнена микроскладчатостью и трещиноватостью, а кровля пласта, разбитого трещиной с обеих сторон от последней, как правило, образует выпуклости вверх — бывшие бугорки (валики) пучения и выпирания (рис. 5, Б).

Другим признаком того, что данный пласт, толща рыхлых четвертичных отложений когда-то испытали неоднократное замерзание и оттаивание, является наличие в нем местами или по всему слою беспорядочных, узорчатых — пятнистых, сетчатых, прожилковых — рисунков (криотекстур) внутреннего строения, подчеркнутых распределением вторичной, как правило бурой, окраски. Все это может сопровождаться вздутиями кровли вверх — следы пучения.

Если же данная глинистая или суглинистая толща когда-то имела уклон от нескольких градусов и более, то в ней может наблюдаться солифлюкционная микроскладчатость (рис. 6, Б).

В любой рыхлой толще, состоящей из глины и суглинков с примесью дресвы и щебня, в результате многократного замерзания и оттаивания будет наблюдаться вторичная дифференциация на глинистосуглинистую массу и линзы крупнообломочного материала.

Более подробные сведения по формам рельефа и отложениям, создаваемым современными геологическими процессами, — см. [10, 11].

Рис. 5. Схема развития системы полигональных образований («медальонная тундра»):

А — картина на поверхности тундры; Б — картина в вертикальном разрезе

Рис. б. Анатечные солифлюкционные микротеррасы на поверхности склона (в тундре); Б — солифлюкционные склоновые отложения в вертикальных разрезах (объяснения в тексте)