Природные факторы, влияющие на динамику и распределение криогенных переходных зон литосферы

Изменение условий теплообмена на поверхности Земли, а также глубинные тектонические процессы приводят к значительным деформациям криогенных систем литосферы и возникновению областей активизации природных процессов в криолитозоне. Рассмотрим данные явления на примере динамики ландшафтов и зон тектонической активности.

Ландшафтные факторы

Устойчивое существование криогенных систем определяется теплообменом с атмосферой, который осуществляется через ландшафтную составляющую природной среды. В самом широком смысле ландшафт можно рассматривать как обособленную территорию, в пределах которой компоненты природного комплекса составляют одно целое и взаимно воздействуют друг на друга[1] [2] [3]. Ландшафт в пределах суши охватывает по вертикали приземный (припочвенный) слой воздуха, наземные покровы, почвенный слой и толщу подстилающих горных пород (современную кору выветривания). Жесткая связь ландшафтов с компонентами кри- олитозоны, в первую очередь зависящими от теплообмена (глубиной деятельного слоя и температурой ММП), определяется тем, что в них преобладает вертикальный энергообмен по сравнению с горизонтальным. В горизонтальном направлении, как правило, отмечается изотермия3.

Первостепенная роль в поддержании устойчивости геосистем принадлежит растительному покрову. Этот геокомпонент, один из наиболее мобильных, легко подвергается трансформации при внешних воздействиях. Вместе с тем растительный покров — главная стабилизирующая сила природы, противодействующая нарушению устойчивости. Существует тесная взаимосвязь растительного покрова с динамикой температурного поля криогенных толщ. Механизм этой связи определяется сильным влиянием растительности на процессы теплообмена и влагообмена почвогрунтов и атмосферы.

Для каждого региона существуют определенные зависимости фитоценотического, биоморфологического состава от мерзлотных условий. Это позволяет использовать растительный покров в качестве индикатора мерзлотных условий. При изменении растительности на поверхности Земли в первую очередь изменится мощность деятельного слоя, а затем и температура мерзлых грунтов.

К примеру, увеличение мощности мохового и лишайникового покровов приводит к уменьшению глубин сезонного протаивания, понижению температуры почв и пород. Исследования, проведе- ные Н. Г. Москаленко, показали, что во всех природных зонах минимальные значения глубин сезонного протаивания наблюдаются под морошково-багульниково-сфагново-кладониевым покровом, развитым на торфяниках. Максимальные глубины протаивания отмечены в тундровой зоне на песчаных дренированных участках, лишенных растительного покрова. Участки с глубоким протаиванием в северной тайге приурочены к крупным осоково-моховым мочажинам торфяника и болотам.

Устойчивость и динамика ландшафтов определяют соответствующие показатели криогенных систем литосферы. Наименее устойчивыми и, соответственно, наиболее динамичными участками ландшафтов являются пограничные (контурные) зоны, в том числе: бровка плакора, тыловой шов долины, тальвег оврага, границы природных зон, берега водоемов, края ледников, резко выраженные уступы рельефа, зоны концентрации напряжений горных пород, участки резкой смены литологического состава, различной степени дренированности, прерывистости вечной мерзлоты и др.[4]

Устойчивость растительных сообществ наиболее высока и выражена наилучшим образом в их центральных частях, тогда как на границах даже незначительные изменения параметров среды нередко оказываются критическими. На периферии уже появляются признаки перехода к соседним зонам и соответственно меняются, хотя и в определенных пределах, характеристики криогенных систем (температура, мощность СТС и др.). Многочисленные переходные образования выделяются как подтипы ландшафтов (лесотундровые, лесолуговые, подтаежные). В экологии переходные зоны, где происходят изменения по градиенту или соприкасаются границы двух контрастных местообитаний, получили название экотонов. На них обнаруживаются увеличение разнообразия и плотности живых организмов, повышение мозаичности ландшафтов, известное под названием краевого эффекта. Например, южная граница криолитозоны Евразии является планетарным экотоном.

Мозаичность распределения ландшафтов определяет аналогичное распределение характеристик криогенных толщ. Влияние широтной поясности, определяющей поступление солнечного тепла к поверхности Земли, оказывается значительно измененным. Ландшафтная составляющая является как бы поверхностным управляющим фактором развития криогенных систем при данных климатических условиях. При этом климатическая зональность создает общий фон состояния криолитозоны, но параметры криогенных систем (мощность деятельного слоя, температура мерзлых пород) будут определяться мозаичностью поверхностных условий.

При глобальных изменениях климата динамика мерзлых толщ будет определяться той же мозаичностью поверхностных условий. А. В. Павловым для района геокриологического стационара Марре- Сале (Западный Ямал), на котором в течение 1978—1995 гг. проводились наблюдения, показано, что потепление мерзлых грунтов на глубине 10 м в различных ландшафтных условиях составило от 0,1 до 1 °С. Наибольшее потепление характерно для низкотемпературных тундровых урочищ (современная температура на глубине 10 м--7 °С), наименьшее — для относительно высокотемпературных урочищ, низких пойм и долин рек (современная температура -2,5 °С)[5]. Таким образом, ландшафт становится неотъемлемой частью криогенных систем. При этом следует помнить, что такие компоненты ландшафта, как литогенная составляющая и криогенное строение ММП, являются продуктом прошлых палеогеографических условий, поэтому не будут изменяться даже при кардинальной смене растительных сообществ (см. тему 2).

  • [1] Геворкян С. Г. Значения критических коэффициентов интенсивности напряжений мерзлых грунтов естественного сложения.
  • [2] Дзагоева Е. А. Соотношение понятий «ландшафт» и «геосистема» в географическом пространстве и времени // Вестник Томского государственного университета. 2012. № 357. С. 182—185.
  • [3] Павлов А. В. Теплофизика ландшафтов. Новосибирск : Наука (Сибирское отделение), 1979.
  • [4] Голубчиков Ю. Н., Зайцев В. А. Устойчивость ландшафтной структуры // Геоэкология Севера. М. : Изд-во МГУ, 1992. С. 66—72.
  • [5] Павлов А. В. Мерзлотно-климатические изменения на севере России: наблюдения, прогноз // Известия РАН. Серия: география. 2003. № 6. С. 39—50.
 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >