Страница 24 из 47
Речные системы напоминают элементы не артериального, а венозного кровоснабжения, которые призваны выносить шлаки — продукты клеточного метаболизма. Действительно, вместе с речной водой в конечные водоемы стока поступает огромное количество твердых и растворенных веществ. В основном это продукты физического и химического выветривания — своего рода геологического метаболизма структур, существующих у поверхности Земли. В последнее время к ним добавились антропогенные загрязнения, связанные с хозяйственной деятельностью человека и поступающие в окружающую среду в форме как твердых выносов, так и жидких стоков.
Ежегодно реки выносят с континентов около 18 529·106 т твердых осадочных веществ, транспортируемых преимущественно в виде взвеси [Лисицын, 1974].
К этому следует добавить примерно 3200·106 т растворенных в водах соединений. Основными поставщиками терригенного осадочного материала в Мировой океан являются реки, стекающие с Азиатского материка (7445·106 т), среди которых выделяются речная система Ганга-Брахмапутры (2177·106 т), Инд (435·106 т), Хуанхэ (1886,9·106 т) и Янцзы (500,8·106 т). Второй по масштабам твердого стока считается крупнейшая река современности Амазонка. В структуре ее выноса общим объемом около 49·107 т/год 95 % составляют частицы алевритовой и пелитовой размерности. Амазонка имеет самый обширный водосборный бассейн, охватывающий Западные, Центральные и Восточные Кордильеры Боливийских и Перуанских Анд, обширные пространства Бразильского и частично Гвианского щитов, а также разделяющих их прогибов, т. е. более трети всей площади Южно-Американского материка. Эта великая транспортная артерия пересекает почти весь континент с запада на восток и выносит за год 3187 км3 воды.
Второе место по объему жидкого стока принадлежит великой африканской реке Конго. Ее средний дебит равен 45 тыс. м3/сут. Однако в отличие от Амазонки в водах Конго содержится очень мало взвешенных частиц. За год эта река выносит не более 70·106 т твердого, в основном взвешенного, материала, в составе которого примерно 13,6 % приходится на железо. За год, таким образом, Конго сбрасывает в океан почти 9 млн т железа.
Способность водного потока перемещать осадочные частицы определяется напором и скоростью, которые, в свою очередь, зависят от уклона дна речного русла. Небольшие горные речки способны волочить гальку и валуны, тогда как мощнейшие водные артерии, протекающие по равнинам, транспортируют преимущественно тонкую муть. Как выяснилось, основная масса влекомого и взвешенного материала, доставляемого малыми реками, приходится на паводковые сбросы. Последние порождаются затяжными дождями или быстрым таянием снегов. В паводок заполняется все русло. Вода в горной реке уже не струится между камнями, а идет стеной. Именно в эти короткие периоды она сметает все на своем пути и перемещает огромные валуны и скалы, которые до этого боязливо огибала. За несколько дней катастрофического паводка река выносит от 50 до 80 % объема годового твердого стока.
В предгорьях у выхода из ущелий на равнину, где скорость водного потока резко падает, возникает обширный каменный шлейф, имеющий форму конуса: вершина его находится у выхода из ущелья, а внешний, извилистой формы край — на равнине. Шлейф сложен разнокалиберными обломками пород, галькой и гравием, т. е. всем тем, что река не может тащить дальше по равнине. Причем, чем ближе к ущельям, тем грубее сгруженный ею материал. Более тонкие частицы, в том числе песок, а частично и мелкий гравий, уносятся водными струями дальше. Они выстилают речное русло. Ими сложены пляжи, плёсы и островки на громадном пути от гор к океану. Если климат изменился и река высохла или поменяла русло, намытые ею песчаные гряды становятся форпостами будущей пустыни. Из них отделяются дюны, а потом и барханы, постепенно захватывающие новые пространства. До океана равнинная река доносит лишь малую долю того песка, который она двигает на пути от истоков к устью. Преодолевая это расстояние, осадочные частицы, и среди них песчинки, множество раз садятся на дно. Иногда они даже засыпаются более поздними наносами и долгое время остаются в покое. Потом река как бы вспоминает про них и, меандрируя либо меняя русло, перемывает осадок, втягивая его в неотвратимое движение к морю. Обычно это случается во время прохождения паводков, когда транспортный конвейер набирает обороты.
Скатываясь по поверхности суши, речная вода не только очищает ее от продуктов разрушения горных пород и разложения организмов, но и выравнивает землю. В горах потоки прорубают глубокие ущелья, а со временем и вовсе сводят их на нет. На равнинах и в предгорьях речная вода затягивает мелкие раны Земли, заполняя их осадочным материалом. Шлейф наносов, оставленных реками на своем пути, наращивает осадочный чехол платформ, являющихся основным ядром, вокруг которого располагаются другие континентальные структуры. Однако большая часть твердого вещества, попадающего в реки с водосборов, со временем достигает конечного водоема стока или ближайших его окрестностей, где садится в речных дельтах или эстуариях, а также на подводном их продолжении, называемом подводным конусом выноса. Благодаря этому здесь формируются мощнейшие осадочные толщи, основание которых не всегда удается вскрыть как поисково-разведочными, так и специальными очень глубокими скважинами.
Пахари Земли
В истории нашей планеты были периоды, когда условия на ее поверхности в высоких и даже умеренных широтах приближались к марсианским. Холод сковывал ледовым панцирем озера и моря, укрощал бег рек, засыпал снегами огромные пространства. Начиналась эпоха оледенений. Горные ледники спускались по речным долинам в предгорья, а на возвышенностях и плоскогорьях возникали ледовые щиты. Отсюда ледники мощными языками распространялись на окрестные низменности, а затем начинали двигаться в более низкие широты, изменяя ландшафты и климат, вытесняя животных и растения из привычных ареалов обитания. Медленным, незаметным для глаза было это движение, не становившееся при этом менее грозным.
Лед, словно гусеницы тяжелого танка, раздавливает подстилающее ложе и выпахивает его, увлекая с собой те ингредиенты, на которые распадается субстрат. Зажатый в лощине или старом речном русле, язык ледника разделяется на несколько твердых потоков, движущихся с разной скоростью. Быстрее перемещается массив льда, находящийся в центре. Медленнее потоки, преодолевающие сопротивление не только снизу, но и сбоку. Благодаря создаваемому льдом давлению не только уносятся слабосвязанные и рыхлые отложения, но и растрескиваются и взламываются прочные кристаллические породы, обломки которых перемещаются ледником на сотни километров. Ледник выпахивает широкую У-образную долину (трог), нередко вычищенную от наносов. Несмотря на перемешивание, между массой льда, находящейся в верхней и нижней частях ледового языка, наиболее нагруженными обломочным материалом (прежде всего валунами, щебнем, дресвой и т. д.) остаются нижние, подошвенные его слои, которыми и производится основная разрушительная работа: выпахивание ложа, раздавливание и перетирание отдельных валунов и обломков. Покрываются трещинками и колются по ним не только крупные камни и гальки, но даже песчаные зерна кварца.
Перемещенный ледником осадочный материал обычно легко узнается по крайней гранулометрической неоднородности, когда вместе оказываются свалены глыбы, валуны и щебень наряду с обломками гравийной и песчаной размерности. Характерны остроугольная и угловатая формы материала, ведь породы распались на ингредиенты, крошась по трещинам. На поверхности особенно крепких обломков, которые волочились по субстрату, можно видеть борозды и штриховку. Тончайшие штришки обнаруживаются даже на песчаных кварцевых зернах, отличающихся к тому же неоднородным погасанием в шлифах, что свидетельствует о раздавленной, трещиноватой внутренней структуре.