CC BY
55
УДК 911.9
ГЕОИНФОРМАЦИОННЫЙ АНАЛИЗ ПОСТГЛЯЦИАЛЬНОГО ЛИМНОГЕНЕЗА ЮГО-ВОСТОЧНОГО АЛТАЯ
Павел Станиславович Бородавко
Институт мониторинга климатических и экологических систем СО РАН, 634055, Россия, г. Томск, пр. Академический, 10/3, кандидат географических наук, заведующий лабораторией самоорганизации геосистем, тел. (905)990-53-82, e-mail: [email protected]
Обработка материалов геоморфологической и гидрографической съемки и данных дистанционного зондирования в геоинформационной среде позволила установить, что последнее оледенение было наиболее важным фактором в формировании морфоскульптуры бассейна р. Юстыд. В максимум развития оледенения позднего неоплейстоцена, ледники покрывали все предгорья, полностью включая современный водосборный бассейн рек Богуты и Нарынгола. Из центральных, наиболее приподнятых частей хр. Чихачева ледники продвигались к подножиям, изменяя рельеф подстилающей поверхности. На стадиях деградации оледенения, в пределах вышеобозначенных долин формировались полихронные моренно-озерные комплексы, закономерно «молодеющие» по мере приближения к очагам развития оледенения.
Ключевые слова: Алтай, лимногенез, оледенение, морено-подпрудные озера. GIS ANALYSIS OF POSTGLACIAL LYMNOGENESIS OF SOUTHEAST ALTAY
Pavel S. Borodavko
Institute of Monitoring of Climatic and Ecological Systems of the Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences, 634055, Russia, Tomsk, 10/3 Academichesky ave., Assoc. Professor, Head of Laboratory of Self-organizing Geosystems, tel. (905)990-53-82, e-mail: [email protected]
Remote sensing data supplemented by field physical limnological studies and geomorpholog-ical mapping are used to derive the post-glacial landscape evolution of Yustyd Valley (Chikhacheva Range, S-E Altay). The results of investigation inform regional palaeogeographycal reconstructions and demonstrate the effectiveness of an integrated approach combining geomorphological and se-dimentological signatures with remote sensing. The interdisciplinary approach is used to reconstruct parameters of Late Pleistocene glaciers, identifying a series of depositional events that accompanied both retreat of glaciers and post-glacial formation of limnoglacial landscapes within Yustyd Valley. Moraines and moraine-dammed lakes are mapped in the catchment and show multiple regional pa-laeoenvironmental events and a sedimentology consistent with deposition by lodgement processes during the last 13000 years. Retreat features include a series of recessional moraines formed by still-stands or small readvances of valley glaciers. Following deglaciation led to formation of a moraine-dam lake system. This investigations indicates that an integrated approach, using geomor-phology, sedimentology and remote sensing on a catchment scale, is capable of deriving a more in-depth understanding of palaeogeographycal reconstructions and regional correlations of highlights the complexity of palaeoglaciers dynamics at a range of spatial scales.
Key words: Altay, lymnogenesis, glaciations, moraine-dammed lakes.
Озера Юго-Восточного Алтая весьма многочисленны, однако, до недавнего времени, специальных исследований направленных на их изучение не про-
водилось. Имеющиеся литературные сведения по некоторым озерам, основанные на устаревшем картографическом материале, зачастую не соответствуют действительности. Полученные нами в ходе полевых исследований данные позволяют дать достаточно полную характеристику морфо-генетических и некоторых других особенностей водных объектов озерной системы р. Юстыд.
Гидрографическая съемка выполнена с применением гидрографо--навигационного комплекса Hammerhead XRT 900 с модулем двухлучевого эхолотиро-вания. Данные полевых исследований интегрировались в разработанную ГИС «Четвертичный лимногенез Алтая». В качестве программной среды нами был выбран пакет "MICRODEM / Terrabase-II" (V. 16), обладающий всеми основными достоинствами инструментальных ГИС [2]: вводом и редактированием графической информации, автоматической генерализацией, пространственным и временным анализом с применением оверлейных операций, использованием разномасштабного исходного материала, созданием и манипулированием тематическими базами данных с возможностью пространственной привязки к географическим объектам, построением тематических карт и, как итог, получением готовой картографической продукции.
Озера верховьев р. Юстыд (Республика Алтай, Кош-Агачский район) занимают дно долин ее главных притоков (рис. 1). Правый приток - р. Нарынгол, взяв начало на западных склонах хребта Чихачева, образует большое (до 3 км в длину) оз. Киндыкты-Куль. По левому притоку (р. Богуты) последовательно снизу вверх расположены озера Нижнее Богутинское, Среднее Богутин-ское и Большое Богутинское (до 3,5 км в длину). По происхождению это типичные моренно-подпрудные озера. Кроме вышеобозначенных, относительно крупных водоемов, в пределах водосборного бассейна широко распространены
Л
(62 озера) и более мелкие (площадью от 0,05 до 0,3 км ) озера локализованные в карах, межморенных понижениях и термокарстовых западинах. Глубина их не превышает 3 - 5 метров, подавляющее большинство озер не имеет открытого стока. В отношении окружающей растительности местность представляет яркий пример перехода высокогорной Чуйской степи в горную тундру. Окрестности озер совершенно безлесны. При общем господстве луговых осоко-злаковых и кобрезиевых тундр здесь имеются участки кустарниковой тундры, высокогорной степи и альпийской растительности. Раннее замерзание озер и их позднее вскрытие (конец мая), холодная снеговая вода с небольшим содержанием минеральных солей определили бедность видового состава водной растительности.
Озеро Киндыктыкуль (рис. 2) относится к числу уникальных природных объектов Кош-Агачского района. Процессы в Киндыктыкуле и на его побережьях в значительной мере определяются размерами и формой озерной котловины и характером водосборного бассейна. На нижних гипсометрических уровнях бассейна Киндыктыкуля коренные породы перекрыты чехлом рыхлых четвертичных образований. Они представлены комплексами ледниковых, вод-ноледниковых, аллювиальных, озерных и болотных отложений различной мощности.
Рис. 1. Схема размещения объектов озерной системы р. Юстыд
Рис. 2. Батиметрическая схема озера Киндыктыкуль
Озеро Киндыктыкуль является самым крупным из отмеченных выше. Водоем вытянут вдоль долины Нарынгола в направлении с запада на восток. Длина озера 2450 м, наибольшая ширина - 1750 м, площадь 2,77 км2. Имеет несколько крупных заливов и далеко выступивший от западного берега мыс, напротив которого находится остров 250X150 м. Мыс и остров делят озеро вдоль на южную менее проточную и северную проточную половины. С восточной
стороны в озеро впадает два притока, а в северо-западной части, в прорыве моренного вала, берет начало единственная река. По распределению глубин и особенностям рельефа дна в Киндыктыкуле выделяются два участка, отделенные друг от друга валообразным поднятием, с крутизной подводных склонов - 5-100. Господствующая глубина озера 3—5 м. Наибольшая глубина (до 7,5 м) находится в северо-западной части, перед подпруживающей мореной. Прозрачность воды позволяет видеть дно почти на всем протяжении озера. Температура поверхностного слоя воды равна 12°, придонного — 6,3°. Основной грунт светло-серый ил минерального происхождения.
Озеро Нижнее Богутинское Расположено в долине левого притока р. Юс-тыд, в 7 км от места слияния его с правым притоком. Имеет форму узкого сегмента. Вытянуто вдоль долины с северо-запада на юго-восток. Длина около 1520 м, наибольшая ширина — 570 м, площадь 0,72 км2. Озеро проточное, с юго-востока в него впадает р. Богуты вытекающая в прорыве древнего моренного вала в северо-западном конце озера. Дно озера сложено гранитными валунами и скалами, перекрытыми толщей илистых отложений. Лишь в прибрежной части каменистое ложе выступает из-под ила, переходя в берег. Господствующий грунт дна — ил светло-серого цвета, минерального происхождения. Глубина озера на всем протяжении колеблется в пределах 3,5—4 м, с углублением до 5 м перед подпруживающей мореной. Прозрачно до дна. Температура поверхностных слоев 11°С, придонных 6°.
Озеро Верхнее Богутинское находится выше по течению реки, в 10 км к югу от оз. Нижнее Богуты. Имеет округлую форму и небольшие размеры. Максимальная ширина около 300 м, площадь 0,48 км . Кроме основной р. Богуты, питающей это озеро, в него впадает с восточной стороны небольшой безымянный ручей. Дно вблизи берегов сложено валунами. В центральной части водоема они скрыты серым наилком. Максимальная глубина озера 4 м. Прозрачность - до дна. Температура поверхностных слоев воды 9-10°, придонных 7°.
Озеро Большое Богутинское расположено в 1,5 км к востоку от Верхнего Богутинского Водоем вытянут по направлению долины с запада на восток. Длина 3400 м, наибольшая ширина 900 м, площадь 2,33 км2. Очертание береговой линии довольно сложное (рис. 3). В западной части имеется несколько заливов и небольшой остров. Южные, северные и западные берега сложены валунами. В прибрежной части они выходят на поверхность.
В центральной части водоема скрыты под толщей илистых отложений. Восточный берег, близ устья р. Богуты, состоит из мелкой гальки и крупного песка. Микрорельеф берега осложнен серией небольших береговых валов. Единственный исток озера р. Богуты берет начало в северо-западном углу озера. Несмотря на значительные размеры, озеро на всем протяжении мелководно. Средняя глубина 3,5-4 м. максимальная до 5 м. Основной грунт дна - светло-серый ил, имеющий у восточного берега примесь песка. Температура поверхностного слоя воды 8°, придонного 6°. Прозрачность - до дна.
Рис. 3. Батиметрическая схема Большого Богутинского озера
Последнее оледенение четвертичного периода было наиболее важным фактором в формировании бассейна и котловины озерной системы Юстыда [1]. Фронт морен поздненеоплейстоценового максимума (50-60 тыс. лет назад) оледенения бассейна р. Юстыда выражен исключительно чётко в виде уступа до 5 м высоты над прилегающими денудированными пространствами. Граница фронта морены причудливо осложнена фестонами в зависимости от подстилающего рельефа и поэтому абсолютные отметки фронта морены варьируют от 2220 до 2350 м. Микрорельеф прифронтальной части моренного поля представлен сочетанием бугров, гряд разных размеров с обилием валунов и глыб на поверхности. Примерно в 1,5 км от фронта максимума моренного поля выделяется второй уступ меньшей высоты (до 3 м), прослеживающийся на большей части левобережья р. Богуты. Морфологически он менее выразителен на фоне интенсивного микрорельефа морены. Граница этого уступа местами теряется, прерывается общим выравниванием поверхности. По-видимому, это первая постмаксимальная морена первого мегастадиала. Выше по долине, в 2 км от западного берега Нижнего Богутинского озера представлена вторая постмаксимальная морена первого мегастадиала. Её поверхность менее осложнена формами микрорельефа в сравнении с предыдущими и её граница менее извилиста в плане. Здесь уже вполне определённо прослеживается форма и ширина (до 2 км) оставившего его ледникового языка, то есть, к этому времени ледники долин рр. Нарынгол и Богуты разделились. Мореной Нарынгольского ледника подпружено озеро Киндыктыкуль. Морена максимума второго мегастадиала (около 13 тыс. л.н.) представлена тремя субпараллельными цепочками холмов и грядок ниже Среднего Богутинского озера на отметках около 2400-2450 м. Фронт этой морены наиболее хорошо прослеживается в рельефе по левобережной части долины. Упомянутые субпараллельные цепочки моренных форм свидетельствуют, по-видимому, о прерывистости процесса посмаксимального сокращения ледника. В цунговом бассейне первой постмаксимальной морены второго мегастадиала лежит Большое Богутинское озеро. В рельефе морена этой стадии выражена слабо, как, впрочем, и в других долинах Алтая, что можно объяснить непродолжительностью стационирования ледникового языка. Конечная морена второй постмаксимальной стадии (огнёвской, по алтайской па-
леогляциологической схеме) подпруживает небольшое безымянное озеро выше Бол. Богутинского. Моренный вал этой стадии хорошо выражен в рельефе по правобережью реки. В левобережье здесь поднимается продольная по долине 100-метровая гряда коренных горных пород.
Контур общего ледникового языка мультинской стадии прослеживается сразу ниже слияния водотоков, образующих р. Богуты. Хорошим ориентиром для этой стадии может служить небольшое округлое озеро в левобережье реки на отметке около 2480 м. Этот язык формировался ещё обоими ледниковыми потоками, выдвигавшимися из двух долин. Здесь из отложений по правобережью р. Богуты получены датировки 5510 ± 40 лет (СОАН-2122), 8730 ± 90 (СОАН - 2288), 8330 ± 95 лет (СОАН - 2289) [2] . Морены кочурлинской стадии лежат в разных долинах бассейна р. Юстыда. В левой (западной) долине конечная морена имеет отметку около 2580 м, а в правой (восточной) - конечная морена не выражена в рельефе, окончание языка фиксировано опусканием на дно долины концов валов береговых морен на отметках около 2540 м. Морена аккемской стадии лучше выражена в левой (западной) долине. Она заметным поперечным валом замыкает береговые морены на высоте 2660 м. Далее вверх по этой долине морфологических признаков стадиальной динамики ледника не обнаружено вплоть до отметок 2875 м. Здесь сложнорасчленённая карами головная часть долины перегорожена поперечным валом, связанным в левобережье с опускающейся сюда береговой мореной. Её мы относим к исторической стадии. Морены стадии XVII-XIX вв. лежат в пределах каров, частично или полностью занимая их днища на высотах 3100-3200 м над у.м. В правой (восточной) долине морена аккемской стадии лежит вблизи места слияния истоков, образующих общий водоток в этой долине на отметке около 2640 м. Мореной исторической стадии подпружены верхние озёра в днище каров головной части долины на отметках 2800-2900 м. Морены стадии XVII-XIX вв. лежат в карах на отметках около 3000-3100 м.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Ивановский Л. Н. Новые данные по древнему оледенению в верховьях р. Чуи // Современные вопросы гляциологии и палеогляциологии. - М.: Наука, 1964. - С. 158 - 170.
2. Русанов Г.Г., Орлова Л.А. Радиоуглеродные датировки (СОАН) Горного Алтая и Предалтайской равнины. - Бийск: Алт. гос. акад. образования, 2013. - 290 с.
3. Guth, PL., 2009, Geomorphometry in MICRODEM, In Hengl, T., Reuter, H.I. (eds), Geomorphometry: concepts, software, applications. Developments in Soil Science Series, Elsevier, p.351-366.
Исследования выполнены в рамках проекта РФФИ 13-05-00111 «Позднечетвертичная эволюция озерных систем Алтайской горной страны».
© П. С. Бородавко, 2015
